1、- 1 -热点 11 PCR 技术专项专练,突破高考热点大关,冲刺满分!1.如图表示 PCR技术中 DNA变性和退火过程,下列相关说法正确的是 ( )A.向右表示 DNA加热(94 左右)变性的过程B.向左表示 DNA双链迅速制冷退火过程C.变性与在生物体内解旋过程的条件和实质都相同D.图中 DNA片段共有四个游离的磷酸基【解析】选 A。在 94 左右温度范围内,DNA 的双螺旋结构解体,双链分开,这一过程称为变性,则 A项正确。变性后的 DNA在缓慢降温后才会退火,则 B项错误。变性与在生物体内解旋过程的条件不同,但实质相同,即氢键断裂,双链解开,则 C项错误。任何一个 DNA片段都有两个游
2、离的磷酸基。2.凝乳酶能够使乳汁中的蛋白质凝聚形成奶酪,主要来源为未断奶的小牛胃黏膜。随着社会发展,传统来源的凝乳酶已不能满足生产需要。研究人员利用 PCR技术扩增了目的基因,并培育了能合成凝乳酶的转基因酵母菌,从而获得足够的凝乳酶。回答下列问题:(1)利用 PCR技术扩增目的基因的前提条件是要有_用来合成引物。 (2)利用 PCR技术扩增目的基因后需要构建基因表达载体,其目的是 _。 构建的基因表达载体中通常含有标记基因,其作用是_。 (3)分子水平上检测目的基因是否成功导入酵母菌的方法是_。 (4)工业生产过程中,使用酵母菌作为受体,而不选用大肠杆菌的原因是_。 【解析】(1)利用 PCR
3、技术扩增目的基因的前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列用来合成引物。(2)利用 PCR技术扩增目的基因后需要构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳- 2 -定存在并遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。构建的基因表达载体中通常含有标记基因,其作用是鉴定受体细胞是否含有目的基因并筛选。(3)分子水平上检测目的基因是否成功导入酵母菌的方法是 DNA分子杂交。(4)工业生产过程中,使用酵母菌作为受体,而不选用大肠杆菌的原因是大肠杆菌不含内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工和修饰。答案:(1)一段已知目的基因的核苷酸序列(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代,
4、同时使目的基因能够表达和发挥作用 鉴定受体细胞是否含有目的基因并筛选(3)DNA分子杂交(4)大肠杆菌不含内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工和修饰3.奶酪生产中的凝乳酶是一种分泌蛋白。研究人员利用 PCR技术扩增了目的基因,并培育了能合成凝乳酶的转基因酵母菌。请结合如图回答:(1)利用 PCR技术扩增目的基因的原理与细胞内 DNA复制类似(如图 1所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物 A的 DNA片段所占的比例为_,PCR 扩增技术反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含 ATP和 Mg2+)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板 DNA
5、、引物和_。 (2)为了食品安全,图 2所示的表达载体需用_酶切除抗性基因的部分片段,再用_酶使表达载体重新连接起来。选用缺失 URA3基因的酵母菌作为受体细胞(必须在含有尿嘧啶的- 3 -培养基中才能存活),为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌,所使用的培养基_(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。 (3)测定凝乳酶基因转录的 mRNA序列,测得从起始密码子到终止密码子之间的序列为 1 201个碱基,经判断这段序列的测定是错误的,为什么?_。 【解析】(1)由图 1可以知道,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,
6、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的是 15个,占 15/16。PCR 扩增技术反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含 ATP和 Mg2+)、水、4 种脱氧核糖核苷酸、模板 DNA、引物和 TaqDNA聚合酶。(2)根据图 2显示 ApaL酶切位点在氨苄青霉素抗性基因中,因此可以采用ApaL酶切除抗性基因的部分片段,再用 DNA连接酶使表达载体重新连接起来。因为缺失 URA3基因的酵母菌必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活。重组质粒中含有 URA3基因。为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌,即所使用的培养基不需要添加尿嘧啶,如果能存活,说明导入成功;如果不能
7、存活,说明没有成功。(3)因为生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码,所以基因转录的 mRNA序列应为 3的整倍数。从起始密码子到终止密码子之间的序列为 1 201个碱基,不是 3的整倍数,因此可以判断这段序列的测定是错误的。答案:(1)15/16 TaqDNA 聚合酶(2)ApaL DNA 连接 不需要(3)因为生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码,所以基因转录的 mRNA序列应为 3的整倍数【加固训练】在 PCR技术中,能打开 DNA双链的酶是 ( )A.DNA聚合酶 B.RNA聚合酶C.解旋酶 D.DNA酶【解析】选 C。DNA 聚合酶的作用是以 DNA为复制模板,将 DNA由 5端开始复制到 3端,无法打开 DNA双链;RNA 聚合酶的作用是在转录中催化 RNA的形成,无法打开 DNA双链;解旋酶的作用是解开 DNA双链碱基之间的氢键,从而使 DNA双链解旋,因此在 PCR技术中,理论上可以用解旋酶打开 DNA双链;DNA 酶是指能经由水解作用,将 DNA骨架上的磷酸二酯键切断的酶,无法打开 DNA- 4 -双链。
