1、命题篇强化练10(专项命题一)1.PCR技术及其应用(2022湖北黄冈一模)重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板,通过多次PCR扩增,从而获得目的基因的方法。某科研团队运用重叠延伸PCR技术在水蛭素基因中的特定位点引入特定突变,使水蛭素第47位的天冬酰胺(密码子为AAC、AAU)替换为赖氨酸(密码子为AAA、AAG),从而提高水蛭素的抗凝血活性,原理如图所示。下列说法错误的是()注:引物突起处代表与模板链不能互补的突变位点。A.过程需要模板、含Mg2+的缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等B.若引物2的突变位点设计为A,则引物3的突变位点应设
2、计为GC.经过过程获得的杂交DNA有2种,只有其中一种可以经过过程获得目的基因D.以过程获得的目的基因为模板,可以使用引物1和引物4进行PCR2.PCR技术及其应用(2022天津一模)通过设计引物,运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。如图为基因工程中获取突变基因的过程,其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对,但不影响引物与模板链的整体配对,反应体系中引物1和引物2的5端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。有关叙述不正确的是()A.引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入载体B.在PCR反应体系中还需要加入4种游离的脱氧核苷酸、Taq DNA聚合酶等C.第3轮
3、PCR,引物1能与图中结合并且形成两条链等长的突变基因D.第3轮PCR结束后,含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/23.PCR技术及其应用(2022北京一模)小鼠肿瘤转移抑制基因(kissl基因)仅在特定组织中表达。在雌激素的诱导下,细胞内信号转导分子可以与kissl基因启动子的特定区域结合,激活kissl基因的转录。研究者扩增了kissl基因启动子不同长度的片段P1、P2、P3和P4,分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因(G)融合的载体,转入体外培养的特定细胞中,在培养液中添加雌激素,以确定不同片段的转录活性。下列叙述不正确的是()注:数字代表碱基的位置,-代表上游,+代表下游。A.PCR获
4、取不同长度片段时每组所用的引物有一个是统一的B.应选择有kissl基因且能表达的小鼠细胞作为转化的受体细胞C.在细胞中表达出绿色荧光强度弱的片段具有较高的转录活性D.该启动子能响应外源激素信号,可在基因工程中发挥重要作用4.PCR技术及其应用(2022广东二模)图1是我国自主设计的“本地+移动”一站式新冠病毒核酸检测平台示意图,单平台混样日检测量可达13万人次。图2为RT-PCR(逆转录荧光PCR技术)的原理:PCR过程中探针和引物一起与模板结合,探针两侧分别带有荧光基团和淬灭基团(抑制荧光发出),当酶催化子链延伸至探针处时会水解探针,导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。图1图2请回答下列问
5、题。(1)进行PCR操作的目的是。RT-PCR过程中,需先将RNA逆转录成cDNA,故装置中需添加的酶有。(2)对新冠病毒进行检测时,探针的设计依据是。探针与模板结合发生在PCR循环中的(填“变性”“复性”或“延伸”)阶段。(3)若监测系统检测到荧光信号,则可判定该检测样本为阳性,其原理是。(4)为了在没有核酸检测的条件下及早发现新冠病毒。我国于2022年3月11日推出新冠病毒抗原检测试剂盒,作为核酸检测的补充措施,该试剂盒的检测原理是。5.PCR技术及其应用(2022山东淄博一模)定点诱变技术是近年来生物工程研究中发展迅速的一个领域。通过定点诱变可以在体外改造目的DNA分子,进而研究基因的表
6、达以及蛋白质的结构与功能之间的关系。经典的大引物PCR定点诱变技术成为基于PCR的定点诱变技术中应用最普遍的方法,操作过程如图甲。研究者欲改造某基因并将其导入大肠杆菌的质粒中保存,该质粒含有氨苄青霉素抗性基因、LacZ基因及一些酶切位点,结构如图乙。回答下列问题。甲乙(1)利用大引物PCR进行定点诱变需要进行两轮PCR(PCR1和PCR2),在PCR1中,至少需要个循环才能获得相应的大引物模板。在PCR2中,要获得带有诱变点的改良基因,引物应选用大引物两条链中的(填“”或“”)。(2)为实现质粒和改良基因的高效连接,选用限制酶Xma而不选用限制酶Sma的原因是。为将改良基因构建在质粒上,还需要
7、等酶。(3)在构建改良基因表达载体时,有的质粒含有改良基因,有的质粒为空白质粒,将含上述元件的溶液加入大肠杆菌菌液中,适宜温度下培养一段时间后,再将菌液涂布在含氨苄青霉素和的平板上。一段时间后,在培养基上出现白色和蓝色两种菌落,其中白色菌落含有重组质粒,判断的依据是。命题篇强化练10(专项命题一)1.B解析:过程为PCR反应,需要在添加Mg2+的缓冲液中才能进行,需提供模板DNA、分别与两条模板链结合的引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等,A项正确;结合题图,若引物2的突变位点设计为A,则目的是让基因中的碱基对AT突变为TA,步骤获得的杂交DNA,一条链与引物2互补,另一条链与引物3互
8、补,所以引物2和引物3的序列互补,引物3的突变位点应设计为T,B项错误;过程获得的杂交DNA有2种,一种3端为单链,一种5端为单链,5端为单链的杂交DNA为所需DNA,C项正确;过程获得的目的基因的一条链一端能与引物1互补,另一条链一端能与引物4互补,因此可以使用引物1和引物4进行PCR,D项正确。2.D解析:引物中设计两种限制酶识别位点,可以配合载体的限制酶识别位点,帮助目的基因定向定点插入载体,避免发生自身环化,A项正确;PCR反应体系中需要加入引物、4种游离的脱氧核苷酸、Taq DNA聚合酶等,直接利用高温解旋,B项正确;第3轮PCR中,是引物2以引物1扩展得到的DNA链为模板进行复制得
9、到的,故引物1能与图中结合并且形成两条链等长的突变基因,C项正确;第3轮PCR结束后,含突变碱基对且两条链等长的DNA只有1个,而子代DNA有23=8(个),故含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/8,D项错误。3.C解析:结合图示可知,不同长度的片段P1、P2、P3和P4,分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因(G)融合的载体,因此与G融合的那段是一样的,即下游引物是一样的,A项正确;实验探究不同片段的转录活性,应选择有kissl基因且能表达的小鼠细胞作为转化的受体细胞,B项正确;若某片段被转录,则荧光基因也被表达,在细胞中表达出绿色荧光强度强的片段具有较高的转录活性,C项错误;在雌激素的诱导下
10、,细胞内信号转导分子可以与kissl基因启动子的特定区域结合,该启动子能响应外源激素信号,可在基因工程中发挥重要作用,D项正确。4.答案:(1)短时间内大量扩增目的基因逆转录酶和Taq酶(2)新冠病毒的核苷酸序列复性(3)检测样本中存在新冠病毒RNA,其逆转录产物可与探针特异性结合,PCR过程中探针被水解而发出荧光(4)抗原与抗体特异性结合解析:(1)进行PCR操作的目的是大量扩增目的基因片段,用于基因工程或检测。以RNA为模板逆转录成cDNA,需要用到逆转录酶和热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。(2)探针是可以与模板结合的一小段DNA序列,故设计的依据是一段已知目的基因的核苷酸序列,即新冠病毒
11、的核苷酸序列,变性过程是DNA双链打开的过程,复性时,引物与探针结合到模板DNA上。(3)根据题意可知,当酶催化子链延伸至探针处时会水解探针,导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。因此,样本中有新冠病毒核酸时,其逆转录产物可与探针特异性结合,PCR过程中探针被水解而发出荧光。(4)抗原与抗体的结合具有特异性,因此新冠病毒抗原检测试剂盒的检测原理是抗原和抗体的特异性结合。5.答案:(1)2(2)Sma的酶切末端为平末端,无法与改良基因上的黏性末端连接Bgl、DNA连接酶(3)-半乳糖苷构建改良基因重组质粒时破坏了LacZ基因,含该质粒的大肠杆菌不能分解-半乳糖苷产生蓝色物质,菌落为白色解析:(1
12、)由图可知,大引物的两条链均带有突变位点,进行第一轮循环,得到一个不含突变位点的DNA,一个有一条链含有突变位点的DNA,进行第二轮循环,即可得到一个两条链均含突变位点的DNA,即大引物。从大引物和目的基因的结合位点分析,要获得带有诱变点的改良基因,引物应选用大引物两条链中的。(2)Sma的酶切末端为平末端,无法与改良基因上的黏性末端连接,因此为实现质粒和改良基因的高效连接,选用限制酶Xma而不是Sma,由酶切位点分析,除使用Xma外,还需使用Bgl切出相应黏性末端与改良基因-CTAG一侧进行配对。(3)因LacZ基因编码产生的酶能分解-半乳糖苷,产生蓝色物质,所以应在平板上再加入-半乳糖苷。白色菌落含有重组质粒,原因是重组质粒的LacZ基因在重组过程中被切断,不能编码相应的酶分解-半乳糖苷。