Question

λ噬菌体有极强的侵染能力，并能在细菌中快速地进行DNA的复制，最终导致细菌破裂（称为溶菌状态），或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体（称为溶原状态）。在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，进而构建基因文库。相关操作如下图，请分析回答相关问题：

(1)组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，则λgtl0载体可插入的外源DNA的长度范围为                     。

(2) λ噬菌体的溶菌状态、溶原状态各有用途。现有一种imm434基因，该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。但如果直接插入该基因，会使载体过大而超过噬菌体蛋白质的包装能力，又需要删除λ噬菌体原有的一些序列。根据上图分析：

A、如果需要获得大量含目的基因的噬菌体，应当使入噬菌体处于                  状态，相应的改造措施是删除λ噬菌体DNA中的                    （填“左臂”、“中臂”或填“右臂”）；

B、如果需要目的基因在细菌中大量克隆，应当使λ噬菌体处于                 状态，相应的改造措施是可以删除λ噬菌体DNA中的           （填“左臂”、“中臂”或填“右臂”），并插入            。

(3)包装用的蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是           ，若对其进行标记并做侵染实验，可获得的结论是             。

(4)分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10 h左右的大肠杆菌——噬菌体的培养液超速离心后，从离心试管内的              中获得噬菌体。

Answer

(1)0～7.6kb (2)溶菌 中臂 溶原 左臂 imm434基因

(3)S 蛋白质没有进入细菌 (4)上清液

【解析】

试题分析：(1)人工改造后的λgt10载体的长度是43.4 kb，而被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，因此λgt10载体可插入的外源DNA的最小长度是36－43.4＜0kb、最大长度是51－43.4＝7.6(kb)，即λgtl0载体可插入的外源DNA的长度范围为0～7.6kb。

（2）依题意并结合图示分析可知，如果需要获得大量含目的基因的噬菌体，则需要子代噬菌体从细菌中释放出来，应当使入噬菌体处于溶菌状态，为此需保留λ噬菌体DNA的结构中的含有编码蛋白质外壳序列的左臂和含有重要的调控序列的右臂，可删除含有控制溶原生长序列的中臂。如果需要目的基因在细菌中大量克隆，则不需要子代噬菌体从细菌中释放出来，应使λ噬菌体处于溶原状态，并且无需合成子代噬菌体的蛋白质外壳，因此可以删除λ噬菌体DNA的结构中，含有编码蛋白质外壳序列的左臂，并插入可以控制合成阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物的imm434基因。

（3）噬菌体的蛋白质外壳特有的化学元素是S。通过用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，经放射性检测，可获得的结论是蛋白质外壳没有进入细菌中。

（4）因噬菌体较大肠杆菌轻，将经培养10 h左右的大肠杆菌——噬菌体的培养液超速离心后，噬菌体会存在于离心试管内的上清液中。

考点：本题考查基因工程、噬菌体侵染细菌的实验的相关知识，意在考查学生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论能力。