Question

請回答基因工程方面的有關(guān)問題：

(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈 DNA 片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。

①從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例為________。

②在第________輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的 DNA 片段。

(2)設(shè)計(jì)引物是 PCR 技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理(如下圖)，請分別說明理由。

①第 1 組：________________________；

②第 2 組：________________________。

(3)PCR反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定 DNA 聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映 DNA 聚合酶的功能，這是因?yàn)開___________________________________________________________。

(4)用限制酶 EcoRV 、MboⅠ單獨(dú)或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的 DNA 片段長度如下圖(1 kb 即 1 000 個堿基對)，請畫出質(zhì)粒上 EcoRV 、MboⅠ的切割位點(diǎn)。

 

Answer 1

【答案】

(1)①15/16  ②三  （2）①引物I和引物II局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效

②引物I’自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而失效

（3）DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上

（4）見下圖

 

【解析】

試題分析：(1)①根據(jù)PCR過程的特點(diǎn)繪制PCR過程示意圖如圖所示，由圖可知，由原來的每條母鏈為模板合成的兩個新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時，兩種引物都含有，故第四輪循環(huán)共產(chǎn)生16個DNA分子，其中含有引物A的分子是15個，占15/16。

②由圖示可知，第一、二輪循環(huán)合成的子鏈長度均不同，根據(jù)半保留復(fù)制特點(diǎn)可知，前兩輪循環(huán)產(chǎn)生的四個DNA分子的兩條鏈均不等長，第三輪循環(huán)產(chǎn)生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈，如圖。

(2)在第1組引物中，引物Ⅰ的部分堿基序列是CAGGCT，引物Ⅱ的部分堿基序列是AGCCTG，若利用這兩個引物進(jìn)行DNA擴(kuò)增，會因其中的部分堿基發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而使引物失效。在第2組引物中，引物Ⅰ′的部分堿基序列是AACTG和CAGTT，該引物一旦發(fā)生自身折疊，也將會出現(xiàn)部分堿基發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而使引物失效。(3)圖中直接將兩個脫氧核苷酸合成DNA單鏈，這不是DNA聚合酶的功能。DNA聚合酶只能在DNA模板存在的條件下，將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上。

(4)根據(jù)圖示，該質(zhì)粒為環(huán)形質(zhì)粒。用限制酶EcoRⅤ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時，只形成一個片段，說明該質(zhì)粒上只有1個限制酶EcoRⅤ的識別位點(diǎn)。用限制酶MboⅠ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時，形成兩個片段，說明該質(zhì)粒上有兩個限制酶MboⅠ的識別位點(diǎn)。用限制酶EcoRⅤ和MboⅠ聯(lián)合切割該質(zhì)粒時，形成三個片段，其中有一個片段的長度與用MboⅠ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時產(chǎn)生的片段長度相同(2.5 kb)，另外的兩個片段是5.5 kb和6 kb，這說明限制酶EcoRⅤ的切割位點(diǎn)存在于用MboⅠ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時產(chǎn)生的另一片段(11.5 kb)上。

考點(diǎn)：本題考查基因工程相關(guān)知識，意在考察考生對知識點(diǎn)的理解掌握和把握知識點(diǎn)間聯(lián)系綜合運(yùn)用能力及對圖形信息的提取分析能力。