Question

1．定點突變技術是指通過聚合酶鏈式反應（PCR）向目的基因片段中引入所需變化．GFP（綠色熒光蛋白）的發(fā)光基團是第65至67位的三個氨基酸（絲氨酸-酪氨酸-甘氨酸），該發(fā)光基團可利用定點突變技術使第66位酪氨酸換成組氨酸，即可發(fā)出更明亮的藍光，成為藍色熒光蛋白．

（1）定點突變第一步得把突變位點設計在引物上，據(jù)圖1中信息人工合成短DNA引物應包含的序列是AGAGTGCTC，突變位點一般設計在引物中間位置的理由是突變位點堿基不能互補配對，但兩側序列仍能互補配對，該定點突變技術是否成功的標志是熒光蛋白發(fā)出藍色光，該技術屬于蛋白質(zhì)工程的范疇．
（2）如下所示，如果要用PCR擴增以下DNA模板中的基因1（左），一位同學設計了一對引物如下（右），該設計不合理的理由是引物l和引物2因互補配對不能與基因1上下游的特定序列結合而失效．
5′------基因1------3′引物1 5′--AGATCT---3′
3′------基因1------5′引物2　5′--TCTAGA---3′
（3）如圖2表示引物修正后PCR擴增目的基因（基因1）的第3輪循環(huán)的示意圖．若再進行一輪循環(huán)，僅有基因1（含引物）的DNA片段有8個．

Answer 1

分析 1、PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術．采用PCR技術擴增DNA的過程中，DNA數(shù)目以指數(shù)的方式擴增，即約2ⁿ．
2、設計正向引物時，該引物序列應該為待擴增DNA序列接近5′端處的序列；設計反向引物時，該引物序列應該是待擴增DNA序列接近3′端處的序列的反向互補序列．引物設計應避免一條引物內(nèi)的互補性超過3個堿基． 如果不遵循這個法則，那么可能出現(xiàn)使引物不能與其目標序列結合的二級結構．據(jù)圖分析引物l和引物2因互補配對，因此不能與基因1上下游的特定序列結合而失效．

解答 解：（1）根據(jù)圖1中所示，第66位酪氨酸（UAC）換成組氨酸（CAC），可以推導出相應的基因ATG突變?yōu)镚TG．因此若把突變位點設計在引物上，人工合成短DNA引物應包含的序列是AGAGTGCTC．由于突變位點堿基不能互補配對，但兩側序列仍能互補配對，因此突變位點一般設計在引物中間位置．定點突變技術使第66位酪氨酸換成組氨酸，即可發(fā)出更明亮的藍光，成為藍色熒光蛋白．因此該定點突變技術是否成功的標志是熒光蛋白發(fā)出藍色光，該技術屬于蛋白質(zhì)工程的范疇．
（2）圖中引物l和引物2會因互補配對不能與基因1上下游的特定序列結合而失效．
（3）圖2中共有8個DNA分子，即2³=8，因此共復制了3次；圖2中8個DNA分子共有16條鏈，其中有8條鏈比基因1長，還有8條與基因1等長，根據(jù)DNA半保留復制特點，其再進行一輪循環(huán)，僅有基因1（含引物）的DNA片段有8個．
故答案為：
（1）AGAGTGCTC       突變位點堿基不能互補配對，但兩側序列仍能互補配對（錯配引物仍能引導完成DNA復制）        熒光蛋白發(fā)出藍色光　蛋白質(zhì)
（2）引物l和引物2因互補配對不能與基因1上下游的特定序列結合而失效
（3）3　  　8

點評 本題綜合考查PCR技術的原理和應用、DNA半保留復制，要求考生識記PCR的中文名稱及條件；掌握DNA半保留復制特點，能根據(jù)該特點進行相關的計算，再結合所學的知識答題．