2024届高三生物一轮复习：PCR知识总结

高考生物 PCR 的过程及应用考点归纳总结 一、基础考点 1.名称：多聚酶链式反应 2.原理：DNA 双链复制（DNA 的半保留复制）、DNA 的热变性原理 3.前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列 4.过程：PCR 由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：会解释三个步骤 ①变性：当温度上升到 90℃以上时，双链 DNA 解聚为单链 ②复性：当温度下降到 50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链结合； ③延伸：当温度上升到 72℃左右时，溶液中的 4 种脱氧核苷酸再耐高温的 DNA 聚合酶的作用下，根据碱基互补配原则合成新的 DNA 链 ④重复：第一轮循环的产物作为第二轮的模板：重复循环变性—复性--延伸三过 程。 5.PCR 反应体系的成分及作用 DNA 模板：从样本或细胞中提取的微量总 DNA 原料∶ dNTP（dATP、dGTP、dCTP、TTP），提供原料和能量 酶∶ Taq 聚合酶（热稳定 DNA 聚合酶，从嗜热菌中分离得到） 引物∶一小段能与 DNA 母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 （注意：引物与目的 DNA 片段两条母链各自的 3’端序列互补） Mg2+：维持酶活性所必需 PCR 缓冲液∶维持 pH，保护 Taq 酶 6.DNA 在体内复制的条件 模板∶DNA 分子的每条链 酶∶ 解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶 原料、能量∶dATP、dGTP、dCTP、dTTP 引物∶RNA 引物，温和的反应条件 7.总结：PCR 与体内 DNA 分子复制的不同点： PCR DNA 复制 复制起点 无 有 复制叉 无 有 场所及条件 体外； 控制 3 个不同温度 体内细胞核、线粒体、叶绿体； 温和条件 步骤 变性、退火、延伸 起始、延伸、终止 酶 Taq 酶 解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶 引物 2种，一小段与 DNA 母链的 一段碱基序列互补配对的 短单链 DNA；人工合成 多种 RNA 做引物；自行合成 引物是否去除 否 是 变性的条件 90℃以上的高温 解旋酶 结果 短时间内快速扩增目的基 因片段 复制完整的 DNA 分子 特点 半保留复制 两条链连续合成 半保留复制 半不连续复制 8. PCR 技术在基因工程中的应用： （1）特异性、快速扩增目的基因获取目的基因 （2）目的基因的检测与鉴定 9. 用 PCR 技术可以扩增 mRNA 吗？ 不可以；在逆转录酶的作用下，需以 mRNA 为模板按照碱基互补配对的原则合成 cDNA 再进行扩增 10. 提取 mRNA 扩增目的基因的过程： 第一步：逆转录酶以 RNA 为模板合成一条与 RNA 互补的 DNA 链，形成 RNA-DNA 杂 交分子 第二步：核酸酶 H降解 RNA-DNA 杂交分子中的 RNA 链，使之变成单链 DNA； 第三步：以单链 DNA 为模板，在 DNA 聚合酶的作用下合成另一条互补的 DNA 链， 形成双链 DNA 分子 第四步：以双链 DNA 分子为模板，经过③变性、④复性、⑤延伸，循环扩增形成 目的基因产物 11. cDNA 中缺少真核生物基因的哪些结构： 启动子、内含子、终止子 12.目前在 PCR 反应中使用 Taq 酶而不使用大肠杆菌 DNA 聚合酶的主要原因是： Taq 酶热稳定性高，而大肠杆菌 DNA 聚合酶在高温下会失活 13. PCR 产物的影响因素：模板 DNA 的量、脱氧核苷酸的量、引物的量、酶的数 量和活性、循环次数、Mg 2+ 的浓度 14.PCR 后期，反应速率下降的原因：酶的活性降低、引物和 dNTP 浓度降低、反 应产物增多 15.变性温度过低会导致双链不能充分解开； 16：PCR 扩增中预变性的目的： 预变性破坏 DNA 中可能存在的较难破坏的二级结构。使 DNA 充分变性解旋为单链,有利 于引物与模板的正确结合 17.PCR 反应体系实际操作时，加入的是 4 种脱氧核苷三磷酸（dATP dGTP dCTP dTTP）,每掺入一个核苷酸，伴随着两个特殊化学键（高能磷酸键）的断裂，由 此释放的能量满足核苷酸聚合反应的需求 18.内参蛋白的作用：排出细胞取样、实验操作等对实验结果的影响 （内参蛋白是用来确保蛋白上样量一致性，量化目的蛋白的表达情况，是对实验 结果定量分析或定性比较的重要标尺） 19.内参蛋白的选择：细胞内稳定存在和高表达的蛋白质 二、有关引物的考点总结：影响 PCR 的各种因素中，引物的设计最为重要 1.引物的作用：使 DNA 聚合酶能够从引物的 3′端开始延伸 DNA 链 2.需要引物的原因：DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA，而只能从 3’端延伸 DNA 链，因此 DNA 的复制需要引物 3.设计两种引物的原因：基因的两条反向平行链都做模板，其碱基序列不同，