Question

λ噬菌體有極強(qiáng)的侵染能力，能在細(xì)菌中快速進(jìn)行DNA復(fù)制，產(chǎn)生子代噬菌體，最終導(dǎo)致細(xì)菌破裂（稱為溶菌狀態(tài)）；或者整合到細(xì)菌基因組中潛伏起來，不產(chǎn)生子代噬菌體（稱為溶原狀態(tài)）．在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中常用λ噬菌體構(gòu)建基因克隆載體，使其在受體細(xì)菌中大量擴(kuò)增外源DNA，以備研究使用．相關(guān)操作如圖所示，請回答：

（1）組裝噬菌體時(shí)，可被噬菌體蛋白質(zhì)包裝的DNA長度約為36～51kb，則λgtl0載體可插入的外源DNA的最大長度為

 

kb，為獲得較大的插入能力，在改造載體時(shí)可刪除λ噬菌體DNA組成中的

 

 序列以縮短其長度．
（2）λ噬菌體DNA上通常沒有適合的標(biāo)記基因，因此人工改造時(shí)需加裝適合的標(biāo)記基因，如圖λgtl0載體中的imm434基因，該基因編碼一種阻止λ噬菌體進(jìn)入溶菌狀態(tài)的阻遏物．在構(gòu)建基因克隆載體時(shí)，需用到的酶是

 

，外源DNA的插入位置應(yīng)位于imm434基因

 

 （之中/之外），使經(jīng)侵染培養(yǎng)后的受體菌處于

 

狀態(tài)，表明已成功導(dǎo)入目的基因．
（3）包裝用的蛋白質(zhì)與DNA相比，特有的化學(xué)元素是

 

，若對其進(jìn)行標(biāo)記并做侵染實(shí)驗(yàn)，則實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

 

．
（4）合成噬菌體所需的小分子原料主要是

 

．分離純化噬菌體重組DNA時(shí)，將經(jīng)培養(yǎng)10小時(shí)左右的大腸桿菌-噬菌體的培養(yǎng)液超速離心，從

 

（上清液、沉淀物）獲得噬菌體．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)

專題：

分析：λ噬菌體DNA中分為三段，左臂是含有編碼蛋白質(zhì)外殼的序列，中臂是控制溶原生長的序列，而右臂是含重要調(diào)控序列，所以人工改造載體時(shí)，可刪除的是中臂．經(jīng)人工改造λgtl0載體的長度為43.4kb．T₂噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟：分別用³⁵S或³²P標(biāo)記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)．

解答： 解：（1）由于組裝噬菌體時(shí)，可被噬菌體蛋白質(zhì)包裝的DNA最大長度是51kb，經(jīng)人工改造λgtl0載體的長度為43.4kb，那么插入的外源DNA的最大長度是51-43.4=7.6kb．由于λ噬菌體DNA中分為三段，左臂是含有編碼蛋白質(zhì)外殼的序列，中臂是控制溶原生長的序列，而右臂是含重要調(diào)控序列，所以人工改造載體時(shí)，可刪除中部序列以縮短其長度．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA連接酶來切割和拼接DNA片段．由于采用的標(biāo)記基因，即imm434基因，能編碼一種阻止λ噬菌體進(jìn)入溶菌狀態(tài)的阻遏物，所以外源DNA應(yīng)該插入該基因之中，這樣就使得經(jīng)侵染培養(yǎng)后的受體菌處于溶菌狀態(tài)．
（3）蛋白質(zhì)與DNA相比，特有的化學(xué)元素是S元素；用被³⁵S標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌時(shí)，短時(shí)保溫后攪拌、離心，可檢測到放射性物質(zhì)主要分布在試管的上清液中，這說明噬菌體中含有S的蛋白質(zhì)外殼是不進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的．
（4）噬菌體由蛋白質(zhì)外殼和DNA組成，因此合成噬菌體蛋白質(zhì)外殼需要以氨基酸為原料，而合成DNA需要以脫氧核苷酸為原料．分離純化噬菌體重組DNA時(shí)，將經(jīng)培養(yǎng)10小時(shí)左右的大腸桿菌-噬菌體的培養(yǎng)液超速離心，從上清液獲得噬菌體．
故答案為：
（1）7.6kb     中部（含控制溶原生長）
（2）限制酶和DNA連接酶   之中   溶菌
（3）S   蛋白質(zhì)外殼不進(jìn)入細(xì)菌中
（4）氨基酸和脫氧核苷酸   上清液

點(diǎn)評：本題綜合流程圖，考查基因工程、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，要求考生識(shí)記基因工程的工具、操作步驟及應(yīng)用；識(shí)記噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；同時(shí)還要求考生能分析題圖提取有效信息答題．