Question

λ噬菌体有极强的侵染能力，并能在细菌中快速地进行DNA的复制，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，进而构建基因文库．相关操作如图．请分析回答相关问题：

（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λgt10载体可插入的外源DNA的长度范围为

 

，为获得较大的插入能力，在改造载体时可删除噬菌体DNA组成中的

 

序列以缩短其长度．
（2）λ噬菌体DNA上通常没有合适的标记基因，故人工改造时需加装合适的标记基因，如上图λgt10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．可见，构建基因克隆载体时，外源DNA的插入位置是imm434基因

 

（填“之中”或“之外”）．培养后处于

 

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，可获得的结论是

 

．
（4）举一例生物界中与溶原状态相似的现象．

 

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

 

部位获得噬菌体．苯酚抽提，释放噬菌体重组DNA．最后，需用乙醇析出DNA，该操作依据的原理是

 

．

Answer 1

考点：噬菌体侵染细菌实验

专题：

分析：本题题图为切入点，噬菌体属于病毒，病毒的繁殖过程为：吸附→注入→合成→组装→释放等五个步骤．在吸附过程中，DNA分子注入细菌体内，而蛋白质外壳留在外面．

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，经人工改造的λgt10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）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）蛋白质的元素组成主要为C、H、O、N，有的还有S、P，而DNA只含C、H、O、N、P，因此蛋白质特有的化学元素是S元素．采用放射性同位素标记方法，用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，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，因为噬菌体中含有S的蛋白质外壳是不进入细菌体内的．
（4）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．
（5）经培养10h后的噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来，因此在离心过程中，由于噬菌体的比重较轻留在了上清液中，而大肠杆菌比重较大沉在沉淀物中．在提取DNA分子时，由于蛋白质等其他杂质可以溶于酒精，而DNA不溶于酒精故而析出． 故答案为：（9分）
（1）0～7.6 kb　中部　（2）之中　溶菌　（3）S　蛋白质外壳不进入细菌中　（4）HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中　（5）上清液　DNA不溶于酒精

点评：本题综合考查基因工程和DNA是主要遗传物质的实验的应用，意在考查考生能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力．