Question

在基因工程中通常需要利用PCR技術擴增目的基因，其原理與細胞內(nèi)DNA復制類似，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物．PCR如右圖示，包括三個基本反應步驟：①模板DNA的變性：模板DNA經(jīng)加 熱至93℃左右一定時間后雙鏈解離；②模板DNA與引 物的退火（復性）：模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈結(jié)合形成DNA模板--引物結(jié)合物；③引物的延伸：DNA模板--引物結(jié)合物在TaqDNA聚合酶的作用下，合成一條新的與模板DNA 鏈互補的脫氧核苷酸鏈．重復循環(huán)變性--退火--延伸三過程，就可獲得較多的目的基因．
（1）溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈結(jié)合形成DNA模板--引物結(jié)合物時所遵循的原則是

 

．
（2）在PCR技術中，引物的作用是

 

．
（3）從理論上推測，第三輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物B的DNA片段所占比例為

 

．
（4）下圖表示利用PCR技術獲取目的基因X的第一次循環(huán)產(chǎn)物．則至少需要在

 

輪循環(huán)產(chǎn)物中才能開始出現(xiàn)獨立且完整的X基因．如果經(jīng)過n次循環(huán)，則產(chǎn)物中①所示DNA分子數(shù)為

 

．

（5）用限制酶EcoRV、MboI單獨或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到DNA片段長度如下圖（1kb即1000個堿基對），請在答題卡的指定位置畫出質(zhì)粒上EcoRV、MboI的切割位點．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：PCR技術擴增目的基因（適用于目的基因的核苷酸序列已知的情況）．PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術，其原理是DNA復制，需要模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶），以指數(shù)的方式擴增，即約2n．引物是一段短的單鏈RNA或DNA片段，可結(jié)合在核酸鏈上與之互補的區(qū)域，其功能是作為核苷酸聚合作用的起始點．

解答： 解：（1）溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈之間遵循堿基互補配對原則結(jié)合形成DNA模板--引物結(jié)合物．
（2）在PCR技術中，引物是一段短的單鏈RNA或DNA片段，可結(jié)合在核酸鏈上與之互補的區(qū)域，其功能是作為核苷酸聚合作用的起始點．
（3）根據(jù)PCR過程特點繪制PCR過程示意圖，可知，以原來的每條母鏈為模板合成的兩個新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時，兩種引物都含有，故第四輪循環(huán)共產(chǎn)生8個DNA分子，其中含有引物B的分子只有7個，占

7

8

．
（4）
由圖分析可知：
X基因第一次復制得到兩個兩種：①和②；
X基因第二次復制得到四個四種：①復制得①和③、②復制得②和④；
X基因第三次復制得到八個五種：①復制得①和③、③復制得③和⑤、②復制得②和④、④復制得④和⑤；
X基因第四次復制得到16個五種：①復制得①和③、兩個③復制得兩個③和兩個⑤、兩個④復制得兩個④和兩個⑤．兩個⑤得到4個⑤．    
從上面的推測可知，第三輪循環(huán)產(chǎn)物中才能開始出現(xiàn)獨立且完整的X基因，即⑤．如果經(jīng)過n次循環(huán)，則產(chǎn)物中①所示DNA分子數(shù)為1個．
（5）單獨用EcoRV可將質(zhì)粒切成一段，說明在其上有一個EcoRV切點．單獨使用MboI能將環(huán)狀質(zhì)粒切成2.5kb和11.5kb兩段，說明在質(zhì)粒章有兩個MboI切點，且切點在2.5kb和11.5kb之間．兩者共同使用時，環(huán)狀質(zhì)粒被切成三段，說明在質(zhì)粒上共有三個切點，說明EcoRV的切點在5.5kb和6kb之間．
如圖所示：

故答案為：
（1）堿基互補配對
（2）能與模板鏈堿基互補配對，引導并作為子鏈合成的起點
（3）7/8
（4）3     1
（5）

點評：本題考查了基因工程的相關知識，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．