Question

1．基因工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，基因可導(dǎo)入農(nóng)作物中，用于改良該農(nóng)作物的性狀．通過多重PCR技術(shù)可擴(kuò)增并檢測(cè)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的外源基因成分．多重PCR是在一個(gè)PCR 反應(yīng)體系中加入多對(duì)引物，針對(duì)多個(gè)DNA模板或同一模板的不同區(qū)域，擴(kuò)增多個(gè)目的基因的PCR 技術(shù)．請(qǐng)回答：
（1）我國科學(xué)家將Bt毒蛋白基因、魚的抗凍蛋白基因、控制果實(shí)成熟的基因?qū)�入農(nóng)作物，可獲得抗蟲、抗凍、延熟的轉(zhuǎn)基因作物．
（2）引物是根據(jù)已知目的基因的一段核苷酸序列合成的，每種基因擴(kuò)增需要一對(duì)引物的原因是需要一對(duì)特異性的引物，要求一對(duì)引物的序列是不互補(bǔ)的，否則會(huì)形成引物二聚體，進(jìn)而影響目的基因的擴(kuò)增．表是A、B、C三種基因的引物，據(jù)表分析，引物特異性主要體現(xiàn)在特異性是引物中特定的堿基序列，$\frac{C+G}{A+T}$可以體現(xiàn)的特異性．

A基因	引物1	5′GCTCCTACAAATGCCATCATTGC3′
	引物2	5′GATAGTGGGATTGTGCGTCATCCC3′
B基因	引物1	5′TGAATCCTGTTGCCGGTCTT3′
	引物2	5′AAATGTATAATTGCGGGACTCTAATC3′
C基因	引物1	5′CCTTCATGTTCGGCGGTCTCG3′
	引物2	5′GCGTCATGATCGGCTCGATG3′

（3）PCR過程中溫度從90℃降到55-60℃的目的是加熱至90～95℃利于DNA解鏈；冷卻到55～60℃，利于引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈．
（4）檢測(cè)人員通過多重PCR技術(shù)確定農(nóng)作物中是否含有A、B、C三種轉(zhuǎn)基因．將A、B、C三種基因和待測(cè)的農(nóng)作物基因樣品進(jìn)行PCR，擴(kuò)增后的產(chǎn)物再進(jìn)行電泳，結(jié)果如圖．據(jù)圖分析：含有三種轉(zhuǎn)基因的農(nóng)作物是4，判斷依據(jù)是PCR過程中，可以通過設(shè)計(jì)特定的引物來擴(kuò)增特定的DNA片段，1組為已知A、B、C三種基因的對(duì)照，其中4含有A基因、B基因和C基因，但2只含有A基因和C基因，3不含有這三種基因．．

（5）與PCR技術(shù)相比，多重PCR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是a、確保所有的靶位點(diǎn)可以用相同的PCR程序在單個(gè)反應(yīng)中得到有效的擴(kuò)增．
b、在使用相同的PCR程序和反應(yīng)條件的單個(gè)PCR中對(duì)每對(duì)引物的量進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最大的擴(kuò)增效率．
c、平衡多重PCR中每對(duì)引物的量，使之對(duì)每個(gè)靶點(diǎn)都能獲得足夠的擴(kuò)增量．

Answer 1

分析 關(guān)于PCR技術(shù)的相關(guān)知識(shí)：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)．
2、原理：DNA復(fù)制．
3、前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對(duì)引物．
4、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
5、過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開）；②低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．

解答 解：（1）Bt毒蛋白基因的抗蟲基因，可以表達(dá)出毒蛋白．魚的抗凍蛋白基因可以表達(dá)出抗凍蛋白、控制果實(shí)成熟的基因可以表達(dá)出控制早熟的相關(guān)的蛋白，因此將Bt毒蛋白基因、魚的抗凍蛋白基因、控制果實(shí)成熟的基因?qū)�入農(nóng)作物，可獲得抗蟲、抗凍、延熟的轉(zhuǎn)基因作物．
（2）PCR擴(kuò)增技術(shù)的前提是要用一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一段序列合成引物，每種基因擴(kuò)增需要一對(duì)特異性的引物，要求一對(duì)引物的序列是不互補(bǔ)的，否則會(huì)形成引物二聚體，進(jìn)而影響目的基因的擴(kuò)增．據(jù)表中A、B、C三種基因的引物核苷酸序列分析，引物特異性是引物中特定的堿基序列，$\frac{C+G}{A+T}$可以體現(xiàn)的特異性．
（3）PCR過程中溫度加熱至90～95℃利于DNA解鏈；冷卻到55～60℃，利于引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈．
（4）PCR過程中，可以通過設(shè)計(jì)特定的引物來擴(kuò)增特定的DNA片段，1組為已知A、B、C三種基因的對(duì)照，其中4含有A基因、B基因和C基因，但2只含有A基因和C基因，3不含有這三種基因．
（5）與PCR技術(shù)相比，多重PCR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是：a、確保所有的靶位點(diǎn)可以用相同的PCR程序在單個(gè)反應(yīng)中得到有效的擴(kuò)增．b、在使用相同的PCR程序和反應(yīng)條件的單個(gè)PCR中對(duì)每對(duì)引物的量進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最大的擴(kuò)增效率．c、平衡多重PCR中每對(duì)引物的量，使之對(duì)每個(gè)靶點(diǎn)都能獲得足夠的擴(kuò)增量．
故答案為：
（1）抗蟲     抗凍
（2）已知目的基因     需要一對(duì)特異性的引物，要求一對(duì)引物的序列是不互補(bǔ)的，否則會(huì)形成引物二聚體，進(jìn)而影響目的基因的擴(kuò)增        引物特異性是引物中特定的堿基序列，$\frac{C+G}{A+T}$可以體現(xiàn)的特異性
（3）加熱至90～95℃利于DNA解鏈；冷卻到55～60℃，利于引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈．
（4）4    PCR過程中，可以通過設(shè)計(jì)特定的引物來擴(kuò)增特定的DNA片段，1組為已知A、B、C三種基因的對(duì)照，其中4含有A基因、B基因和C基因，但2只含有A基因和C基因，3不含有這三種基因
（5）a、確保所有的靶位點(diǎn)可以用相同的PCR程序在單個(gè)反應(yīng)中得到有效的擴(kuò)增．b、在使用相同的PCR程序和反應(yīng)條件的單個(gè)PCR中對(duì)每對(duì)引物的量進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最大的擴(kuò)增效率．c、平衡多重PCR中每對(duì)引物的量，使之對(duì)每個(gè)靶點(diǎn)都能獲得足夠的擴(kuò)增量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查PCR技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記PCR技術(shù)的概念、原理、條件及具體過程等基礎(chǔ)知識(shí)，能與體內(nèi)DNA復(fù)制進(jìn)行比較，再結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確判斷各選項(xiàng)，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．