2025年人教版高考生物一轮复习讲义：综合PCR的基因工程问题（含答案及解析）

专题突破10综合PCR的基因工程问题

一、选择题

1.（2024.厦门高三质检）如图表示PCR过程中某个阶段反应体系的情况，①②③④表示相关

物质，L、R表示方向。下列叙述正确的是（）

"斑...

L5避33喳5'R

.......

A.②链从L到R的方向为3'-5',①②链均可作为子链合成的模板

B.PCR过程需要通过解旋酶断开氢键，且为边解旋边复制

C.以1个DNA为模板经3次循环需消耗8个引物③

D.物质③的5,端添加了某序列，至少需经2次循环才可获得该序列的双链产物

2.（2024•重庆高三质检）不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA（ssDNA）

的方法，如图所示。不对称PCR中加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物，含量较

多的被称为非限制性引物，两者的比例通常为1：100,PCR反应最初的若干次循环中，其扩

增产物主要是双链DNA（dsDNA）,但当限制性引物消耗完后，就会产生大量的ssDNA。下列

相关说法错误的是（）

甲F11111

也”限制性引物

甲^tlltlllll1

/r,___-_1___

A.用不对称PCR方法扩增目的基因时，不需要知道基因的全部序列

B.进行最初若干次循环的目的是增加模板DNA的量

C.最后大量获得的ssDNA与图中乙链的碱基序列一致

D.因为双链DNA和单链DNA的分子量大小不同，可通过电泳方法将其分离

3.（2024・无锡高三模拟）重叠延伸PCR可实现定点基因诱变，其操作过程如图所示（凸起处代

表突变位点）。下列说法正确的是（）

通用引物FP1突变引物FP2

突变引物RP1I通用引物RP2

①3

第1对引物

公的PCR产物

第对引物

2重叠区域

的PCR产物

②混合、变性、复性

3'5'〜3'

3,一X5'

③延伸

通用引物FP]

先

L通丽物RP2

PCR1④

突变的基因

A.过程①需要把两对引物同时加入一个扩增体系以提高扩增效率

B.过程①需要2轮PCR才能得到图中所示PCR产物

C.过程②的产物都可以完成延伸过程

D.若过程④得到16个突变基因则需要消耗15个通用引物RP2

4.反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列（图中L、R）进行扩增的技术，其过程

如图所示。下列相关叙述不正确的是（）

,已知序列口

51L।尸，3,

酶切位点酶切位点

,①酹切「

环化并加入根据已

知序列合成的引物

R

③PCR扩增

L1R

「IIJ

已知序列已知序列

A.过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割

B.过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键

C.过程③PCR体系需要添加耐高温的DNA聚合酶和解旋酶

D.该技术可检测T—DNA整合到植物染色体DNA的位置

5.IKK激酶参与动物体内免疫细胞的分化。临床上发现某重症联合免疫缺陷（SCID）患儿的

的0基因编码区第1183位碱基T突变为C。为研究该患儿发病机制，研究人员应用大引物

PCR定点诱变技术获得突变基因，如图所示。下列说法错误的是（）

引物

/KK/3基因I11111

!!!!!!

PCR.-T—J-5f

引物山矶」

c.大引物a链

“大弓i物b链

G

/KK0基因

5'_____3Z

PCR2T।5'

引物C一一大引物a链

G大引物b链

SacI

G3

5'L——

c

Gindin

注：定点诱变获得突变基因的过程，需要以下

3种引物：

引物A:5Z—CCCCAACCGGAAAGTGTCA—3r

、突变碱基

引物B:5y—TAAGCTTCGAACATCCTA—3Z

识别序列

引物C:5Z—GTGAGCTCGCTGCCCCAA—3(

SacI识别序列

A.PCRi中使用的引物有引物A、引物C

B.PCR2中使用的引物有引物3、大引物b链

C.PCRi过程需要扩增3轮才能获得目标产物

D.PCR2过程中，为减少错误DNA片段的产生可适当升高复性温度

6.（2024•安顺高三调研）荧光定量PCR技术可定量检测样本中DNA含量，用于病毒检测。其

原理是在PCR反应体系中加入引物的同时，加入与某条模板链互补的荧光探针。当耐高温的

DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增

一次，就有一个荧光分子生成（如图）。通过实时检测荧光信号强度，可得Ct值（荧光信号达到

设定阈值时所经历的循环次数）。下列相关叙述错误的是（）

荧光探针

A.PCR每个循环包括变性、复性（引物和模板结合）、延伸3个阶段

B.耐高温的DNA聚合酶在该反应中的作用是形成磷酸二酯键

C.最终监测的荧光强度与起始时反应管内样本DNA的含量呈正相关

D.Ct值越大表示被检测样本中病毒数目越多，患者危险性更高

7.（2024•襄阳高三模拟）通过设计引物，运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。如图

为基因工程中获取突变基因的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段

配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5,端分别设计增

加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述不正确的是（）

酶aT

弓I物］三______________

二7引物2

酶第1可PCR酶\

引物］_L^-----------------------

一3----------------------1■引物2

酶a普轮KR酶b

弓I物1」一二二〒二二2221^|物2

'!酶b

A.引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入

B.复性温度过高会导致引物不能与模板牢固结合，PCR扩增效率下降

C.第3轮PCR,引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因

D.第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/2

8.（2024•南通高三调研）如图是被农杆菌侵染的水稻植株的DNA片段，研究者将其连接成环,

并以此环为模板进行PCR,扩增出T—DNA插入位置两侧的未知序列，据此来确定T—DNA

插入的具体位置。下列有关说法错误的是（）

未知序列引物①T-,DNA引物②未知序列

m弓一匚二乙二一।一玄多

限制st切点引物③引物④限制趟目点

A.农杆菌在自然条件下主要侵染双子叶植物和裸子植物，T-DNA存在于其Ti质粒上

B.利用图中的引物②③组合可扩增出两侧的未知序列

C.若扩增循环〃次，需要2#i—2个引物

D.将扩增出的未知序列与水稻基因组序列比对可确定T—DNA的插入位置

9.实时荧光定量RT—PCR技术需要在常规PCR基础上添加荧光染料或荧光探针，荧光染料

能特异性掺入DNA双链中，从而发出荧光信号。在流感流行季节，对怀疑流感病毒感染的

患者，可以通过实时荧光定量RT—PCR技术进行核酸检测。下列相关叙述不正确的是（）

针

i.热变性兽譬荧光物质点飞淬灭物质

III1IIIIIIIIIIIIII1I

2.复性/探针与模板的杂交

聚食览⑹探针杂交©

IIIIIQfIIIIIII

IIII[IIIIIIII1IIIIII

3.延伸反应IIIIIIIIIII口f—9

IIIIIIIIIIIIIIIIIIII

A.图中的探针可能是利用荧光分子标记的流感病毒独特的基因序列

B.核酸检测是通过检测荧光信号来确定样本中是否有病毒核酸的

C.PCR技术利用了DNA双链复制的原理，需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶的催化

D.用荧光RT-PCR技术测定病毒的核酸具有特异性

二、非选择题

10.(2023•江苏，22节选)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术

构建质粒，如图1所示。请回答下列问题：

拟构建的720bp|390bp|

注：EGFP荧光蛋白

基因结构EGFPAnBl

AnBl纳米抗体。

喳土F2片段PCR引物

叱fFl片段NEE江门W1-及目的产

T7W3F2-R物片段

F1-R

D-一线性质粒

基因重组A廿"y~

载体

克隆流程PCR产物片段与重组酶

线性载体混合0

注：一表示PCR引物；

相同背景方框表示

同源序列。

图1

(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时,配制的两个反应体系中不同的有,

扩增程序中最主要的不同是o

(2)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转

化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用的酶主要有o

(3)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有=

A.稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落

B.抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高

C.抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落

D.抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化

(4)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板、用引物Fl—F和

F2-R进行了PCR扩增，质粒Pl〜P4的扩增产物电泳结果如图2。根据图中结果判断，可

以舍弃的质粒有。

图2

⑸对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是

11.基因工程在农业方面的应用发展迅速，我国转基因作物的种植面积在世界有较高排名。

请回答下列相关问题：

(1)目的基因的筛选与获取是基因工程的第一步。为提高机会和可能，目的基因往往从相关的

_________________________的基因中进行筛选O

(2)目的基因可以人工合成、从基因文库中获取，还可以利用PCR技术获取和扩增。如图1

展示了PCR技术获取和扩增目的基因的原理，请分析回答下列问题：

目的基因

图1

①PCR技术利用了DNA半保留复制原理和原理。PCR的一次循环包括变性、

复性和延伸三个过程，复性的作用是______________________________________________

②将一个DNA分子进行扩增，理论上目的基因最早在第.次循环后获得；第5次循环

后，可扩增得到.个目的基因。

(3)反向PCR可用于扩增未知序列，其原理如图所示。图中链状DNA分子内侧是已知序歹U，

外侧为未知序列。请回答相关问题:

图3经EcoR酶切后的DNA分子图4环化后的DNA分子

①EcoRI酶切后得到的一AATT称为黏性末端，“黏性”的含义是

EcoRI切割得到黏性末端的原因是___________________________________________

②不直接在图2中DNA分子的两端设计引物并进行扩增，原因是o

③图4中环状DNA进行PCR的过程中，沿引物A延伸子链的延伸方向是（填“顺时

针”或“逆时针”），PCR产物（填“含有”或“不含"）瓦oRI的酶切位点。

12.（2024・湖北华中师大附中高三模拟）幽门螺杆菌是一种常见的人类致病菌，其骨架蛋白

MreB通过影响胭酶活性而参与调控其致病性。为了更准确地分离出MreB蛋白，用重叠延伸

PCR技术（指在PCR技术的基础上，采用具有互补末端的引物，使PCR产物形成重叠链，通

过重叠链的延伸，将不同来源的片段重叠拼接起来的一项技术），将幽门螺杆菌M阳8基因中

编码终止密码子前的DNA序列与TAP标签（可以标记幽门螺杆菌基因组中任何一个基因，且

不会影响基因的表达）进行连接，构建了融合表达蛋白MreB和TAP标签的质粒，实验流程如

图所示。据图回答下列问题：

切物2引物4

MreB基因TAP标签

用引物1、引物2引物3,

引物1用引物3、引物4

进行PCR1一进行PCR2

---------<-------ot链

引物1引物2引物3引物4

B链

产物3-4

、变性后重叠延伸

a链

B链

PCR3EcoRI

基因TAP标签

带有标签的基因

r'T)TScllTlI

EcoR1xhoI

Km%卡那霉素抗性基因

启动子pK18mob限制酶识别序列及切割位点：

SacB

EcoRIXhoISamIEcoRI

质粒dTCGAGGGG^CCCG^AATTC

复制原点

（1）重叠PCR获得带有标签的MreB基因

①获得两种具有重叠片段DNA的过程中，PCR1和PCR2必须在不同的反应体系中，原因是

②PCR3反应体系中所加入的引物是o

（2）重组质粒的构建

①为将带有标签的MreB基因定向插入到PK18mobSacB质粒中，需要在引物末端添加限制酶

识别序列，据图分析，在引物1添加的序列所对应的限制酶是,在引物4

添加的序列所对应的限制酶是0经过这两种酶酶切的带有标签的MreB基因

u

和PK18mobSacB质粒进行连接时，可选用（填E.coliDNA连接

酶”或“T4DNA连接酶”）。

②重组质粒中，K”产基因的作用是

专题突破10综合PCR的基因工程问题

1.D

2.C［不对称PCR中加入的一对引物中含量较多的被称为非限制性引物，非限制性引物是

与乙链结合，最后大量获得的ssDNA与图中甲链的碱基序列一致，C错误。］

3.D［两种突变引物能互补配对，因此过程①必须分两个反应系统进行，A错误；过程①

至少需要3轮PCR才能得到图中所示PCR产物，B错误；过程②获得的产物不都可以完成

延伸过程，因为子链只能从引物的3'端开始延伸，C错误；若过程④得到16个突变基因，

由于模板中不含有通用引物，则产生16个突变基因共需要消耗16X2—2=30（个）通用引物，

而需要通用引物RP2的数量为30+2=15（个），D正确。］

4.C［过程③即PCR扩增，PCR技术中DNA解旋是在高温下实现的，不需要加入解旋酶，

C错误。］

5.C［在PCRi中，需要两种引物，将来在切取/K跖基因时，在基因的左侧需要用限制酶

H加dill来切割，在基因的右侧用限制酶SacI切割，因此在PCRi中结合到基因右端的引物

选择引物C,从题图中看，另一个引物应含有突变碱基C,所以选择引物A,A正确；在PCR2

中，有一个引物结合到了基因的左端，应含有限制酶III识别的序列，所以要用到引物8,

而另外的一个引物就是大引物中的一条链，它应该结合到基因的右端，且从5'端到3'端的

序列中开始部位应含有SacI识别的序列，从图中看，它是大引物的b链，B正确；PCR,

过程主要是为了获得大引物，则扩增2轮即可获得目标产物，C错误；由于大引物较长，含

C与G的碱基较多，为减少非目的基因的获得，在PCR?复性过程中应适当提高温度，便于

引物与模板链的结合，D正确。］

6.D［Ct值越小，说明所需循环的次数越少，被检测样本中病毒数目越多，D错误。］

7.D

8.B［农杆菌在自然条件下主要侵染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染

能力，A正确；耐高温的DNA聚合酶可在引物的3,端延伸子链，因此利用图中的引物①④

组合可扩增出两侧的未知序列，B错误；扩增循环〃次，得到2〃个DNA分子，总单链数为

2X2"即2"+i条，只有最初的2条母链不需要引物，因此共需要2.|一2个引物，C正确；不

同的DNA分子或DNA区段具有特异性，将扩增出的未知序列与水稻基因组序列比对可确定

T—DNA的插入位置，D正确。］

9.C