Question

4．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(fù)制，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，進而構(gòu)建基因文庫．相關(guān)操作如下圖，請分析回答相關(guān)問題：

（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 的長度范圍為0～7.6kb．
（2）λ噬菌體的溶菌狀態(tài)、溶原狀態(tài)各有用途．現(xiàn)有一種 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．但如果直接插入該基因，會使載體過大而超過噬菌體蛋白質(zhì)的包裝能力，又需要刪除λ噬菌體原有的一些序列．根據(jù)上圖分析：A、如果需要獲得大量含目的基因的噬菌體，應(yīng)當(dāng)使λ噬菌體處于溶菌狀態(tài)，相應(yīng)的改造措施是刪除λ噬菌體 DNA 中的中臂（填“左臂”、“中臂”或填“右臂”）；
B、如果需要目的基因在細菌中大量克隆，應(yīng)當(dāng)使λ噬菌體處于溶原狀態(tài)，相應(yīng)的改造措施是可以刪除λ噬菌體 DNA 中的左臂（填“左臂”、“中臂”或填“右臂”），并插入imm434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，可獲得的結(jié)論是蛋白質(zhì)沒有進入細菌．
（4）分離純化噬菌體重組 DNA 時，將經(jīng)培養(yǎng) 10h 左右的大腸桿菌--噬菌體的培養(yǎng)液超速離心后，從離心試管內(nèi)的上清液中獲得噬菌體．

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）人工改造后的λgt10載體的長度是43.4kb，而被噬菌體蛋白質(zhì)包裝的DNA長度約為36～51kb，因此λgt10載體可插入的外源DNA的最大長度是51-43.4=7.6kb．
（2）A、如果需要獲得大量含目的基因的噬菌體，應(yīng)當(dāng)使λ噬菌體處于溶菌狀態(tài)，則應(yīng)刪λ噬菌體的DNA中含控制溶原生長序列，即中臂；
B、如果需要目的基因在細菌中大量克隆，應(yīng)當(dāng)使λ噬菌體處于溶原狀態(tài)，則應(yīng)刪λ噬菌體的DNA中含編碼蛋白質(zhì)外殼序列，即刪除λ噬菌體DNA中的左臂，并插入imm434基因．
（3）蛋白質(zhì)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(zhì)特有的化學(xué)元素是S元素．采用放射性同位素標(biāo)記方法，用被標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的細菌，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，因為噬菌體中含有S的蛋白質(zhì)外殼是不進入細菌體內(nèi)的．
（4）經(jīng)培養(yǎng)10h后的噬菌體已經(jīng)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．
故答案為（1）0～7.6kb
（2）溶菌    中臂    溶原    左臂     imm434 基因
（3）S    蛋白質(zhì)沒有進入細菌
（4）上清液

點評 本題結(jié)合λ噬菌體載體克隆外源DNA片段的操作流程，考查基因工程、噬菌體侵染細菌的實驗，要求考生認真分析題圖，了解λ噬菌體的DNA結(jié)構(gòu)，理解λ噬菌體的溶菌狀態(tài)和溶原狀態(tài)，能結(jié)合圖中信息答題；掌握噬菌體侵染細菌的過程，明確噬菌體侵染細菌時只有DNA進入細菌，而蛋白質(zhì)外殼留在細菌外．