内容正文:
微专题 破解PCR两大难点:引物设计与电泳图谱应用
一、引物的选取和设计
1.(2025四川.T19)用PCR技术从杆菌M2基因组中扩增lrcA-lrcF´目的基因时,应选用________引物。
注:①F1、F2、F3和F4为与相应位置的DNA配对的单链引物,“→”指引物5-3方向。
2.(2025湖南.T21)为确定基因A已连接到质粒中且插入方向正确,应选用图中的一对引物______对待测质粒进行PCR扩增,预期扩增产物的片段大小为______bp。
引物选取总结:
只扩增目的基因用:_____________
检测目的基因是否正向插入载体用:_____________
3.(2025陕西.T21)为将S基因正确插入载体,PCR扩增S基因时需在引物的______(填“5'端”或“3'端”)添加限制酶识别序列,结合上表分析,上游引物应添加的碱基序列是5'-____________-3'。
引物设计总结:
4.(2025浙江.T24)3-磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酵母细胞中甘油合成的关键酶。某假丝酵母菌株具有高活性的GPD,目前已测得其基因部分序列如图,而两侧的序列完全未知,能否利用图中给定的引物,把两侧未知的序列也大量扩增出来呢?请提出你的思路。
未知序列
未知序列
GPD基因已知序列
5'
3'
3'
5'
3'
引物1
5'
引物3
3'
5'
引物4
引物2
3'
5'
5'
3'
引物3
二、电泳图谱应用
1.(2024江西.T19)
(1)图中的M所起的作用是?
(2)能否根据图中的条带判断出电泳的方向?
2.(2024T8联考T21)突变体水稻a基因(位于9号染色体上)是野生稻A基因内部插入654bp片段形成,且该序列在野生型3 号染色体上亦存在。为探究原因,在3号与9号染色体上该654bp序列外侧各设计一对引物,对野生型及突变体基因组DNA进行PCR,产物电泳结果如图所示。
据图分析突变体水稻N产生的原因?
注:H2为野生型水稻,N为突变体水稻
3.(2025江西.T21)引物对1和引物对2分别可扩增A/a、B/b全部序列。下图是对纯合亲本甲、乙、丙和F2某个体PCR后电泳的结果。已知图中①为甲(双显性),②为乙(单显性),④为丙(双隐性)。
(1)可判断a基因由A基因发生___________突变形成。
(2)B基因突变为b基因的过程中了发生碱基对的_______。
[双脱氧测序法]
实验原理:在DNA聚合酶、引物、四种单脱氧核苷酸(dNTP)存在的情况下,通过引入少量双脱氧核苷三磷酸(ddNTP),这些ddNTP的3'端缺少羟基,不能与下一个dNTP结合,导致DNA合成在遇到ddNTP时停止。这样,在每个反应系统中,都会合成一系列长度不等的核酸片段,通过电泳分离后,可以根据片段3'端的双脱氧碱基顺序读取合成片段的碱基序列,从而确定DNA的序列。
4.(2025安徽.T19)科研小组采用双脱氧测序法,扩增出野生稻和栽培稻Bh/bh基因的片段,电泳结果见图。
请根据电泳条带写出野生稻Bh基因的部分序列:
野生稻Bh基因部分序列测序图 栽培稻1bh基因部分序列测序图
电泳图谱应用总结
三、巩固提升
(2025吉林.T25)香树脂醇具有抗炎等功效,从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇。回答下列问题。
(1)可从___________中查询基因N的编码序列,设计特定引物。如图1所示,a链为转录模板链,为保证基因N与质粒pYL正确连接,需在引物1和引物2的5'端分别引入_________和________限制酶识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用______________连接DNA片段,构建重组质粒,大小约9.5kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变。
(2)进一步筛选构建的质粒,以1-4号菌株中提取的质粒为模板,使用引物1和引物2进行PCR扩增,电泳PCR产物,结果如图2。在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应中是否有____________的污染。初步判断实验组________(从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N,理由是________________________________________________。
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