Question

λ噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂（称为溶菌状态）；或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体（称为溶原状态）．在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用．相关操作如图所示，请回答：

（1）组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51kb，则λgtl0载体可插入的外源DNA的最大长度为

 

kb，为获得较大的插入能力，在改造载体时可删除λ噬菌体DNA组成中的

 

 序列以缩短其长度．
（2）λ噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如图λgtl0载体中的imm434基因，该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物．在构建基因克隆载体时，需用到的酶是

 

，外源DNA的插入位置应位于imm434基因

 

 （之中/之外），使经侵染培养后的受体菌处于

 

状态，表明已成功导入目的基因．
（3）包装用的蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是

 

，若对其进行标记并做侵染实验，则实验结论是

 

．
（4）合成噬菌体所需的小分子原料主要是

 

．分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌-噬菌体的培养液超速离心，从

 

（上清液、沉淀物）获得噬菌体．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,噬菌体侵染细菌实验

专题：

分析：λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除的是中臂．经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb．T₂噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用³⁵S或³²P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质．

解答： 解：（1）由于组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA最大长度是51kb，经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb，那么插入的外源DNA的最大长度是51-43.4=7.6kb．由于λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除中部序列以缩短其长度．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA连接酶来切割和拼接DNA片段．由于采用的标记基因，即imm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态．
（3）蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是S元素；用被³⁵S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌时，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管的上清液中，这说明噬菌体中含有S的蛋白质外壳是不进入细菌体内的．
（4）噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成，因此合成噬菌体蛋白质外壳需要以氨基酸为原料，而合成DNA需要以脱氧核苷酸为原料．分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌-噬菌体的培养液超速离心，从上清液获得噬菌体．
故答案为：
（1）7.6kb     中部（含控制溶原生长）
（2）限制酶和DNA连接酶   之中   溶菌
（3）S   蛋白质外壳不进入细菌中
（4）氨基酸和脱氧核苷酸   上清液

点评：本题综合流程图，考查基因工程、噬菌体侵染细菌实验的应用，要求考生识记基因工程的工具、操作步骤及应用；识记噬菌体侵染细菌的实验过程，能根据实验现象得出实验结论；同时还要求考生能分析题图提取有效信息答题．