Question

8．λ噬菌體有極強(qiáng)的侵染能力，能在細(xì)菌中快速進(jìn)行DNA復(fù)制，產(chǎn)生子代噬菌體，最終導(dǎo)致細(xì)菌破裂（稱為溶菌狀態(tài)）；或者整合到細(xì)菌基因組中潛伏起來(lái)，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(xì)菌中大量擴(kuò)增外源DNA，以備研究使用．相關(guān)操作如圖所示，請(qǐng)回答．
（1）組裝噬菌體時(shí)，可被噬菌體蛋白質(zhì)包裝的DNA長(zhǎng)度約為36～51kb，則經(jīng)人工改造的λgtl0載體可插入的外源DNA的最大長(zhǎng)度為kb．人工改造載體時(shí)，為獲得較大的插入能力，可刪除λ噬菌體DNA組成中的7.6序列以縮短其長(zhǎng)度控制溶原生長(zhǎng)（或中部）．
（2）λ噬菌體DNA上通常沒(méi)有適合的標(biāo)記基因，因此人工改造時(shí)需加裝適合的標(biāo)記基因，如圖λgtl0載體中的imm434基因．該基因編碼一種阻止λ噬菌體進(jìn)入溶菌狀態(tài)的阻遏物．構(gòu)建基囚克隆載體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)．
（3）蛋白質(zhì)與DNA相比，特有的化學(xué)元素是S，若用放射性同位素標(biāo)記該元素，再用被標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，短時(shí)保溫后攪拌、離心，可檢測(cè)到放射性物質(zhì)主要分布在試管上清夜部分．

Answer 1

分析 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(zhǎng)的序列，而右臂是含重要調(diào)控序列，所以人工改造載體時(shí)，可刪除的是中臂．經(jīng)人工改造λgtl0載體的長(zhǎng)度為43.4kb．T₂噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟：分別用³⁵S或³²P標(biāo)記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)．

解答 解：（1）由于組裝噬菌體時(shí)，可被噬菌體蛋白質(zhì)包裝的DNA最大長(zhǎng)度是51kb，經(jīng)人工改造λgtl0載體的長(zhǎng)度為43.4kb，那么插入的外源DNA的最大長(zhǎng)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(zhì)外殼的序列，中臂是控制溶原生長(zhǎng)的序列，而右臂是含重要調(diào)控序列，所以人工改造載體時(shí)，可刪除的是中臂．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA連接酶來(lái)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(jìn)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，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(xì)菌，短時(shí)保溫后攪拌、離心，可檢測(cè)到放射性物質(zhì)主要分布在試管的上清液中，因?yàn)槭删�體中含有S的蛋白質(zhì)外殼是不進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的．
故答案為：
（1）7.6     控制溶原生長(zhǎng)（或中部）
（2）限制酶和DNA連接酶   之中    溶菌
（3）S  上清夜

點(diǎn)評(píng) 本題綜合流程圖，考查基因工程、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決生物學(xué)問(wèn)題的能力和遷移應(yīng)用能力．