Question

在基因工程中通常需要利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物．PCR如右图示，包括三个基本反应步骤：①模板DNA的变性：模板DNA经加 热至93℃左右一定时间后双链解离；②模板DNA与引 物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链结合形成DNA模板--引物结合物；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，合成一条新的与模板DNA 链互补的脱氧核苷酸链．重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得较多的目的基因．
（1）温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链结合形成DNA模板--引物结合物时所遵循的原则是

 

．
（2）在PCR技术中，引物的作用是

 

．
（3）从理论上推测，第三轮循环产物中含有引物B的DNA片段所占比例为

 

．
（4）下图表示利用PCR技术获取目的基因X的第一次循环产物．则至少需要在

 

轮循环产物中才能开始出现独立且完整的X基因．如果经过n次循环，则产物中①所示DNA分子数为

 

．

（5）用限制酶EcoRV、MboI单独或联合切割同一种质粒，得到DNA片段长度如下图（1kb即1000个碱基对），请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、MboI的切割位点．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：PCR技术扩增目的基因（适用于目的基因的核苷酸序列已知的情况）．PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，其原理是DNA复制，需要模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶），以指数的方式扩增，即约2n．引物是一段短的单链RNA或DNA片段，可结合在核酸链上与之互补的区域，其功能是作为核苷酸聚合作用的起始点．

解答： 解：（1）温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链之间遵循碱基互补配对原则结合形成DNA模板--引物结合物．
（2）在PCR技术中，引物是一段短的单链RNA或DNA片段，可结合在核酸链上与之互补的区域，其功能是作为核苷酸聚合作用的起始点．
（3）根据PCR过程特点绘制PCR过程示意图，可知，以原来的每条母链为模板合成的两个新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子链为模板合成新DNA分子时，两种引物都含有，故第四轮循环共产生8个DNA分子，其中含有引物B的分子只有7个，占

7

8

．
（4）
由图分析可知：
X基因第一次复制得到两个两种：①和②；
X基因第二次复制得到四个四种：①复制得①和③、②复制得②和④；
X基因第三次复制得到八个五种：①复制得①和③、③复制得③和⑤、②复制得②和④、④复制得④和⑤；
X基因第四次复制得到16个五种：①复制得①和③、两个③复制得两个③和两个⑤、两个④复制得两个④和两个⑤．两个⑤得到4个⑤．    
从上面的推测可知，第三轮循环产物中才能开始出现独立且完整的X基因，即⑤．如果经过n次循环，则产物中①所示DNA分子数为1个．
（5）单独用EcoRV可将质粒切成一段，说明在其上有一个EcoRV切点．单独使用MboI能将环状质粒切成2.5kb和11.5kb两段，说明在质粒章有两个MboI切点，且切点在2.5kb和11.5kb之间．两者共同使用时，环状质粒被切成三段，说明在质粒上共有三个切点，说明EcoRV的切点在5.5kb和6kb之间．
如图所示：

故答案为：
（1）碱基互补配对
（2）能与模板链碱基互补配对，引导并作为子链合成的起点
（3）7/8
（4）3     1
（5）

点评：本题考查了基因工程的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力．