专题十 习题课 课题应用 PCR中引物的设计与应用-【创新方案】2024年高考生物二轮复习专题辅导与测试（老教材）

专题十 现代生物科技专题（选修3） 习题课 锁定高考命题热点，本专题下设1个习题课。 先练后评，融通知识，提升综合应用能力。 课题应用 PCR中引物的设计与应用 “跨界”融会知能 :3.引物的特殊应用 、常规PCR的原理流程及反应体系 添加 在PCR引物的5'端加上根据需要而设计的限 酶位点制酶酶切位点，PCR产物内部无该切点 原 在体外模拟细胞内DNA复制的相关条件，最终完 理 成特定基因的体外复制 是用反向的互补引物来扩增两引物以外的 DNA片段即对某个已知DNA片段两侧的未 程 由变性、复性、延伸三个基本步骤完成 知序列进行扩增（见下图） ①模板：DNA:原料：dNTP:引物：PI、P2: 未知序列 己知序列 术知序列 反 ②耐高温的DNA聚合酶：Tag DNA聚合酶： 限制醇 制醇 反向 ③反应缓冲液； 未知序列 已知序列一未知序列】 系 PCR ④辅助因子：Mg 叫连接磨 二、PCR中的引物 1.引物及其作用 是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配 倒 对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为 20~30个核苷酸 三、PCR技术的应用 作 在DNA复制开始时，能够使DNA聚合酶从引物 ①扩增目的基因：从第三个循环开始出现第 用 的3'端开始连接脱氧核苷酸 一个与两条引物之间的长度相同的DNA 分子（含目的基因），然后将以几何级数方式 2.设计引物的意义及一般原则 在基因工被扩增与积累。 ①DNA分子体外扩增时必须设计两种引物。 程中获取②优势：只需了解且的基因的上下游序列， ②设计引物的首要目标是其特异性，只有当每条引 目的基因 以便设计引物对，使目的基因处于两条引物 物都能特异性地与模板DNA中的粑序列复性形 之间，即可通过PCR技术以少量生物DNA 成稳定结构时才能达到这个目标（如下图） 为模板获取大量目的基因，而没必要知道日 上游引物5 Hmm-3 的基因的全部序列 5 3'→T 5 下游引物 ↓ 任何基因，只要目的基因两端及需要变异部 廷伸方向◆ 位的序列已知，就可用PCR诱变去改造基 上游物5 模战影 mmmmmrr+3' 5 在基因水因的序列。在需要诱变的位置合成两条带 3”←IuU 5下游物 平上对蛋有变异基因碱基的互补引物，然后分别与目 ①引物长度一般以20~30个核苷酸为宜，过短降 白质进行的基因上下游的两条引物进行PCR,这样 低特异性，过长会引起复性时结合的模板数减少。 定点诱变得到的两个产物分别带有变异碱基，并且彼 降低反应效率。 改造 此重叠，在重叠部位经重组PCR就能得到 ②要避免两个引物间碱基序列互补以及同一引物 诱变的P℃R产物。该方法简便易行，准确 自身碱基序列互补 高效，已成为常用的定位诱变方法之一 ⑧③引物5'未端碱基可添加与模板无关的序列（如限制 自PCR技术问世以来，建立于PCR技术基 酶的识别序列，启动子序列等)，便于克隆和表达。 为防治疾础上的突变基因检测技术发展迅速，它不仅 ④引物的碱基顺序不能与非扩增区有同源性。引 病提供了 能在短时间内检出发生突变的基因，而且即 物与核酸序列数据库的其他序列均应无明显同源 新的手段使获得的是极微量的组织也可经PCR扩增 性，以免造成不必要的非特异性扩增 而进行各种检测，为疾病诊断提供新的手段 铺147 高考专题辅导与测试·生物 “情境”实践应用 ,为了便于扩增的DNA片段与表达 载体连接，需在引物的 端加上限制酶 1.流感病毒为一种RNA病毒。利用实时荧光RT 切位点。某学生尝试用图中另外一对引物从某一 PCR技术，研制出了核酸诊断试剂盒，用于易感人 群的流感病毒核酸检测。回答下列问题： 菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是 (1)编码流感病毒相关蛋白的基因能在人体肺部细胞 中表达，其理论基础是 (3)目标片段的DNA分子经PCR反应循环n次，共 流感病毒的RNA 需要消耗引物的数量为 个。经过4轮循 易被RNA酶降解，科研人员在提取RNA时往往 环后，得到的子代DNA分子中，不同时含有两种 需加人一种蛋白酶K,推测其作用是 引物的DNA分子占 3.基因定点突变是指按照特定的要求，使基因的特定 (2)PCR技术的原理是 。 PCR反应每次： 序列发生插人、删除、置换、重排等变异。图甲是一 循环分为 三个环节，若通过 种PCR介导的基因定点突变示意图。图乙是研究 PCR技术对某DNA分子扩增，至少需要 种 人员利用基因M1构建基因表达载体的过程 引物。其中引物的作用是 引物3， 引物2 C基因ML (3)RT一PCR是以病毒的RNA为模板逆转录合成 引物1 引物4 Ti质粒 HindⅢ cDNA,并对cDNA进行PCR扩增的过程。在上 H I 重到质粒 述RT一PCR技术中，用到的酶有逆转录酶 ndl围 衣 二基因1 注