2025版高考生物一轮总复习教案选择性必修3情境拓展9PCR和基因编辑技术热点一PCR技术及其应用

这是一份2025版高考生物一轮总复习教案选择性必修3情境拓展9PCR和基因编辑技术热点一PCR技术及其应用，共3页。
情|境|链|接
1．PCR技术与病毒检测
新冠病毒感染的常规检测方法是通过实时荧光PCR鉴定。实时荧光PCR扩增目的基因，需额外添加荧光标记探针(一小段单链DNA，可与目的基因中部分序列特异性结合)。当探针完整时，不产生荧光。在PCR过程中，与目的基因结合的探针被TaqDNA聚合酶水解，R与Q分离后，R发出的荧光可被检测到(如图甲)，通过实时荧光PCR检测新冠病毒感染时，检测到的荧光强度变化如图乙。
2．基因定点突变与基因改造
重叠延伸PCR技术是一项重要的基因定点突变技术，其主要设计思路是用具有互补配对片段的引物(图中的引物2和3，突起处代表与模板链不能互补的突变位点)，分别进行PCR，获得有重叠链的两种DNA片段，再在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸获得想要的目的基因。水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。某科研团队运用重叠延伸PCR技术在水蛭素基因中的特定位点引入特定突变，使水蛭素第47位的天冬酰胺(密码子为AAC、AAU)替换为赖氨酸(密码子为AAA、AAG)，从而提高水蛭素的抗凝血活性。原理如图。
针|对|训|练
1．(2024·山东烟台期中)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是：在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某模板链互补的荧光探针，荧光探针两端分别标记一个荧光发射基团和一个荧光淬灭基团，探针完整时，发射基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收，荧光监测系统接收不到荧光信号。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(如图所示)。相关叙述正确的是( C )
A．扩增过程中引物先于探针结合到模板DNA上
B．在PCR系统中需加入解旋酶
C．荧光信号积累越多，说明PCR循环次数越多
D．若扩增n次，则其需要消耗2n－1个探针
解析： 基因扩增过程中需要特定的引物，该引物的作用是定位基因的位置，与模板链结合并为子链的延伸提供起点，扩增过程中引物和探针应同时结合到模板DNA上，A错误；在PCR反应系统中无需加入解旋酶，可通过高温解旋DNA，B错误；据题干信息“即每扩增一次，就有一个荧光分子生成”可知，荧光信号积累越多，说明PCR循环次数越多，C正确；据题干信息“在PCR反应体系中每加入一对引物的同时加入一个与某模板链互补的荧光探针”，即每个DNA分子需要1个探针，扩增n次，可得到2n个DNA分子，则共需要消耗2n－1个探针，D错误。
2．“X基因”是DNA分子上一个有遗传效应的片段，若要用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，需在PCR反应中加入两种引物(注：引物的作用是与模板链形成双链后在DNA聚合酶的作用下就可以继续链的延伸)，两种引物及其与模板链的结合位置如图甲所示。经4轮循环后产物中有5种不同的DNA分子，如图乙所示，其中第⑤种DNA分子有( A )
A．8个 B.6个
C.4个 D.2个
解析：第⑤种DNA分子是两条链等长的DNA分子，PCR扩增时，若引物的结合位点位于DNA分子的内部，则经过n次循环后得到的两条链等长的DNA分子的数量为2n－2n。因此，经4轮循环后，第⑤种DNA分子有24－2×4＝8个。