Question

11．DNA扩增有两种不同的方法．方法1是将该DNA片段导入细菌细胞中，通过培养细菌进行体内扩增；方法2是利用PCR技术进行体外扩增．
（1）方法l的过程如下：
第一步：用限制酶将目的基因切割下来，插入到带有某种抗生素抗性基因的质粒中，然后将重组质粒导入受体菌，利用添加有特异性抗生素的培养基对受体菌进行培养．
①在培养基中添加特异性抗生素的目的是选择导入了重组质粒（即含有目标DNA片段）的受体菌．
第二步：对筛选得到的重组细菌进行培养、扩增．
②此阶段培养基中仍需添加特异性抗生素，因为只有含有重组质粒的细菌（即含有目的基因的细菌）才带有该抗生素抗性基因，才能在添加特异性抗生素的培养基上生长．
③请列举两个影响培养效果的因素，并简要说明其原理．
a．培养温度，温度影响细菌体内酶的活性
b．培养的气体条件，氧气和二氧化碳的含量会影响细菌的代谢
第三步：从培养得到的受体菌中分离纯化目标DNA片断．
（2）根据方法2回答下列问题．
①PCR技术开发成功的关键是制备得到了耐高温的DNA聚合酶．
②PCR中加入引物的作用是：作为DNA复制的起点
③电泳是分离纯化DNA和蛋白质的常用方法，体内和体外扩增得到的DNA往往都还需要利用电泳技术进一步分离纯化．请简要阐述该方法的工作原理．不同DNA和蛋白质分子大小、带电性都存在差异，因此在电场中移动速度不同，利用这一特性可把目的分子与其余物质分开．

Answer 1

分析 1、基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因
（1）启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；
（2）终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；
（3）标记基因便于目的基因的鉴定和筛选．
2、PCR技术：
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
（2）原理：DNA复制．
（3）条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．

解答 解：（1）①质粒中的抗生素抗性基因可作为标记基因，作用是筛选出含导入目的基因的受体细胞．因此，在培养基中添加特异性抗生素的目的是导入了重组质粒（即含有目标DNA片段）的受体菌．
②引物只有含有重组质粒的细菌（即含有目的基因的细菌）才带有该抗生素抗性基因，才能在添加特异性抗生素的培养基上生长，因此此阶段培养基中仍需添加特异性抗生素．
③影响培养效果的因素有：a．培养温度，温度影响细菌体内酶的活性；b．培养的气体条件，氧气和二氧化碳的含量会影响细菌的代谢．
（2）①PCR技术的第一步是高温变性，因此该技术的成功的关键是制备获得耐高温DNA聚合酶．
②PCR中加入引物的作用是：作为DNA复制的起点．
③电泳的工作原理：不同DNA和蛋白质分子大小、带电性都存在差异，因此在电场中移动速度不同，利用这一特性可把目的分子与其余物质分开．
故答案为：
（1）①选择导入了重组质粒（即含有目标DNA片段）的受体菌
②特异性抗生素     只有含有重组质粒的细菌（即含有目的基因的细菌）才带有该抗生素抗性基因，才能在添加特异性抗生素的培养基上生长
③a．培养温度，温度影响细菌体内酶的活性；b．培养的气体条件，氧气和二氧化碳的含量会影响细菌的代谢．
（2）①DNA聚合      
②作为DNA复制的起点
③不同DNA和蛋白质分子大小、带电性都存在差异，因此在电场中移动速度不同，利用这一特性可把目的分子与其余物质分开

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题．