Question

λ噬菌體有極強的侵染能力，并能在細菌中快速地進行DNA的復制，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，進而構建基因文庫．相關操作如圖．請分析回答相關問題：

（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λgt10載體可插入的外源DNA的長度范圍為

 

，為獲得較大的插入能力，在改造載體時可刪除噬菌體DNA組成中的

 

序列以縮短其長度．
（2）λ噬菌體DNA上通常沒有合適的標記基因，故人工改造時需加裝合適的標記基因，如上圖λgt10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．可見，構建基因克隆載體時，外源DNA的插入位置是imm434基因

 

（填“之中”或“之外”）．培養后處于

 

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

 

，若對其進行標記并做侵染實驗，可獲得的結論是

 

．
（4）舉一例生物界中與溶原狀態相似的現象．

 

．
（5）分離純化噬菌體重組DNA時，將經培養10h左右的大腸桿菌-噬菌體的培養液超速離心，從

 

部位獲得噬菌體．苯酚抽提，釋放噬菌體重組DNA．最后，需用乙醇析出DNA，該操作依據的原理是

 

．

Answer 1

考點：噬菌體侵染細菌實驗

專題：

分析：本題題圖為切入點，噬菌體屬于病毒，病毒的繁殖過程為：吸附→注入→合成→組裝→釋放等五個步驟．在吸附過程中，DNA分子注入細菌體內，而蛋白質外殼留在外面．

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，經人工改造的λgt10載體的長度為43.4kb，那么插入的外源DNA的最大長度是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，可刪除的是中臂．
（2）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）蛋白質的元素組成主要為C、H、O、N，有的還有S、P，而DNA只含C、H、O、N、P，因此蛋白質特有的化學元素是S元素．采用放射性同位素標記方法，用被標記的噬菌體侵染未被標記的細菌，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，因為噬菌體中含有S的蛋白質外殼是不進入細菌體內的．
（4）溶原是指噬菌體的DNA整合到細菌基因組中潛伏起來，不產生子代噬菌體，與HIV逆轉錄后DNA整合到人T細胞的DNA中很相似．
（5）經培養10h后的噬菌體已經從大腸桿菌中釋放出來，因此在離心過程中，由于噬菌體的比重較輕留在了上清液中，而大腸桿菌比重較大沉在沉淀物中．在提取DNA分子時，由于蛋白質等其他雜質可以溶于酒精，而DNA不溶于酒精故而析出． 故答案為：（9分）
（1）0～7.6 kb　中部　（2）之中　溶菌　（3）S　蛋白質外殼不進入細菌中　（4）HIV逆轉錄后DNA整合到人T細胞的DNA中　（5）上清液　DNA不溶于酒精

點評：本題綜合考查基因工程和DNA是主要遺傳物質的實驗的應用，意在考查考生能理解所學知識要點，把握知識間內在聯系的能力．