Question

基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题：

（1）基因工程中所用的目的基因可以从基因文库中获得，也可以在高效表达目的基因的生物组织中提取mRNA，通过_________获得目的基因。

（2）目的基因扩增需要引物，所用的引物组成为如图中_________。

（3）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是_________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是_________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的_________。

（4）PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏模板与引物的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但_________的引物需要设定更高的退火温度。

（5）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是__________。

Answer

逆转录 引物甲和丙 解旋酶 加热（至90-95度） 氢键 G/C含量高 Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活

【解析】

PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。基因工程的基本操作：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

（1）基因工程中所用的目的基因可以从基因文库中获得，也可以在高效表达目的基因的生物组织中提取mRNA，通过逆转录获得目的基因。

（2）由图分析可知，目的基因的扩展需要引物，图中引物甲和引物丙是从目的基因两端互补序列结合，然后进行延伸。

（3）体内DNA进行复制时，需要解旋酶，解旋酶可以打开双链之间的氢键。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，利用DNA的高温变性加热至90-95℃，破坏双链之间的氢键，使DNA解链变为单链。解旋酶和高温处理都破坏了DNA双链分子中的氢键。

（4）退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，因为G和C之间含有3个氢键，A和T之间含有2个氢键，所以在引物长度相同时，G和C含量高的引物需要设定更高的退火温度。

（5）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是Taq酶的热稳定性高，大肠杆菌DNA聚合酶在高温性会失去活性。