Question

11．λ噬菌體有極強的侵染能力，能在細菌中快速進行DNA復(fù)制，產(chǎn)生子代噬菌體，最終導(dǎo)致細菌破裂（稱為溶菌狀態(tài)）；或者整合到細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，使其在受體細菌中大量擴增外源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，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7.6kb．為獲得較大的插入能力，在改造載體時可刪除λ噬菌體DNA組成中的中部（含控制溶原生長）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，因此人工改造時需加裝適合的標(biāo)記基因，如上圖λgtl0載體中的imm434基因．該基因編碼一種阻止λ噬菌體進入溶菌狀態(tài)的阻遏物．在構(gòu)建基因克隆載體時，需用到的酶是限制酶和DNA連接酶，外源DNA的插入位置應(yīng)位于imm434基因之中（之中/之外），使經(jīng)侵染培養(yǎng)后的受體菌處于溶菌 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S，若對其進行標(biāo)記并做侵染實驗，則實驗結(jié)論是蛋白質(zhì)外殼不進入細菌中．
（4）合成噬菌體所需的小分子原料主要是氨基酸和脫氧核苷酸．分離純化噬菌體重組DNA時，將經(jīng)培養(yǎng)10小時左右的大腸桿菌-噬菌體的培養(yǎng)液超速離心，從上清液（上清液、沉淀物）獲得噬菌體．
（5）除病毒可作為基因工程中的運載體外，質(zhì)粒是最常用的運載體．

Answer 1

分析 分析題圖：λ噬菌體的DNA包括分為左臂（含編碼蛋白質(zhì)外殼序列）、中臂（含控制溶原生長序列）和右臂（含重要調(diào)控序列）．λ噬菌體的DNA經(jīng)過人工改造后可形成λgt10載體（長43.4kb）．在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中常用λ噬菌體構(gòu)建基因克隆載體，使其在受體細菌中大量擴增外源DNA，進而構(gòu)建基因文庫．

解答 解：（1）由于組裝噬菌體時，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，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)記的細菌時，短時保溫后攪拌、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)外殼是不進入細菌體內(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，將經(jīng)培養(yǎng)10小時左右的大腸桿菌-噬菌體的培養(yǎng)液超速離心，從上清液獲得噬菌體．
（5）除病毒可作為基因工程中的運載體外，質(zhì)粒是最常用的運載體．
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)外殼不進入細菌中
（4）氨基酸和脫氧核苷酸     上清液
（5）質(zhì)粒

點評 本題綜合流程圖，考查基因工程、噬菌體侵染細菌實驗的應(yīng)用，要求考生識記基因工程的工具、操作步驟及應(yīng)用；識記噬菌體侵染細菌的實驗過程，能根據(jù)實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論；同時還要求考生能分析題圖提取有效信息答題．