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    6．请回答基因工程方面的有关问题：
    （1）利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）．图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础．

    ①理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为$\frac{15}{16}$．
    ②在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段．
    （2）设计引物是PCR技术关键步骤之一．某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如图），请分别说明理由．
    ①第1组：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效；
    ②第2组：引物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效．
    （3）PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上．

    （4）用限制酶EcoRV、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图（1kb即1000个碱基对），请画出质粒上EcoRV、MboⅠ的切割位点．

    分析 采用PCR技术扩增DNA的过程为：变性、退火、延伸．根据PCR过程的特点绘制PCR过程示意图如图所示：

    据图答题．

    解答 解：（1）①由图可知，由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16个DNA分子，其中含有引物A的分子是15个，占$\frac{15}{16}$．
    ②由图示可知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，如上图．
    （2）在第1组引物中，引物Ⅰ的部分碱基序列是CAGGCT，引物Ⅱ的部分碱基序列是AGCCTG，若利用这两个引物进行DNA扩增，会因其中的部分碱基发生碱基互补配对而使引物失效．在第2组引物中，引物Ⅰ′的部分碱基序列是AACTG和CAGTT，该引物一旦发生自身折叠，也将会出现部分碱基发生碱基互补配对而使引物失效．
    （3）图中直接将两个脱氧核苷酸合成DNA单链，这不能反映DNA聚合酶的功能，因为DNA聚合酶只能在DNA模板存在的条件下，将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上．
    （4）根据图示，该质粒为环形质粒．用限制酶EcoRⅤ单独切割该质粒时，只形成一个片段，说明该质粒上只有1个限制酶EcoRⅤ的识别位点．用限制酶MboⅠ单独切割该质粒时，形成两个片段，说明该质粒上有两个限制酶MboⅠ的识别位点．用限制酶EcoRⅤ和MboⅠ联合切割该质粒时，形成三个片段，其中有一个片段的长度与用MboⅠ单独切割该质粒时产生的片段长度相同（2.5kb），另外的两个片段是5.5kb和6kb，这说明限制酶EcoRⅤ的切割位点存在于用MboⅠ单独切割该质粒时产生的另一片段（11.5kb）上．质粒上EcoRV、MboI的切割位点如图所示．
    故答案为：
    （1）①$\frac{15}{16}$     ②三
    （2）①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
    ②引物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
    （3）DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
    （4）见图

    点评 本题结合PCR过程示意图，考查PCR技术、DNA分子复制、基因工程等知识，要求考生识记PCR技术的过程及原理，能分析题图提取有效信息答题；掌握DNA分子半保留复制特点，能进行简单的计算；能根据题干信息判断限制酶在质粒上的位置．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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