Question

構建基因文庫是獲取目的基因的方法之一．圖甲表示cDNA（互補DNA）文庫構建過程，其中①～③表示有關操作步驟．圖乙表示用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和SalⅠ單獨或聯(lián)合切割圖甲中的質粒DNA分子，經(jīng)凝膠電泳分離后所得到的圖譜．請據(jù)圖回答下列有關問題：

（1）設計引物是cDNA（互補DNA）文庫構建過程的第一步，引物長度一般在15-30個堿基之間，因為過長會導致其延伸溫度大于74℃，不適于TaqDNA聚合酶進行反應．若引物過短則存在

 

等問題．
（2）圖甲過程②、③分別需要在

 

、

 

酶的作用下形成cDNA的第一條鏈、第二條鏈，這兩個過程都需要利用

 

作為原料．
（3）在⑤和⑦過程中cDNA和質粒DNA的3’端都要各加上一段寡聚核苷酸（20個以下堿基的核苷酸短鏈），制成

 

；過程⑧在DNA連接酶的作用下，形成重組DNA．圖示這種情況下能形成

 

種重組DNA，理由是

 

．
（4）請根據(jù)圖乙電泳圖譜分析各限制酶的酶切位點，并在答題紙的質粒上標出各個限制酶的酶切位點和各位點間的大小．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：PCR技術的相關知識：
1、概念：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．
2、原理：DNA復制．
3、前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物．
4、過程：①高溫變性：DNA解旋過程；②低溫復性：引物結合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開．

解答： 解：（1）PCR擴增DNA時要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物，引物不能過短，否則沒有一定的特異性，容易導致配對錯誤．
（2）圖甲中②過程是以mRNA為模板合成DNA鏈過程，該過程需要逆轉錄酶，過程③是以DNA一條鏈為模板合成雙鏈DNA過程，需要DNA聚合酶．兩個過程都是合成DNA鏈，所以需要四種脫氧核苷酸作原料．
（3）由圖可知，在cDNA和質粒DNA上加上一段寡聚核苷酸的目的是形成黏性末端，由于加上的核苷酸種類相同，所以不存在自身環(huán)化或同種DNA兩兩結合的現(xiàn)象，只能形成1種重組DNA分子．
（4）由PstⅠ酶切結果可知，質粒的長度為4.36kb，PstⅠ和EcoRⅠ切割形成3.61kb和0.75kb，PstⅠ和SalⅠ切割形成3.23kb和1.13kb，所以PstⅠ與EcoRⅠ的距離為0.75kb，EcoRⅠ與SalⅠ的距離為0.38kb，SalⅠ和PstⅠ的距離為3.61kb．
故答案為：
（1）沒有一定的特異性，容易導致錯配（或影響退火溫度）  
（2）逆轉錄酶  DNA聚合酶    游離的脫氧核苷酸
（3）黏性末端    1（或2）同一種DNA的兩端的尾巴是相同的，不存在自身環(huán)化或同種DNA兩兩結合的現(xiàn)象
（4）如下圖

點評：本題考查基因工程，意在考查考生能從課外材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題．