Question

14．请回答基因工程方面的有关问题：
（1）利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）．图中引物中为单链
DNA片段，它是子链合成延伸的基础．

①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占比例为$\frac{15}{16}$．
②在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段，第四轮出现了8个等长的DNA片段．
（2）设计引物是PCR技术关键步骤之一．某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理
（如图），请分别说明理由．

第一组：引物I和引物II局部发生碱基互补配对而失效；
第二组：引物I自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效．
（3）用限制酶EcoRV、MboI单独或联合切割同一种质粒，得到DNA片段长度如图（1kb即1000个碱
基对），请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、MboI的切割位点，并标注片段的长度．
．

Answer 1

分析 采用PCR技术扩增DNA的过程为：变性、退火、延伸．根据PCR过程的特点绘制PCR过程示意图如图所示：

据图答题．

解答 解：（1）①由图可知，由原来的每条母链为模板合成的两个新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子链为模板合成新DNA分子时，两种引物都含有，故第四轮循环共产生16个DNA分子，其中含有引物A的分子是15个，占$\frac{15}{16}$．
②由图示可知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，如分析中的图示．由于第三轮出现两个等长的DNA，经过第四次复制产生4个等长的DNA，另外有四个DNA通过第四次复制也会分别一个等长的DNA，即总共8个．
（2）第1组：分析图中引物可知，引物Ⅰ和引物Ⅱ的碱基之间存在互补配对关系，这可能会导致引物Ⅰ和引物Ⅱ会发生局部碱基互补配对而失效；
第2组：图中引物Ⅱ的两侧碱基具有碱基配对关系，因此两条引物Ⅱ之间会发生局部碱基互补配对而失效．
（3）根据图示，该质粒为环形质粒．用限制酶EcoRⅤ单独切割该质粒时，只形成一个片段，说明该质粒上只有1个限制酶EcoRⅤ的识别位点．用限制酶MboⅠ单独切割该质粒时，形成两个片段，说明该质粒上有两个限制酶MboⅠ的识别位点．用限制酶EcoRⅤ和MboⅠ联合切割该质粒时，形成三个片段，其中有一个片段的长度与用MboⅠ单独切割该质粒时产生的片段长度相同（2.5kb），另外的两个片段是5.5kb和6kb，这说明限制酶EcoRⅤ的切割位点存在于用MboⅠ单独切割该质粒时产生的另一片段（11.5kb）上．质粒上EcoRV、MboI的切割位点如图所示．
故答案为：
（1）①$\frac{15}{16}$    ②三   8
（2）第一组：引物I和引物II局部发生碱基互补配对而失效
第二组：引物I自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
（3）见图

点评 本题结合PCR过程示意图，考查PCR技术、DNA分子复制、基因工程等知识，要求考生识记PCR技术的过程及原理，能分析题图提取有效信息答题；掌握DNA分子半保留复制特点，能进行简单的计算；能根据题干信息判断限制酶在质粒上的位置．