Question

【題目】λ噬菌體有極強的侵染能力，能在細菌中快速進行DNA復(fù)制，產(chǎn)生子代噬菌體。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中常用λ噬菌體構(gòu)建基因表達載體，使其在受體細菌中大量擴增外源DNA，以備研究使用，相關(guān)操作如下圖所示，請回答下列問題：

（1）入噬菌體DNA上通常沒有合適的標記基因，因此人工改造時需加裝合適的標記基因，如上圖λgt10載體中的imm434基因。在構(gòu)建基因表達載體時，需用到的酶是___________，外源DNA的插入位置應(yīng)位于imm434基因____________（填“之中”或“之外”），原因是_______________________。

（2）上述過程中的λ噬菌體也可以用同位素標記侵染細菌法來證明其遺傳物質(zhì)是DNA，推測體外包裝用的蛋白質(zhì)含有的化學元素至少有_________種。λ噬菌體與新型冠狀病毒的主要相同點（結(jié)構(gòu)上）與區(qū)別之處分別是______________________。

（3）利用體外包裝好的噬菌體進行侵染培養(yǎng)時，常常選用大腸桿菌這類原核生物，原因有____________（答出2點）。侵染前應(yīng)對大腸桿菌進行的處理是___________，即大腸桿菌轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細胞。

Answer 1

【答案】限制酶和DNA連接酶 之外 保證標記基因的完整性，便于標記基因的表達 5 都無細胞結(jié)構(gòu)；λ噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 原核生物繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等 用Ca2+處理細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)

【解析】

1．基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成；

（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；

（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法；

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2．基因工程的工具：

（1）限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。

（2）DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。

（3）運載體：常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。

（1）題意顯示imm434基因是人工改造時加裝在λgt10載體上的標記基因，在構(gòu)建基因表達載體時，通常需要用到的酶是限制酶和DNA連接酶，外源DNA的插入位置需要插入imm434基因之外，目的是保證保證標記基因的完整性，便于標記基因的表達。

（2）可以用同位素標記侵染細菌法來證明其遺傳物質(zhì)是DNA的噬菌體中DNA的特有元素是磷元素，蛋白質(zhì)中的特有元素是S元素，基于上述分析，本題中的λ噬菌體也可以用于上述實驗，說明其DNA和蛋白質(zhì)的特性也是各有特殊元素P和S，即體外包裝用的蛋白質(zhì)含有的化學元素至少有C、H、O、N、S共5種。λ噬菌體與新型冠狀病毒在結(jié)構(gòu)上的相同點表現(xiàn)為都是非細胞生物，二者的區(qū)別之處在于遺傳物質(zhì)不同，前者的遺傳物質(zhì)是DNA，后者的遺傳物質(zhì)是RNA。

（3）由于大腸桿菌為單細胞原核生物，且具有結(jié)構(gòu)簡單、繁殖快和遺傳物質(zhì)相對較少的特點，因此在利培養(yǎng)體外包裝好的噬菌體時，常常選用大腸桿菌這類生物。在侵染前，通常用Ca2+處理大腸桿菌細胞，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，即使其轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細胞。