Question

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(chǎn)生子代噬菌體，最終導致細菌破裂（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，則經(jīng)人工改造的λgtl0載體可插入的外源DNA的最大長度是

 

kb．人工改造載體時，為獲得較大的插入能力，可刪除λ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．構(gòu)建基因克隆載體需用到的酶是

 

，外源DNA的插入位置應位于imm434基因

 

（之中/之外），為什么？

 

．
（3）舉一例生物界中與溶原狀態(tài)相似的現(xiàn)象．

 

．
（4）如圖目的基因用¹⁵N標記，且在一個受體細胞的溶菌狀態(tài)時釋放出32個子代噬菌體中，含¹⁴N和¹⁵N的噬菌體比例是

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術,DNA分子的復制

專題：

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，可刪除的是中臂．
（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(tài)的阻遏物，所以外源DNA應該插入該基因之中，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）溶原是指噬菌體的DNA整合到細菌基因組中潛伏起來，不產(chǎn)生子代噬菌體，與HIV逆轉(zhuǎn)錄后DNA整合到人T細胞的DNA中很相似．
（4）如圖目的基因用¹⁵N標記，且在一個受體細胞的溶菌狀態(tài)時釋放出32個子代噬菌體中，由于DNA的半保留復制，子代噬菌體中含¹⁵N的始終有2個，而所有的子代噬菌體中均含¹⁴N，因此含¹⁴N和¹⁵N的噬菌體比例是16：1．
故答案為：
（1）7.6kb    中部
（2）限制酶和DNA連接酶   之中
i mm434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）HIV逆轉(zhuǎn)錄后DNA整合到人T細胞的DNA中很相似
（4）16：1

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．