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    13．多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制（如图，图中黑色长方形是引物）．在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体．

    （1）DNA的两条链是反向平行的，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′（填“3′”或“5′”）端开始延伸DNA链．
    （2）PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题．到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到耐高温的DNA聚合酶，它的发现和应用解决了上述问题．要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，可在高温条件下培养进行初步筛选，若要进一步纯化Taq细菌，可用平板划线法（或稀释涂布平板法）接种方法．
    （3）“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处？（至少答出两点）离体条件，无需解旋酶，需要高温，耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）
    （4）若进行3次循环，共需加入引物2种14个．
    （5）某样品DNA分子中共含3 000个碱基对，碱基数量满足：$\frac{A+T}{G+C}$=$\frac{1}{2}$，若经5次循环，至少需要向试管中加入31000个腺嘌呤脱氧核苷酸．（不考虑引物所对应的片段）

    分析 1、PCR技术：（1）概念：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．
    （2）原理：DNA复制．
    （3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
    （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
    （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
    2、DNA分子复制方式为半保留复制．

    解答 解：（1）DNA分子中，通常将含有游离的磷酸基团的末端称为5′端，另一端为3′，DNA聚合酶从引物的3′开始延伸DNA链．
    （2）PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，因此需要耐高温的DNA聚合酶；将Taq细菌从其它普通的微生物中分离出来应该用选择培养基．可在高温条件下培养进行初步筛选，若要进一步纯化Taq细菌，可用平板划线法（或稀释涂布平板法）．
    （3）“PCR”是在体外合成特定DNA片段的核酸合成技术，其与人体内的DNA复制相比，特殊之处为：离体条件、需要高温、高温酶等．
    （4）若进行3次循环，形成DNA分子为8个，共需加入引物2种，8×2-2=14个．
    （5）某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足：$\frac{A+T}{G+C}$=$\frac{1}{2}$，即其中A和T占$\frac{1}{3}$，C和G占$\frac{2}{3}$，则A=T=3000×2×$\frac{1}{3}$÷2=1000，若经5次循环，至少需要向试管中加入（25-1）×1000=31000个腺嘌呤脱氧核苷酸．
    故答案为：
    （1）3′
    （2）耐高温    高温   平板划线法（或稀释涂布平板法）
    （3）离体条件，无需解旋酶，需要高温，耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）
    （4）2   14  
    （5）31000

    点评 本题考查PCR技术和DNA复制的相关知识，要求考生识记PCR技术的原理、过程及条件等基础知识；掌握DNA分子复制的方式及其中的相关计算，能结合所学的知识准确答题．

    练习册系列答案
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    A．AaBbB．AAaaC．BBbbD．AABB

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    4．下列有关生物实验分析和操作的叙述不正确的是（　　）
    A．观察DNA和RNA在细胞的分布时，方法步骤为：制片→水解→冲洗涂片→染色等过程
    B．用高倍显微镜观察线粒体时用健那绿染色后，细胞不进行有氧呼吸，线粒体被染成蓝绿色
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    D．油脂、纤维素和淀粉都是贮能物质

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    18．细胞分裂是生物体一项重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础．根据下图回答相关问题：

    （1）某植株体细胞正在进行分裂如图①，此细胞的下一个时期的主要特点是染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下，向细胞两级移动；染色体数目加倍．
    （2）图②细胞是动物睾丸器官中的一个细胞，该细胞中有2个染色体组．该细胞发生的变异是基因突变，细胞分裂最终产生的子细胞基因型为：AB，Ab，aB_．
    （3）图③是另一高等雌性动物体内的一个细胞，它的名称是卵细胞或极体，此图对应于图④中的DE段．
    （4）基因的分离和自由组合定律发生于图④的BC段．
    （5）在光学显微镜下观察同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是动物肠上皮细胞膜凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板．

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    5．科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功．请据图回答问题．

    （1）图1中①DNA是以原胰岛素mRNA为模板，逆转录形成DNA．
    （2）图1中④常用CaCl2溶液（或Ca2+）处理大肠杆菌，以利于基因表达载体进入大肠杆菌．构建的表达载体含有人胰岛素基因、终止子、标记基因及其启动子等，启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录出mRNA（最终获得所需要的蛋白质）．
    （3）采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造，使之起效时间缩短，保证餐后血糖高峰和血液中胰岛素高峰一致，研制速效胰岛素的思路是：确定蛋白质的功能→预期蛋白质的空间结构→推测应有的氨基酸序列→找到基因的碱基序列．下列关于蛋白质工程的说法不正确的是B
    A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更符合人类的需要
    B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构
    C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
    D．蛋白质工程是基因工程的延伸，又被称为第二代基因工程
    （4）为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交．为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成人胰岛素，常用抗原-抗体杂交技术．
    （5）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点．
    限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ
    识别序列及
    切割位点    		G↓GATCC
    CCTAG↑G    		A↓AGCTT
    TTCGA↑A    		G↓AATTC
    CTTAA↑G    		CCC↓GGG
    GGG↑CCC
    图2是转基因抗病香蕉的培育过程，含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点．请回答下列问题：
    ①用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaI酶切割，原因是SmaI酶会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因．
    ②构建含目的基因的重组质粒A时，选用BamhHI 和HindⅢ酶对含目的基因的外源DNA和质粒进行切割，可以防止其自身环化．
    ③如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体的DNA上．

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    2．关于细胞膜性质的说法错误的是（　　）
    A．具有流动性和选择透过性B．磷脂双分子层易于让氧气通过
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    3．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质．下列关于这两个实验的叙述正确的是（　　）
    A．二者的设计思路相同B．二者都应用同位素示踪技术
    C．赫尔希与蔡斯的实验没有对照D．二者都诱发了DNA突变

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