高考生物二轮复习 高考热点专项练 热点11 PCR技术

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,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、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,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ApaLⅠ酶切位点在氨苄青霉素抗性基因中,因此可以采用
ApaLⅠ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)ApaLⅠDNA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双链。