2026届高三生物二轮复习微专题：基因工程常见题型分析

基因工程——引物设计问题

引物基础知识

1、概念：是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。

2、作用：引物能使耐高温的DNA聚合酶从引物的 3’端开始连接脱氧核苷酸。

3、结合部位：引物结合在模板链的 3’端。

4、设计引物：需以目的基因的两端核苷酸序列为依据。

5.引物5‘端可以修饰，3’端不可修饰（应用）

为使 PCR扩增的目的基因能与运载体正确连接，需要在两种引物的5'端添加不同限制酶的识别序列。

知识点1 引物的设计与应用引物基础知识

例1.如图为X蛋白的部分基因序列，所示序列为引物结合的部分，据图分析：（写出引物前6位碱基序列）

扩增X蛋白基因所需的引物序列是 5′-ATGCCG-3′ ；  5′-TGATCT-3′  。

规律一：引物与目的基因5’端的一段核酸序列相同，有时需要在引物5’端添加限制酶识别序列

例2：如图为保证双功能醇醛脱氢酶基因(Adh)能通过双酶切以正确方向插入质粒,需设计引物1和引物2,为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的_ 5′_端加上限制性酶切位点，且常在2条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是 使DNA片段能定向（正确）插入表达载体    。其中引物1的序列为5'- GGTACCGTACCTTTGT 3'。 

变式训练：

规律二：转录方向和mRNA的延伸方向相同，均为5’→3’端，由此可对应转录的模板链的3’→5’端

知识点2  引物的选择及其互补链的判断

例1．

 

 

 

 

 

(1)利用PCR技术扩增ccxy13基因时，应从与对应链互补的a、b、c、d中选择b和c作为引物。为了便于ccxy13基因整合到PET-28a载体黑色所示的区域，设计引物时应在引物的5' (填“5'”或“3'”)端加上Nde I和BamH I两种限制酶的识别序列。

例2：(2023·山东，25 节选)

(1)如图构建重组质粒后，为了确定 J 基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行 PCR 检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物F1和R2(或F2和R1)。已知 J基因转录的模板链位于 b 链，由此可知引物 F1 与图甲中J基因的a链 (填“a 链”或“b 链”)相应部分的序列相同。

规律三：鉴定目的基因是否正确插入质粒时，一种引物与质粒互补结合，另一种引物与目的基因DNA互补结合。

变式训练：运用农杆菌转化法时，为鉴定筛选出的(农杆菌）菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是_乙 丙_。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是目的基因的反向连接 _。

 

 

基因工程——几轮循环获得等长目的基因问题

类型一 两个引物的5'端均与模板3'端不等长（至少3轮）

第一轮：原始DNA双链解链，引物结合后合成两条新链，产物为两条两端被截断的DNA片段（一端包含引物序列，另一端延伸至原始末端）。

 

 

 

 

第二轮： 1. 原始DNA第一条链作为模板：产生一条完整的目的链（含两端引物序列）。 2. 第一次循环的截断链作为模板：产生一条更短的截断链。 3. 此时可得到首条含单端完整引物的链，但仍无完全目的基因。

 

 

 

 

 

（目的基因单链）

 

 

第三轮： 1. 第二次循环产生的完整单链作为模板时，引物结合后合成出两条完整的双链目的基因（两端均有正确引物序列）。 2. 此时首次获得精确的目的基因片段。

 

 

 

 

 

 

（等长的目的基因双链）

双链等长的目的基因数的推导：2n－2n

长链：                                           长+中

中长链：                                3种DNA  中+短  

短链：                                           短+短（目的基因）

双链等长的目的基因数= DNA分子数 -（长+中）-（中+短）

                    = DNA分子数 - 中长链数 = 2n－2n           

中长链数：是以长链（最初模板链）为模板合成，每轮增加2个