Question

1．定點突變技術(shù)是指通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）向目的基因片段中引入所需變化．GFP（綠色熒光蛋白）的發(fā)光基團是第65至67位的三個氨基酸（絲氨酸-酪氨酸-甘氨酸），該發(fā)光基團可利用定點突變技術(shù)使第66位酪氨酸換成組氨酸，即可發(fā)出更明亮的藍光，成為藍色熒光蛋白．

（1）定點突變第一步得把突變位點設(shè)計在引物上，據(jù)圖1中信息人工合成短DNA引物應(yīng)包含的序列是AGAGTGCTC，突變位點一般設(shè)計在引物中間位置的理由是突變位點堿基不能互補配對，但兩側(cè)序列仍能互補配對，該定點突變技術(shù)是否成功的標(biāo)志是熒光蛋白發(fā)出藍色光，該技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇．
（2）如下所示，如果要用PCR擴增以下DNA模板中的基因1（左），一位同學(xué)設(shè)計了一對引物如下（右），該設(shè)計不合理的理由是引物l和引物2因互補配對不能與基因1上下游的特定序列結(jié)合而失效．
5′------基因1------3′引物1 5′--AGATCT---3′
3′------基因1------5′引物2　5′--TCTAGA---3′
（3）如圖2表示引物修正后PCR擴增目的基因（基因1）的第3輪循環(huán)的示意圖．若再進行一輪循環(huán)，僅有基因1（含引物）的DNA片段有8個．

Answer 1

分析 1、PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)．采用PCR技術(shù)擴增DNA的過程中，DNA數(shù)目以指數(shù)的方式擴增，即約2ⁿ．
2、設(shè)計正向引物時，該引物序列應(yīng)該為待擴增DNA序列接近5′端處的序列；設(shè)計反向引物時，該引物序列應(yīng)該是待擴增DNA序列接近3′端處的序列的反向互補序列．引物設(shè)計應(yīng)避免一條引物內(nèi)的互補性超過3個堿基． 如果不遵循這個法則，那么可能出現(xiàn)使引物不能與其目標(biāo)序列結(jié)合的二級結(jié)構(gòu)．據(jù)圖分析引物l和引物2因互補配對，因此不能與基因1上下游的特定序列結(jié)合而失效．

解答 解：（1）根據(jù)圖1中所示，第66位酪氨酸（UAC）換成組氨酸（CAC），可以推導(dǎo)出相應(yīng)的基因ATG突變?yōu)镚TG．因此若把突變位點設(shè)計在引物上，人工合成短DNA引物應(yīng)包含的序列是AGAGTGCTC．由于突變位點堿基不能互補配對，但兩側(cè)序列仍能互補配對，因此突變位點一般設(shè)計在引物中間位置．定點突變技術(shù)使第66位酪氨酸換成組氨酸，即可發(fā)出更明亮的藍光，成為藍色熒光蛋白．因此該定點突變技術(shù)是否成功的標(biāo)志是熒光蛋白發(fā)出藍色光，該技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇．
（2）圖中引物l和引物2會因互補配對不能與基因1上下游的特定序列結(jié)合而失效．
（3）圖2中共有8個DNA分子，即2³=8，因此共復(fù)制了3次；圖2中8個DNA分子共有16條鏈，其中有8條鏈比基因1長，還有8條與基因1等長，根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點，其再進行一輪循環(huán)，僅有基因1（含引物）的DNA片段有8個．
故答案為：
（1）AGAGTGCTC       突變位點堿基不能互補配對，但兩側(cè)序列仍能互補配對（錯配引物仍能引導(dǎo)完成DNA復(fù)制）        熒光蛋白發(fā)出藍色光　蛋白質(zhì)
（2）引物l和引物2因互補配對不能與基因1上下游的特定序列結(jié)合而失效
（3）3　  　8

點評 本題綜合考查PCR技術(shù)的原理和應(yīng)用、DNA半保留復(fù)制，要求考生識記PCR的中文名稱及條件；掌握DNA半保留復(fù)制特點，能根據(jù)該特點進行相關(guān)的計算，再結(jié)合所學(xué)的知識答題．