2026届高三生物专题复习课件：引物微专题

精准高效背诵 1.引物的定义 2.引物的类型、作用 3.PCR过程添加引物的原因 4.引物设计的原则 微专题 ——引物 学习目标： 1.明确引物的本质。 2.通过PCR过程分析引物设计的原则。 3.通过科研实例理解引物的应用 【基础知识】 1.聚合酶链式反应是一种用于快速扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,回答下列问题: (1)引物是　　　　　　　　　　　　　　　　 　,如果在某基因组定位了一个目的基因X,但是其核苷酸序列未知,当已知X邻近区域的上、下游的部分DNA序列时,可以根据 　设计引物。  (2)根据DNA聚合酶的作用分析PCR过程中需要引物的原因是　　　　　　　　　。  DNA聚合酶不能从头合成子链,只能把游离的脱氧核苷酸连接到已经存在的DNA片段上,加入引物,能够使DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 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　 X邻近区域的上、下游已知序列 【典例1】（2023重庆·12）某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（下图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（    ） A. 其中一个引物序列为5＇TGCGCAGT-3＇ B. 步骤①所用的酶是SpeI和CfoI C. 用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D. 酶切片段和载体连接时，可使用E.coli连接酶或T4连接酶 【引物设计】 B 【巩固提升1】(2025临沂·一模·25节选)   引物1(2)中或两个引物1(2)之间因存在互补序列相互连接成双链结构，不能和模板链结合（2分） (1）反（逆）转录酶、热稳定 DNA 聚合酶、 RNA 酶（核酸酶 H )(2分） 5'- CTCGAGGT -3' 【总结】引物的设计原则 思考： 1.结合DNA 聚合酶的作用特点，引物应结合在模板链的哪一端？ 2.限制酶识别序列加在引物的哪一端？ 3'端 5'端 1．引物要与待扩增 DNA 片段两端的碱基序列互补配对； 2．两种引物的碱基序列不能互补配对。 3．引物内部不能存在互补序列。 4．引物不能与非目的序列发生互补配对。 5. 引物长度要适宜。 【引物与退火温度】 【典例2】(2021．湖北）某实验利用 PCR 技术获取目的基因，实验结果显示，除了目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应中非特异条带的产生，以下措施中有效的是 A ．增加模板 DNA 的量 B ．延长热变性的时间 C ．延长延伸的时间 D ．提高复性的温度 【思考】 1.PCR过程中，复性的温度与引物中不同碱基的比例有何关系？ 2．退火过程中已经解旋的两种模板链是否会发生模板链之间的互补配对？ D 2．实验中引物浓度远高于实验初始模板 DNA 的浓度，因此两种 DNA 模板链之间碱基互补配对的概率很低。 1．引物中碱基 GC 含量较高时，复性温度可以适当提高，因为 GC 之间可以形成三个氢键，连接更稳固； 【巩固提升2】 (2017年江苏高考，33）PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏 的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但 的引物需要设定更高的退火温度。如果 PCR 反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有 （填序号：①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物）。  【提示】 1.理想状态下退火温度应既能保证引物有效退火，又能减少碱基对的非特异性结合。 2 .G-C之间的氢键比A-T之间多，为了确保G-C含量高的引物错配后能够有效从模板链上脱落下来从而减少非特异性扩增，选择的退火温度就要相应高一些，如果没有得到扩增产物，说明引物并未与模板互补配对，退火设置温度过高，此时可相应降低退火温度，或重新设计引物，使其 Tm 值升高。 引物与模板 GC 含量高 ②③ 2.一个DNA分子n次扩增得到DNA分子     个，DNA单链      条，需消耗的引物数量       ，每种引物需要的条数是        。 【引物数量计算】   2n-1 2n   2n+1    2n+1-2 【例3】若单菌落扩增后DNA样品电泳结果如图4，则图5中对应泳道1和泳道2的引物组合分别是      （填序号）。 引物3和引物4；引物1和引物2 【引物扩增片段长度计算】 【应用1】——改变编码序列 （2021天津·16节选）乳酸菌是乳酸的传统生产菌，但耐酸能力较差，影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强，但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酿酒酵母，获得能产生乳酸的工程菌株。下图1为乳酸和乙醇发酵途径示意图，图2为构建表达载体时所需的关键条件。 ①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。 为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应考虑__________________________和___________________。 包含BamHI的识别序列 将GTG改为ATG  【应用2】——去除基因片段 (2022天津·15节选)研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒杆菌，以提高苯丙氨酸产量。 （1）如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR（卡那霉素抗性基因）和SacB两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物________和________，并在引物的________（5＇/3＇）端引入XhoⅠ酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。 5＇ 4  1  （2020江苏·33节选）如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如下图（以EcoRI酶切为例）： 请据图回答问题： （4）对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中（虚线处省略了部分核苷酸序列），结果正确的是_________。 A． 5′- AACTATGCG-----------AGCCCTT-3′ B． 5′- AATTCCATG-----------CTGAATT-3′ C． 5′- GCAATGCGT----------TCGGGAA-3′ D． 5′- TTGATACGC----------CGAGTAC-3′ 【应用3】——未知序列测定 B AATT AATT 【应用4】——检测目的基因 B   (2020·北京)为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中(如图)。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是(　 ) A．①＋③　 B．①＋②　 C．③＋②　 D．③＋④ 【应用5】——定点突变，改造蛋白质 【2022·日照二模节选】研究人员发现若将蛛丝蛋白31号位的色氨酸替换为酪氨酸，蛛丝韧性提高50%，因而设计了与蛛丝蛋白基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图7的方式依次进行4次 PCR 扩增，以得到新的蛛丝蛋白基因。 (1）如图7所示的4次 PCR 都涉及到引物的选择，其中PCR1选择的引物是   ,PCR4选择的引物是   。（填A 、 B 、 C 、 D ) A、B A、D 【2022·青岛二模节选】融合 PCR 技术是采用具有互补末端的引物，将不同来源的扩增片段连接起来构建融合基因的方法，其过程如下图9所示 (1）若通过融合 PCR 技术将启动子、目的基因、终止子拼接起来，需要设计引物 种引物，其中能够起“搭桥”作用的引物有 种。 【应用6】——链接引物，构造融合基因 6 4 应用……？ 课堂总结 反思、感悟、整理、内化 1.引物的本质 2.引物设计的原则、相关计算 3.引物的应用。 考点三 S z L w h $