Question

11．λ噬菌體有極強的侵染能力，能在細菌中快速進行DNA復制，產生子代噬菌體，最終導致細菌破裂（稱為溶菌狀態）；或者整合到細菌基因組中潛伏起來，不產生子代噬菌體（稱為溶原狀態）．在轉基因技術中常用λ噬菌體構建基因克隆載體，使其在受體細菌中大量擴增外源DNA，以備研究使用．相關操作如圖所示，請回答．

（1）組裝噬菌體時，可被噬菌體蛋白質包裝的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記基因，因此人工改造時需加裝適合的標記基因，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的阻遏物．在構建基因克隆載體時，需用到的酶是限制酶和DNA連接酶，外源DNA的插入位置應位于imm434基因之中（之中/之外），使經侵染培養后的受體菌處于溶菌 狀態，表明已成功導入目的基因．
（3）包裝用的蛋白質與DNA相比，特有的化學元素是S，若對其進行標記并做侵染實驗，則實驗結論是蛋白質外殼不進入細菌中．
（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，將經培養10小時左右的大腸桿菌-噬菌體的培養液超速離心，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（含編碼蛋白質外殼序列）、中臂（含控制溶原生長序列）和右臂（含重要調控序列）．λ噬菌體的DNA經過人工改造后可形成λgt10載體（長43.4kb）．在轉基因技術中常用λ噬菌體構建基因克隆載體，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，可被噬菌體蛋白質包裝的DNA最大長度是51kb，經人工改造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．由于采用的標記基因，即imm434基因，能編碼一種阻止λ噬菌體進入溶菌狀態的阻遏物，所以外源DNA應該插入該基因之中，這樣就使得經侵染培養后的受體菌處于溶菌狀態．
（3）蛋白質與DNA相比，特有的化學元素是S元素；用被³⁵S標記的噬菌體侵染未被標記的細菌時，短時保溫后攪拌、離心，可檢測到放射性物質主要分布在試管的上清液中，這說明噬菌體中含有S的蛋白質外殼是不進入細菌體內的．
（4）噬菌體由蛋白質外殼和DNA組成，因此合成噬菌體蛋白質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，將經培養10小時左右的大腸桿菌-噬菌體的培養液超速離心，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      蛋白質外殼不進入細菌中
（4）氨基酸和脫氧核苷酸     上清液
（5）質粒

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用，要求考生識記基因工程的工具、操作步驟及應用；識記噬菌體侵染細菌的實驗過程，能根據實驗現象得出實驗結論；同時還要求考生能分析題圖提取有效信息答題．