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，则经人工改造的λgtl0载体可插入的外源DNA的最大长度是

 

kb．人工改造载体时，为获得较大的插入能力，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．构建基因克隆载体需用到的酶是

 

，外源DNA的插入位置应位于imm434基因

 

（之中/之外），为什么？

 

．
（3）举一例生物界中与溶原状态相似的现象．

 

．
（4）如图目的基因用¹⁵N标记，且在一个受体细胞的溶菌状态时释放出32个子代噬菌体中，含¹⁴N和¹⁵N的噬菌体比例是

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,DNA分子的复制

专题：

分析：分析题图：λ噬菌体的DNA包括分为左臂（含编码蛋白质外壳序列）、中臂（含控制溶原生长序列）和右臂（含重要调控序列）．λ噬菌体的DNA经过人工改造后可形成λgt10载体（长43.4kb）．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，进而构建基因文库．

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，可删除的是中臂．
（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）溶原是指噬菌体的DNA整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体，与HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中很相似．
（4）如图目的基因用¹⁵N标记，且在一个受体细胞的溶菌状态时释放出32个子代噬菌体中，由于DNA的半保留复制，子代噬菌体中含¹⁵N的始终有2个，而所有的子代噬菌体中均含¹⁴N，因此含¹⁴N和¹⁵N的噬菌体比例是16：1．
故答案为：
（1）7.6kb    中部
（2）限制酶和DNA连接酶   之中
i mm434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）HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中很相似
（4）16：1

点评：本题结合λ噬菌体载体克隆外源DNA片段的操作流程，考查基因工程、噬菌体侵染细菌的实验，要求考生认真分析题图，了解λ噬菌体的DNA结构，理解λ噬菌体的溶菌状态和溶原状态，能结合图中信息答题；掌握噬菌体侵染细菌的过程，明确噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，而蛋白质外壳留在细菌外．