2025人教版高中生物学选择性必修3强化练习题--专题强化练 PCR技术（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025人教版高中生物学选择性必修3强化练习题--专题强化练 PCR技术（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 639.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-26 11:30:40 | ||
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文档简介
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2025人教版高中生物学选择性必修3
专题强化练 PCR技术
1.(2024河北沧州月考)引物在极大程度上决定了PCR的成败,下列关于引物的说法不正确的是( )
A.PCR和生物体内的DNA合成都需要引物,PCR引物一般是单链DNA
B.若引物的CG碱基含量相对较高,PCR复性步骤的温度需要适当升高
C.在PCR的复性步骤,两种引物分别结合在模板链的3'端和5'端
D.若初始有10个胰岛素基因,PCR中进行10轮循环,至少需要20 460个引物分子
2.(2023北京朝阳一模)PCR除用于扩增目的基因外,还可以在目的基因两端添加合适的限制酶识别序列,下列叙述正确的是( )
A.该图表示PCR循环中的变性环节
B.若要在扩增产物两端加上特定的限制酶识别序列,则可在引物的3'端设计添加
C.Taq DNA聚合酶催化相邻的两个游离脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
D.用图中引物扩增两个循环后即可获得添加了限制酶识别序列的产物
3.(2024江西南昌期中)荧光定量PCR是通过在PCR体系中添加荧光染料来记录PCR产物的累积情况,从而达到对PCR过程进行实时监控的目的。Ct值表示每个反应管内荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的循环数。通常情况下将已知浓度的DNA标准样品经过梯度稀释后分别取样进行荧光定量PCR,得到一系列的Ct值,以梯度稀释后的浓度对数值作为横坐标,浓度所对应的Ct值为纵坐标绘制曲线,即可得到一个标准曲线,如图所示,下列叙述错误的是( )
A.荧光定量PCR反应体系中需要添加耐高温的DNA聚合酶
B.荧光定量PCR可以用于检测样品中待测病毒核酸的浓度
C.若两组样品中待测病毒核酸的浓度差了10倍,则两组Ct值的差异在3与4之间
D.若标准样品的DNA出现降解,则利用所得的标准曲线分析,待测样品所测Ct值偏低
4.(2024山东日照期末)为获得转G3-GFP融合基因纯合小鼠,科研人员将绿色荧光蛋白(GFP)基因和G3基因拼接到一起(如图1),然后导入小鼠受精卵,再通过PCR和琼脂糖凝胶电泳检测了新生小鼠的基因型(如图2)。下列说法错误的是( )
图1
图2
A.基因表达时图1中基因的启动子区和编码区均能转录
B.拼接GFP基因和G3基因时需要限制酶和DNA连接酶
C.由图可知,PCR检测时选择的引物是引物1和引物3
D.图2中的小鼠乙是转入G3-GFP融合基因的纯合小鼠
5.(2024河南信阳期末)易错PCR是利用低保真的Taq酶和改变PCR的反应条件,降低DNA复制的准确性,在新DNA链的合成过程中增加碱基错配,从而使扩增产物出现较多点突变的一种体外诱导DNA序列变异的方法。从自然界中的生物体内分离得到的天然酶,在工业生产环境中催化效率往往较低。下图是研究人员利用易错PCR技术对某种天然酶进行改造,获得了高催化效率的酶的流程示意图。回答下列问题:
(1)在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解聚为单链的条件是 。PCR反应体系中需添加引物,引物的作用是 。
(2)图中步骤①为易错PCR过程,其扩增过程中需要加入Taq酶,这是因为Taq酶具有 的特点。图中步骤②是将构建的重组质粒溶于缓冲液中与用 处理的受体菌混合,在一定温度下完成转化。转化是指 。步骤③采用 技术筛选突变酶;步骤④将一轮易错PCR筛选获得的有益突变继续进行新一轮的易错PCR,通过连续易错PCR和筛选,导致酶的 进化,以获得满足人们需求的产物。
(3)Taq酶的某一区域负责将碱基与模板链正确地互补配对,Mn2+可以降低这一功能;非互补的碱基对由于氢键不易形成,稳定性差,Mg2+可以提高该错配区的稳定性。因此,与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当 (填“提高”或“降低”)Mn2+浓度、 (填“提高”或“降低”)Mg2+浓度。
6.(2024河北部分高中模拟)为研究干旱胁迫基因LEA和VOC对甘蓝型油菜油脂的积累机制,科研人员构建了两个基因表达载体。其中基因LEA与荧光素酶基因(LUC)构建成基因表达载体甲,基因VOC和标记基因构建成基因表达载体乙,相关序列及酶切位点如图所示。
(1)利用PCR扩增LEA基因时,需要在引物的 (填“3'端”或“5'端”)添加限制酶识别序列,添加序列对应的限制酶是 。
(2)为了构建基因表达载体甲,依据图中已知碱基序列,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为 ,扩增 代后会得到等长的8条DNA片段。
(3)农杆菌转化甘蓝型油菜细胞时,T-DNA的作用是 ,该过程发生的变异类型为 。
(4)乙酰-CoA羧化酶基因(AC)是油脂合成过程的关键酶基因,甘油三酯酯酶基因(ATGL)是油脂分解过程的关键酶基因。将基因表达载体甲、乙分别导入植物细胞培养成转基因植物A、B,在干旱胁迫的环境下培养两种转基因植物和正常植物,分别检测植物体内AC和ATGL基因的表达水平,结果如下图。
①在分子水平上,用 方法检测AC酶和ATGL酶的含量可得到上述结果。
②基于以上研究,干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是 。
7.(2024广东名校联考)fat1基因和fat2基因控制的酶分别调控两种多不饱和脂肪酸的合成,两种酶的共同表达对于细胞内多不饱和脂肪酸的合成具有协同效应。2A肽是一种来源于病毒的短肽,受2A基因序列控制。2A基因的转录产物可以通过“核糖体跳跃”断开位于2A肽尾端甘氨酸和脯氨酸之间的肽键,将2A基因编码的蛋白分割成2个独立蛋白。图甲表示科研人员利用重叠延伸PCR技术成功构建融合基因fat1-2A-fat2的过程。图乙表示构建成功的包含融合基因的重组质粒的部分片段,F1~F4、R1~R4表示引物。通过基因工程成功实现了fat1基因和fat2基因在小鼠体内的共同表达,大大提高了细胞内多不饱和脂肪酸的含量。
图甲
图乙
(1)利用PCR技术可以实现在体外快速大量DNA扩增,其与细胞内DNA复制的共同点是 (答出2点)。若图乙中融合基因的b链为模板链,则图甲PCR1中的引物甲与图乙中的引物 的绝大部分序列相同。
(2)PCR1和PCR2需要分开单独进行,原因是 。PCR3不需要引物,高温加热后fat1-2A和2A-fat2的双链解开,其中能正常延伸形成融合基因的是 (填序号)形成的杂交链。
(3)为了确定fat1基因连接到质粒中且插入2A序列的上游,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图乙中的引物 。
答案与分层梯度式解析
专题强化练 PCR技术
1.C 2.D 3.D 4.AC
1.C 生物体内的DNA合成和PCR都需要引物,PCR引物一般是单链DNA,A正确;G与C之间有3个氢键,稳定性高,若引物的CG碱基含量相对较高,PCR复性步骤的温度需要适当升高,B正确;在PCR的复性步骤,两种引物都结合在模板链的3'端,C错误;若初始有10个胰岛素基因,PCR中进行10轮循环,得到10×210=10 240(个)DNA分子,共10 240×2=20 480(条)链,由于每一条子链都以引物为起点进行延伸,故新合成的子链数=消耗的引物数=20480-20(初始模板链)=20 460,D正确。
2.D 题图中引物与模板链碱基互补配对,表示PCR循环中的复性环节,A错误;PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键碱基,5'端无严格限制,如图所示:
可将限制酶识别序列添加到引物的5'端,以实现在目的基因两端添加限制酶识别序列的目的,用图中引物扩增两个循环后即可获得添加了限制酶识别序列的产物,B错误,D正确;延伸时,在Taq DNA聚合酶催化下,游离的脱氧核苷酸会依次连接到正在形成的子链的3'端,C错误。
归纳总结
(1)可将限制酶识别序列添加到引物的5'端,以实现在目的基因两端添加限制酶识别序列的目的。
(2)若两个引物均结合到DNA分子的内部,则循环3次才能得到两条链等长的DNA。
3.D PCR的延伸过程需要耐高温的DNA聚合酶,A正确;荧光定量PCR的Ct值与病毒核酸的浓度有关,病毒核酸的浓度越高,达到设定的荧光阈值所需循环数越少,即Ct值越小,B正确;根据图中Ct值与梯度稀释后的浓度对数值之间的关系可知,若两组样品中待测病毒核酸差了10倍,则Ct值相差大约3.3个单位,C正确;由于DNA标准样品的浓度越高,达到设定的荧光阈值时所经历的循环数越少,Ct值越小,因此若标准样品的DNA出现降解,DNA浓度下降,则标准曲线值偏高,待测样品所测Ct值偏高,D错误。
4.AC 基因表达时,图1中基因编码区能转录,启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录,但启动子区不转录,A错误。构建目的基因的表达载体、将GFP基因整合到野生型小鼠G3基因一端时,需要限制酶和DNA连接酶,B正确。
已知:G3-GFP融合基因电泳后的DNA片段较大,G3基因电泳后的DNA片段较小。分析选择不同引物进行PCR后的电泳结果:
引物 结果分析
引物1和引物2 整合了GFP基因,核酸片段较大; 未整合GFP基因,核酸片段较小
引物1和引物3 整合了GFP基因,有PCR产物; 未整合GFP基因,无PCR产物,与图2不符
根据以上分析可知,PCR检测时选择的引物是引物1和引物2,C错误。图2中的小鼠乙只有大片段,由此可判断小鼠乙是转入G3-GFP融合基因的纯合小鼠,D正确。
5.答案 (1)温度超过90 ℃ 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 (2)耐高温 Ca2+ 目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 抗原—抗体杂交 定向
(3)提高 提高
解析 (1)在体外利用PCR技术扩增目的基因时,利用DNA高温变性的特点加热至90 ℃以上,破坏双链之间的氢键,使DNA解聚变为单链。用PCR技术扩增目的基因时,需要在PCR扩增仪中加入2种引物,其作用是使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。(2)PCR技术需要高温加热使DNA双链解旋,而Taq酶热稳定性高,在高温条件下不会失活。受体菌用Ca2+处理后更容易吸收周围环境中的DNA,步骤②是将构建的重组质粒溶于缓冲液中与用Ca2+处理的受体菌混合,在一定温度下完成转化,通过转化可使目的基因进入受体细胞,并且在受体细胞内维持稳定和表达。(3)根据题干信息可知,Mn2+可以降低碱基与模板链正确地互补配对,Mg2+可以提高错配区非互补的碱基对的稳定性,因此与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当提高Mn2+、Mg2+浓度。
6.答案 (1)5'端 EcoRⅤ和XbaⅠ
(2)5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3' 4 (3)携带目的基因进入受体细胞并将其整合到受体细胞的染色体DNA上 基因重组 (4)①抗原—抗体杂交 ②在干旱胁迫的环境下,LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加;VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的分解
解析 (1)由于LUC基因中存在BamHⅠ识别序列,且一种酶切会导致载体、LEA自身环化及LEA与载体反向连接等,所以选择的限制酶是EcoRⅤ和XbaⅠ。(2)结合(1)可知,利用PCR扩增LEA基因时,在引物的5'端添加了EcoRⅤ和XbaⅠ的识别序列,已知载体上多酶切位点、LEA基因的序列及转录方向,则经PCR后扩增出来的序列如下图:
引物只能引导子链从5'→3'延伸,根据碱基互补配对原则,为了构建基因表达载体甲,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为
5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3'。设PCR通过n轮循环,获得等长片段的数量为2n-2n=8,n=4,即应该扩增4代。
(4)①在分子水平上检测酶(本质为蛋白质)采用抗原—抗体杂交技术。②根据检测结果,转基因植物A(LEA基因表达)的AC酶变高了,转基因植物B(VOC基因表达)的ATGL酶变低了,推测在干旱胁迫的环境下,LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加,VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的分解。
7.答案 (1)都需要模板、引物、DNA聚合酶,原料都是脱氧核苷酸(答出2点即可) R4 (2)引物甲和引物丁部分碱基互补配对,影响子链的合成 ①④ (3)F1、R3
解析 (1)若图乙中融合基因的b链为模板链,根据启动子和终止子的位置可知图乙中转录方向是从左向右,则可判断图乙DNA双链和引物的方向:
图甲PCR1中fat1的双链和引物方向:
根据以上分析可知,图乙中fat1片段中与R4配对的单链是a链,因此图甲PCR1中的引物甲与图乙中引物R4的绝大部分序列相同。(2)利用重叠延伸PCR连接fat1和fat2基因过程中,引物甲和引物丁的侧翼序列是互补配对的,若置于同一反应体系,会发生结合而失去作用,不能扩增出正确产物,PCR1体系与PCR2体系应分别独立进行。高温加热后fat1-2A和2A-fat2的双链解开,根据延伸方向(5'→3')可知,其中能正常延伸形成融合基因的是①④形成的杂交链。(3)PCR检测目的有两个,一个是确定fat1基因连接到质粒中,另一个是确定fat1基因插入2A序列的上游。若仅用一对引物,应选择图乙中的引物F1、R3,电泳检测若有条带,则说明fat1基因连接到质粒中且插入2A序列的上游,否则没有条带。
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2025人教版高中生物学选择性必修3
专题强化练 PCR技术
1.(2024河北沧州月考)引物在极大程度上决定了PCR的成败,下列关于引物的说法不正确的是( )
A.PCR和生物体内的DNA合成都需要引物,PCR引物一般是单链DNA
B.若引物的CG碱基含量相对较高,PCR复性步骤的温度需要适当升高
C.在PCR的复性步骤,两种引物分别结合在模板链的3'端和5'端
D.若初始有10个胰岛素基因,PCR中进行10轮循环,至少需要20 460个引物分子
2.(2023北京朝阳一模)PCR除用于扩增目的基因外,还可以在目的基因两端添加合适的限制酶识别序列,下列叙述正确的是( )
A.该图表示PCR循环中的变性环节
B.若要在扩增产物两端加上特定的限制酶识别序列,则可在引物的3'端设计添加
C.Taq DNA聚合酶催化相邻的两个游离脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
D.用图中引物扩增两个循环后即可获得添加了限制酶识别序列的产物
3.(2024江西南昌期中)荧光定量PCR是通过在PCR体系中添加荧光染料来记录PCR产物的累积情况,从而达到对PCR过程进行实时监控的目的。Ct值表示每个反应管内荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的循环数。通常情况下将已知浓度的DNA标准样品经过梯度稀释后分别取样进行荧光定量PCR,得到一系列的Ct值,以梯度稀释后的浓度对数值作为横坐标,浓度所对应的Ct值为纵坐标绘制曲线,即可得到一个标准曲线,如图所示,下列叙述错误的是( )
A.荧光定量PCR反应体系中需要添加耐高温的DNA聚合酶
B.荧光定量PCR可以用于检测样品中待测病毒核酸的浓度
C.若两组样品中待测病毒核酸的浓度差了10倍,则两组Ct值的差异在3与4之间
D.若标准样品的DNA出现降解,则利用所得的标准曲线分析,待测样品所测Ct值偏低
4.(2024山东日照期末)为获得转G3-GFP融合基因纯合小鼠,科研人员将绿色荧光蛋白(GFP)基因和G3基因拼接到一起(如图1),然后导入小鼠受精卵,再通过PCR和琼脂糖凝胶电泳检测了新生小鼠的基因型(如图2)。下列说法错误的是( )
图1
图2
A.基因表达时图1中基因的启动子区和编码区均能转录
B.拼接GFP基因和G3基因时需要限制酶和DNA连接酶
C.由图可知,PCR检测时选择的引物是引物1和引物3
D.图2中的小鼠乙是转入G3-GFP融合基因的纯合小鼠
5.(2024河南信阳期末)易错PCR是利用低保真的Taq酶和改变PCR的反应条件,降低DNA复制的准确性,在新DNA链的合成过程中增加碱基错配,从而使扩增产物出现较多点突变的一种体外诱导DNA序列变异的方法。从自然界中的生物体内分离得到的天然酶,在工业生产环境中催化效率往往较低。下图是研究人员利用易错PCR技术对某种天然酶进行改造,获得了高催化效率的酶的流程示意图。回答下列问题:
(1)在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解聚为单链的条件是 。PCR反应体系中需添加引物,引物的作用是 。
(2)图中步骤①为易错PCR过程,其扩增过程中需要加入Taq酶,这是因为Taq酶具有 的特点。图中步骤②是将构建的重组质粒溶于缓冲液中与用 处理的受体菌混合,在一定温度下完成转化。转化是指 。步骤③采用 技术筛选突变酶;步骤④将一轮易错PCR筛选获得的有益突变继续进行新一轮的易错PCR,通过连续易错PCR和筛选,导致酶的 进化,以获得满足人们需求的产物。
(3)Taq酶的某一区域负责将碱基与模板链正确地互补配对,Mn2+可以降低这一功能;非互补的碱基对由于氢键不易形成,稳定性差,Mg2+可以提高该错配区的稳定性。因此,与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当 (填“提高”或“降低”)Mn2+浓度、 (填“提高”或“降低”)Mg2+浓度。
6.(2024河北部分高中模拟)为研究干旱胁迫基因LEA和VOC对甘蓝型油菜油脂的积累机制,科研人员构建了两个基因表达载体。其中基因LEA与荧光素酶基因(LUC)构建成基因表达载体甲,基因VOC和标记基因构建成基因表达载体乙,相关序列及酶切位点如图所示。
(1)利用PCR扩增LEA基因时,需要在引物的 (填“3'端”或“5'端”)添加限制酶识别序列,添加序列对应的限制酶是 。
(2)为了构建基因表达载体甲,依据图中已知碱基序列,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为 ,扩增 代后会得到等长的8条DNA片段。
(3)农杆菌转化甘蓝型油菜细胞时,T-DNA的作用是 ,该过程发生的变异类型为 。
(4)乙酰-CoA羧化酶基因(AC)是油脂合成过程的关键酶基因,甘油三酯酯酶基因(ATGL)是油脂分解过程的关键酶基因。将基因表达载体甲、乙分别导入植物细胞培养成转基因植物A、B,在干旱胁迫的环境下培养两种转基因植物和正常植物,分别检测植物体内AC和ATGL基因的表达水平,结果如下图。
①在分子水平上,用 方法检测AC酶和ATGL酶的含量可得到上述结果。
②基于以上研究,干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是 。
7.(2024广东名校联考)fat1基因和fat2基因控制的酶分别调控两种多不饱和脂肪酸的合成,两种酶的共同表达对于细胞内多不饱和脂肪酸的合成具有协同效应。2A肽是一种来源于病毒的短肽,受2A基因序列控制。2A基因的转录产物可以通过“核糖体跳跃”断开位于2A肽尾端甘氨酸和脯氨酸之间的肽键,将2A基因编码的蛋白分割成2个独立蛋白。图甲表示科研人员利用重叠延伸PCR技术成功构建融合基因fat1-2A-fat2的过程。图乙表示构建成功的包含融合基因的重组质粒的部分片段,F1~F4、R1~R4表示引物。通过基因工程成功实现了fat1基因和fat2基因在小鼠体内的共同表达,大大提高了细胞内多不饱和脂肪酸的含量。
图甲
图乙
(1)利用PCR技术可以实现在体外快速大量DNA扩增,其与细胞内DNA复制的共同点是 (答出2点)。若图乙中融合基因的b链为模板链,则图甲PCR1中的引物甲与图乙中的引物 的绝大部分序列相同。
(2)PCR1和PCR2需要分开单独进行,原因是 。PCR3不需要引物,高温加热后fat1-2A和2A-fat2的双链解开,其中能正常延伸形成融合基因的是 (填序号)形成的杂交链。
(3)为了确定fat1基因连接到质粒中且插入2A序列的上游,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图乙中的引物 。
答案与分层梯度式解析
专题强化练 PCR技术
1.C 2.D 3.D 4.AC
1.C 生物体内的DNA合成和PCR都需要引物,PCR引物一般是单链DNA,A正确;G与C之间有3个氢键,稳定性高,若引物的CG碱基含量相对较高,PCR复性步骤的温度需要适当升高,B正确;在PCR的复性步骤,两种引物都结合在模板链的3'端,C错误;若初始有10个胰岛素基因,PCR中进行10轮循环,得到10×210=10 240(个)DNA分子,共10 240×2=20 480(条)链,由于每一条子链都以引物为起点进行延伸,故新合成的子链数=消耗的引物数=20480-20(初始模板链)=20 460,D正确。
2.D 题图中引物与模板链碱基互补配对,表示PCR循环中的复性环节,A错误;PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键碱基,5'端无严格限制,如图所示:
可将限制酶识别序列添加到引物的5'端,以实现在目的基因两端添加限制酶识别序列的目的,用图中引物扩增两个循环后即可获得添加了限制酶识别序列的产物,B错误,D正确;延伸时,在Taq DNA聚合酶催化下,游离的脱氧核苷酸会依次连接到正在形成的子链的3'端,C错误。
归纳总结
(1)可将限制酶识别序列添加到引物的5'端,以实现在目的基因两端添加限制酶识别序列的目的。
(2)若两个引物均结合到DNA分子的内部,则循环3次才能得到两条链等长的DNA。
3.D PCR的延伸过程需要耐高温的DNA聚合酶,A正确;荧光定量PCR的Ct值与病毒核酸的浓度有关,病毒核酸的浓度越高,达到设定的荧光阈值所需循环数越少,即Ct值越小,B正确;根据图中Ct值与梯度稀释后的浓度对数值之间的关系可知,若两组样品中待测病毒核酸差了10倍,则Ct值相差大约3.3个单位,C正确;由于DNA标准样品的浓度越高,达到设定的荧光阈值时所经历的循环数越少,Ct值越小,因此若标准样品的DNA出现降解,DNA浓度下降,则标准曲线值偏高,待测样品所测Ct值偏高,D错误。
4.AC 基因表达时,图1中基因编码区能转录,启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录,但启动子区不转录,A错误。构建目的基因的表达载体、将GFP基因整合到野生型小鼠G3基因一端时,需要限制酶和DNA连接酶,B正确。
已知:G3-GFP融合基因电泳后的DNA片段较大,G3基因电泳后的DNA片段较小。分析选择不同引物进行PCR后的电泳结果:
引物 结果分析
引物1和引物2 整合了GFP基因,核酸片段较大; 未整合GFP基因,核酸片段较小
引物1和引物3 整合了GFP基因,有PCR产物; 未整合GFP基因,无PCR产物,与图2不符
根据以上分析可知,PCR检测时选择的引物是引物1和引物2,C错误。图2中的小鼠乙只有大片段,由此可判断小鼠乙是转入G3-GFP融合基因的纯合小鼠,D正确。
5.答案 (1)温度超过90 ℃ 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 (2)耐高温 Ca2+ 目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 抗原—抗体杂交 定向
(3)提高 提高
解析 (1)在体外利用PCR技术扩增目的基因时,利用DNA高温变性的特点加热至90 ℃以上,破坏双链之间的氢键,使DNA解聚变为单链。用PCR技术扩增目的基因时,需要在PCR扩增仪中加入2种引物,其作用是使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。(2)PCR技术需要高温加热使DNA双链解旋,而Taq酶热稳定性高,在高温条件下不会失活。受体菌用Ca2+处理后更容易吸收周围环境中的DNA,步骤②是将构建的重组质粒溶于缓冲液中与用Ca2+处理的受体菌混合,在一定温度下完成转化,通过转化可使目的基因进入受体细胞,并且在受体细胞内维持稳定和表达。(3)根据题干信息可知,Mn2+可以降低碱基与模板链正确地互补配对,Mg2+可以提高错配区非互补的碱基对的稳定性,因此与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当提高Mn2+、Mg2+浓度。
6.答案 (1)5'端 EcoRⅤ和XbaⅠ
(2)5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3' 4 (3)携带目的基因进入受体细胞并将其整合到受体细胞的染色体DNA上 基因重组 (4)①抗原—抗体杂交 ②在干旱胁迫的环境下,LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加;VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的分解
解析 (1)由于LUC基因中存在BamHⅠ识别序列,且一种酶切会导致载体、LEA自身环化及LEA与载体反向连接等,所以选择的限制酶是EcoRⅤ和XbaⅠ。(2)结合(1)可知,利用PCR扩增LEA基因时,在引物的5'端添加了EcoRⅤ和XbaⅠ的识别序列,已知载体上多酶切位点、LEA基因的序列及转录方向,则经PCR后扩增出来的序列如下图:
引物只能引导子链从5'→3'延伸,根据碱基互补配对原则,为了构建基因表达载体甲,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为
5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3'。设PCR通过n轮循环,获得等长片段的数量为2n-2n=8,n=4,即应该扩增4代。
(4)①在分子水平上检测酶(本质为蛋白质)采用抗原—抗体杂交技术。②根据检测结果,转基因植物A(LEA基因表达)的AC酶变高了,转基因植物B(VOC基因表达)的ATGL酶变低了,推测在干旱胁迫的环境下,LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加,VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的分解。
7.答案 (1)都需要模板、引物、DNA聚合酶,原料都是脱氧核苷酸(答出2点即可) R4 (2)引物甲和引物丁部分碱基互补配对,影响子链的合成 ①④ (3)F1、R3
解析 (1)若图乙中融合基因的b链为模板链,根据启动子和终止子的位置可知图乙中转录方向是从左向右,则可判断图乙DNA双链和引物的方向:
图甲PCR1中fat1的双链和引物方向:
根据以上分析可知,图乙中fat1片段中与R4配对的单链是a链,因此图甲PCR1中的引物甲与图乙中引物R4的绝大部分序列相同。(2)利用重叠延伸PCR连接fat1和fat2基因过程中,引物甲和引物丁的侧翼序列是互补配对的,若置于同一反应体系,会发生结合而失去作用,不能扩增出正确产物,PCR1体系与PCR2体系应分别独立进行。高温加热后fat1-2A和2A-fat2的双链解开,根据延伸方向(5'→3')可知,其中能正常延伸形成融合基因的是①④形成的杂交链。(3)PCR检测目的有两个,一个是确定fat1基因连接到质粒中,另一个是确定fat1基因插入2A序列的上游。若仅用一对引物,应选择图乙中的引物F1、R3,电泳检测若有条带,则说明fat1基因连接到质粒中且插入2A序列的上游,否则没有条带。
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