Question

【題目】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。相關操作如下圖。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λgtl0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_____（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）HIV逆轉錄后DNA整合到人T細胞的DNA中類似于_____（溶菌或溶原）狀態。

（5）分離純化噬菌體重組DNA時，將經培養10小時左右的大腸桿菌一噬菌體的培養液超速離心，從_____部位獲得噬菌體。

Answer 1

【答案】 0~7.6kb 中部 之中 溶菌 S 蛋白質外殼不進入細菌中 溶原 上清液

【解析】試題分析：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。

（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51-43.4=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。