高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段練習(xí) 新人教版選修1

《高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段練習(xí) 新人教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段練習(xí) 新人教版選修1（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1．DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈。 2．DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。 3．PCR反應(yīng)需要DNA模板、引物、四種脫氧核苷酸、耐熱的DNA聚合酶等條件。 4．PCR原理：DNA熱變性的原理。 5．PCR每次循環(huán)都包括變性、復(fù)性和延伸三步。 6．PCR擴(kuò)增DNA片段可以使目的片段呈指數(shù)增長。 課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段 PCR擴(kuò)增的原理和過程 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1．細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的條件 原料 4種脫氧核苷酸 模板 2條DNA母鏈　 酶 解旋酶和DNA聚合酶 引物 使DNA聚合酶能夠從引物的3

2、′端開始連接脫氧核苷酸 2．PCR擴(kuò)增的原理及條件 (1)PCR技術(shù)：即多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。它能以極少量的DNA為模板，在短時間內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝。 (2)引物：DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈，因此，DNA復(fù)制需要引物。 (3)擴(kuò)增方向：總是從子鏈的5′端向3′端延伸。 (4)原理：DNA的熱變性原理，即： 雙鏈DNA單鏈DNA (5)條件 3．PCR的反應(yīng)過程 (1)過程： (2)結(jié)果：DNA聚合酶只能特異地復(fù)制處于兩個引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數(shù)擴(kuò)增。 1．DNA復(fù)

3、制時為什么需要引物？ 提示：DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈。 2．PCR擴(kuò)增DNA過程中是否還需要解旋酶？ 提示：不需要。 3．PCR緩沖液相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)的什么成分？ 提示：因為緩沖液為DNA的復(fù)制提供場所，相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的場所，所以緩沖液相當(dāng)于核基質(zhì)。 4．PCR循環(huán)之前，常要進(jìn)行一次預(yù)變性，預(yù)變性的目的是什么？ 提示：預(yù)變性的目的是增加大模板DNA徹底變性的概率。 5．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增1個DNA分子n次，所得DNA分子中，不含引物的脫氧核苷酸鏈所占的比例是多少？含引物的DNA分子所占的比例是多少？ 提示：1/2n；100%。 [跟

4、隨名師解疑難] 1．細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與體外DNA擴(kuò)增(PCR技術(shù))的比較 項目 細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制 PCR 不同點 解旋 解旋酶，邊解旋邊復(fù)制 80～100 ℃高溫解旋，雙鏈完全分開 酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶 TaqDNA聚合酶 引物 RNA DNA或RNA 溫度 體內(nèi)溫和條件 高溫 子鏈合成 一條鏈連續(xù)(先導(dǎo)鏈)，另一條鏈不連續(xù)，先合成片段，再由DNA連接酶連接(滯后鏈) 兩條子鏈均連續(xù)合成 相同點 ①提供DNA模板 ②四種脫氧核苷酸作原料 ③子鏈延伸的方向都是從5′端到3′端 2．PCR反應(yīng)過程 (1)變性：當(dāng)溫度上升到

5、90 ℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，如圖： (2)復(fù)性：系統(tǒng)溫度下降至50 ℃左右時，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈DNA結(jié)合，如下圖： (3)延伸：當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至72 ℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸(A、T、G、C)在DNA聚合酶的作用下，據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的DNA鏈，如下圖： [特別提醒]PCR反應(yīng)的結(jié)果 ①PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)都包括變性、復(fù)性、延伸三步。 ②兩引物之間的固定長度的DNA序列呈指數(shù)擴(kuò)增。 實驗操作及DNA含量的測定 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1．實驗操作程序 2．DNA含量的測定 (1)原理：利用DNA在26

6、0_nm的紫外線波段的吸收峰曲線來測定相應(yīng)含量。 (2)計算公式：DNA含量(μg/mL)＝50(260 nm的讀數(shù))稀釋倍數(shù)。 [跟隨名師解疑難] 1．實驗操作注意事項 (1)為避免外源DNA等因素的污染，實驗中使用的一些用具在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌。 (2)所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20 ℃儲存。 (3)在微量離心管中添加反應(yīng)成分時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭必須更換。所有成分都加入后，通過手指輕輕彈擊管的側(cè)壁，使反應(yīng)液混合均勻。 2．結(jié)果分析與評價 DNA在260 nm的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰，可以利用DNA的這一特點進(jìn)行DNA含量的測定，以判斷DNA

7、片段的擴(kuò)增是否成功。具體方法如下： (1)稀釋：取2 μL PCR反應(yīng)液，加入98 μL蒸餾水，即將樣品進(jìn)行50倍稀釋。 (2)對照調(diào)零：以蒸餾水作為空白對照，在波長260 nm處，將紫外分光光度計的讀數(shù)調(diào)節(jié)至零。 (3)測定：取DNA稀釋液100 μL至比色杯中，測定260 nm處的光吸收值。 (4)計算：檢測DNA片段的擴(kuò)增情況，可以通過計算DNA含量來評價擴(kuò)增的效果，計算公式為： DNA含量(μg/mL)＝50(260 nm的讀數(shù))稀釋倍數(shù) 如果擴(kuò)增不成功，則要分析失敗原因。可能的原因有：漏加了PCR的反應(yīng)成分，各反應(yīng)成分的用量不當(dāng)，PCR程序設(shè)置不當(dāng)?shù)取? [特別提醒]　公

8、式中的50代表在波長260 nm紫外波段照射下，吸收峰為1時，DNA含量為50 μg/mL。 PCR技術(shù)的原理 [例1] 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR過程一般經(jīng)歷下述三十多次循環(huán)：95 ℃下變性(使模板DNA解旋)→55 ℃下復(fù)性(引物與DNA模板鏈結(jié)合)→72 ℃下延伸(形成新的脫氧核苷酸鏈)。下列有關(guān)PCR過程的敘述中錯誤的是(　　) A．變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，生物體內(nèi)復(fù)制時是通過解旋酶實現(xiàn)的 B．復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對原則完成的 C．延伸過程中需要DNA聚合酶和四種核糖核苷酸

9、 D．PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高 [解析]　變性是為了使DNA內(nèi)部的氫鍵斷裂，雙螺旋打開，體內(nèi)復(fù)制時借助解旋酶來實現(xiàn)；借助堿基互補(bǔ)配對原則，引物可與DNA模板鏈結(jié)合；延伸時是形成新的DNA分子，需要以脫氧核苷酸為原料；PCR過程的溫度高，會導(dǎo)致一般的DNA聚合酶失活，需特定的耐高溫DNA聚合酶。 [答案]　C 歸納拓展 (1)DNA母鏈的3′端對應(yīng)著子鏈的5′端，即DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械摹? (2)解旋酶的作用是使DNA兩條鏈的氫鍵斷開，而DNA聚合酶與DNA連接酶都是催化形成磷酸二酯鍵的。 (3)DNA聚合酶是將單個核苷酸加到已有的單鏈片段的3′端上，需

10、要模板；而DNA連接酶連接的是兩條DNA片段的缺口，不需要模板。 PCR反應(yīng)過程及產(chǎn)物 [例2] 在遺傳病及刑偵破案中常需要對樣品DNA進(jìn)行分析，PCR技術(shù)能快速擴(kuò)增DNA片段，在幾個小時內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝，有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進(jìn)行分析研究的問題。據(jù)圖回答相關(guān)問題： a鏈 5′－G－G……T－C－3′　5′－G－G－OH(引物Ⅰ) b鏈3′－C－C……A－G－5′　　　　　　　(引物Ⅱ) 　　　　　　　　 95 ℃↓ 5′－G－G……T－C－3′　　3′－C－C……A－G－5′ 　　　　　　　　 55 ℃↓ 5′－G－G……

11、T－C－3′　　3′－C－C……A－G－5′ 　　　　　　　　　　　　 5′－G－G－OH 　 　　　　　　 72 ℃↓ 　________________　 ________________ (1)在相應(yīng)的橫線上寫出引物Ⅱ，并在復(fù)性這一步驟中將引物Ⅱ置于合適的位置。 (2)在相應(yīng)的橫線上寫出循環(huán)一次后生成的DNA分子。 (3)若將作為原料的四種脫氧核苷酸用32P標(biāo)記，請分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點是______；循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈占總單鏈的比例為______。 [解析]　(1)DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從

12、3′端延伸DNA鏈，引物就提供了3′端。子鏈延伸方向為5′→3′，引物Ⅰ與b鏈部分堿基互補(bǔ)，引物Ⅱ則與a鏈部分堿基互補(bǔ)，且連接到a鏈的3′端，故引物Ⅱ的結(jié)構(gòu)為5′－G－A－OH，復(fù)性結(jié)果為： 　HO－A－G－5′ 5′－G－G……T－C－3′。 (2)經(jīng)過一次循環(huán)后，產(chǎn)生的兩個DNA分子分別含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。(3)由于作為原料的四種脫氧核苷酸被32P標(biāo)記，所以新合成的子鏈均含有放射性，一次循環(huán)后的兩個DNA各有一條鏈含32P，若復(fù)制n次，產(chǎn)生子鏈共2n2，其中只有親本的兩條母鏈不含32P，則其所占比例為2/(2n2)＝1/2n。 [答案]　(1)5′－G－A－OH a鏈5′－G－G

13、……T－C－3′ 　　　　 HO－A－G－5′ (2)5′－G－G……T－C－3′　3′－C－C……A－G－5′ 　 3′－C－C……A－G－5′　5′－G－G……T－C－3′ (3)每個DNA分子各有一條鏈含32P標(biāo)記　1/2n [隨堂基礎(chǔ)鞏固] 1．下列說法錯誤的是(　　) A．一條DNA母鏈只有一個3′端，即羥基末端 B．DNA的兩個3′端位于相反的兩端 C．Taq DNA聚合酶只能與引物的3′端結(jié)合并延伸子鏈 D．DNA的合成方向是從子鏈3′端向5′端延伸的 解析：選D　我們通常將DNA單鏈的羥基(—OH)末端稱為3′端，而磷酸基團(tuán)的末端稱為5′端，一個DN

14、A分子有兩個3′端和兩個5′端，它們分別位于DNA分子的兩端，即每一端都有一個3′端和一個5′端。Taq DNA聚合酶只能與引物的3′端結(jié)合并開始延伸DNA鏈，即子鏈總是從5′端向3′端延伸。 2．標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程一般分為變性、復(fù)性、延伸三大步，這三大步需要的溫度依次是(　　) A．92 ℃、50 ℃、72 ℃　 　B．72 ℃、50 ℃、92 ℃ C．50 ℃、92 ℃、72 ℃ D．80 ℃、50 ℃、72 ℃ 解析：選A　當(dāng)溫度上升到90 ℃(90～96 ℃)以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，稱之為變性；當(dāng)溫度下降到50 ℃(40～60 ℃)左右時，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條

15、單鏈DNA結(jié)合，稱為復(fù)性；當(dāng)溫度上升到72 ℃左右(70～75 ℃)時，溶液中的四種脫氧核苷酸(A、T、C、G)在Taq DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的DNA鏈，稱為延伸。 3．使用PCR儀的具體實驗操作順序應(yīng)為(　　) ①設(shè)計好PCR儀的循環(huán)程序 ②按配方準(zhǔn)備好各組分 ③用微量移液器在微量離心管中依次加入各組分 ④進(jìn)行PCR反應(yīng) ⑤離心使反應(yīng)液集中在離心管底部 A．②③⑤④① D．①⑤③②④ C．②③⑤①④ D．④②⑤③① 解析：選C　PCR反應(yīng)的操作步驟一般分為準(zhǔn)備(包括配制配方及將各配方放于實驗臺上)―→移液―→混合―→離心―→反應(yīng)。因PCR

16、儀是一種自動控制溫度的儀器，設(shè)計好循環(huán)程序就可以進(jìn)行反應(yīng)了。 4．下列對操作過程的敘述，錯誤的是(　　) A．PCR反應(yīng)中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌 B．PCR所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20 ℃儲存 C．PCR所用的緩沖液和酶從冰箱拿出之后，迅速融化 D．在微量離心管中添加反應(yīng)成分時，每吸取一種試劑后，移液器上的吸液槍頭都必須更換 解析：選C　為了防止外源DNA等因素的污染，PCR反應(yīng)中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌；所用的緩沖液及酶應(yīng)分裝成小份保存，并使用一次性吸液槍頭，即A、B、D均正確。在冰

17、箱中放置的緩沖液和酶取出后應(yīng)放在冰塊上緩慢融化，而不能迅速融化，故C錯誤。 5．PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)是一項在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)，下圖表示合成過程，請據(jù)圖分析回答問題： (1)A過程高溫使DNA變性解聚，對該過程原理的敘述，正確的是________。 A．該過程用到耐高溫的解旋酶破壞氫鍵 B．該過程用到限制酶破壞磷酸二酯鍵 C．該過程不需要解旋酶的作用 D．該過程與人體細(xì)胞的過程完全相同 (2)C過程要用到的酶是________________。這種酶在高溫下仍保持活性，因此在PCR擴(kuò)增時可以________加入，________(填“需要”或“

18、不需要”)再添加。PCR反應(yīng)除提供酶外，還需要滿足的基本條件有：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)如果把模板DNA的兩條鏈用15N標(biāo)記，游離的脫氧核苷酸不做標(biāo)記，控制“94 ℃―→55 ℃―→72 ℃”溫度循環(huán)3次，則在形成的子代DNA中含有15N標(biāo)記的DNA占_____。 解析：PCR技術(shù)用高溫使DNA兩條鏈解開，該過程不需要解旋酶的作用。C過程是鏈的延伸，需要DNA聚合酶參

19、與；PCR反應(yīng)除提供酶外，還需要滿足的基本條件有：DNA模板，分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物，四種脫氧核苷酸，同時通過控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行等。循環(huán)3次共形成8個DNA分子，其中兩個DNA分子含15N標(biāo)記，占總數(shù)的25%。 答案：(1)C　(2)DNA聚合酶　一次　不需要　DNA模板、分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物、四種脫氧核苷酸、同時要控制好溫度　(3)25% [課時跟蹤檢測] (滿分50分　時間25分鐘) 一、選擇題(每小題3分，共24分) 1．下列有關(guān)PCR技術(shù)的敘述，不正確的是(　　) A．PCR技術(shù)利用的是堿基互補(bǔ)配對原則 B．PCR技術(shù)可用于基因診斷，

20、判斷親緣關(guān)系等 C．PCR技術(shù)需在體內(nèi)進(jìn)行 D．PCR技術(shù)可分為變性、復(fù)性、延伸三個階段 解析：選C　PCR技術(shù)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的簡稱，是在體外快速大量復(fù)制DNA片段的一種新技術(shù)。 2．PCR一般要經(jīng)過三十多次循環(huán)，從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng)，由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時將(　　) A．仍與引物Ⅰ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸 B．與引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸 C．同時與引物Ⅰ和引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行子鏈延伸 D．無需與引物結(jié)合，在酶的作用下從頭合成子鏈 解析：選B　當(dāng)由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時，此單鏈引物端為5′端，因此與它互補(bǔ)的子鏈應(yīng)從另

21、一端開始合成，即與引物Ⅱ結(jié)合延伸DNA的子鏈。 3．在PCR擴(kuò)增實驗中，引物是很重要的。下列屬于引物特點的是(　　) ①引物長度一般是80～100個堿基對(bp)為宜 ②DNA聚合酶能從引物的5′端開始延伸DNA鏈 ③引物是一小段DNA或RNA ④引物能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對 A．①②　　　　　　　 　B．③④ C．①③ D．②④ 解析：選B　引物長度一般以20～30個堿基對(bp)為宜，包括引物Ⅰ和引物Ⅱ兩種。引物太短或太長，都可能降低產(chǎn)物的特異性。引物是一小段DNA或RNA，它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對；DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從3

22、′端延伸DNA鏈，當(dāng)引物與DNA母鏈結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的3′端開始延伸DNA鏈。 4．在PCR擴(kuò)增DNA的實驗中，根據(jù)設(shè)計，一分子DNA經(jīng)30次循環(huán)后，應(yīng)得到約230個DNA分子，但結(jié)果只有約210個DNA分子。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是(　　) ①循環(huán)次數(shù)不夠 ②Taq DNA 聚合酶活力不夠或其活性受到抑制 ③引物不能與母鏈結(jié)合 ④系統(tǒng)設(shè)計欠妥 A．①②③ D．①②④ C．①③④ D．②③④ 解析：選B　解答本題應(yīng)從PCR擴(kuò)增過程的條件進(jìn)行分析： ①循環(huán)次數(shù)過少，產(chǎn)物的量比預(yù)期的少； ②Taq DNA聚合酶活力不夠或其活性受到抑制，導(dǎo)致催化效率降低，得到

23、的產(chǎn)物比預(yù)期的少； ③如果引物設(shè)計不合理，則無法進(jìn)行擴(kuò)增； ④PCR系統(tǒng)設(shè)置不妥，達(dá)不到預(yù)期的效果。 5．下列有關(guān)PCR技術(shù)的敘述，不正確的是(　　) A．聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是用DNA聚合酶在體外擴(kuò)增DNA片段的技術(shù) B．在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似 C．PCR反應(yīng)需在一定的緩沖溶液中進(jìn)行，只需提供DNA模板以及四種脫氧核苷酸即可 D．PCR一般經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)均分為變性、復(fù)性和延伸三個階段 解析：選C　PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中進(jìn)行，需提供DNA模板、分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物、四種脫氧核苷酸、耐熱的DNA聚合酶，同

24、時通過控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。 6．右面為DNA變性和復(fù)性示意圖，下列相關(guān)說法不正確的是(　　) A．向右的過程為加熱(80～100 ℃)變性的過程 B．向左的過程是DNA雙鏈緩慢降溫復(fù)性 C．變性與在生物體內(nèi)解旋過程的條件、實質(zhì)都相同 D．圖中DNA片段共有2個游離的磷酸基、2個3′端 解析：選C　DNA體外的變性同體內(nèi)的解旋實質(zhì)是相同的，都是使氫鍵斷裂，DNA雙螺旋打開，只是體內(nèi)需解旋酶，體外是高溫條件。 7．復(fù)性溫度是影響PCR特異性的較重要因素。變性后溫度冷卻至40～60 ℃，可使引物和模板發(fā)生結(jié)合。PCR的結(jié)果可不考慮原來解旋開的兩個DNA模板鏈的重新結(jié)合，

25、原因不包括(　　) A．由于模板DNA比引物復(fù)雜得多 B．引物和模板之間的碰撞結(jié)合機(jī)會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模板互補(bǔ)鏈之間的碰撞 C．加入引物的量足夠多而模板鏈數(shù)量少 D．模板鏈加熱解旋已經(jīng)變性不可能再次結(jié)合 解析：選D　復(fù)性的原理是堿基互補(bǔ)配對，解旋后DNA分子變成單鏈，堿基序列未發(fā)生改變，冷卻后仍可以進(jìn)行復(fù)性。 8.“X基因”是DNA分子上一個有遺傳效應(yīng)的片段，若要用PCR技術(shù)特異性地拷貝“X基因”，需在PCR反應(yīng)中加入兩種引物，兩種引物及其與模板鏈的結(jié)合位置如圖1所示。經(jīng)4輪循環(huán)后產(chǎn)物中有五種不同的DNA分子，如圖2所示，其中第⑤種DNA分子有幾個(　　) 圖1 圖2 A．2

26、 D．4 C．6 D．8 解析：選D　PCR技術(shù)擴(kuò)增時，由兩種引物決定所擴(kuò)增的片段的特定序列，上一次循環(huán)的產(chǎn)物為下一次循環(huán)的模板。第一次循環(huán)形成①和②，第二次循環(huán)形成①②③④四個DNA，以此類推4次循環(huán)后共形成16個DNA，其中①②各一個，③④各三個，⑤共8個。 二、非選擇題(共26分) 9．(13分)資料顯示，近十年來，PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)成為分子生物實驗的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制的特性，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如下圖)，在很短的時間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬倍甚至幾十億倍，使分子生物實驗所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：

27、 (1)加熱至95℃的目的是使DNA樣品的________鍵斷裂，此過程在生物體細(xì)胞內(nèi)是通過________酶的作用來完成的。 (2)新合成的DNA分子與模板DNA分子完全相同的原因是____________________和________________________________________________________________________。 (3)通過PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制時，若將一個用15N標(biāo)記的模板DNA分子(第一代)放入試管中，以14N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制到第五代時，含15N標(biāo)記的DNA分子單鏈數(shù)占全部DNA總單鏈數(shù)的比例為__

28、______。 (4)PCR技術(shù)不僅為遺傳病的診斷帶來了便利，而且改進(jìn)了檢測細(xì)菌和病毒的方法。若要檢測一個人是否感染了艾滋病病毒，你認(rèn)為可用PCR技術(shù)擴(kuò)增他血液中的(　　) A．白細(xì)胞DNA D．病毒的蛋白質(zhì) C．血漿中的抗體 D．病毒的核酸 解析：通過PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制時，同樣遵循堿基互補(bǔ)配對原則，其復(fù)制方式仍然是半保留復(fù)制；復(fù)制到第5代即復(fù)制了4次；檢測一個人是否感染了艾滋病病毒，可以通過檢測該人的血液中是否含有病毒核酸來判定。 答案：(1)氫　解旋　(2)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)　復(fù)制過程中嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則 (3)　(4)D 10．(13分

29、)請回答PCR技術(shù)方面的有關(guān)問題： (1)利用 PCR 技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈 DNA 片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。 ①從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例為________。 ②在第________輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的 DNA 片段。 (2)設(shè)計引物是 PCR 技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理(如下圖)，請分別說明理由。 ①第 1 組：______________________________________________

30、___________； ②第 2 組：_________________________________________________________。 (3)PCR 反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定 DNA 聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映 DNA 聚合酶的功能，這是因為___________________________________________________。 解析：(1)①依據(jù)圖解特點，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中可以得到16個DNA分子，其中有15個含引物A的單鏈，以及一個不含引物A的模板鏈。②從圖解原DNA與引物A、B的比例關(guān)系分析，經(jīng)三次復(fù)制后開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA

31、片段。(2)比較第一組引物的堿基順序，可以發(fā)現(xiàn)引物Ⅰ與引物Ⅱ有兩對堿基能發(fā)生互補(bǔ)配對形成局部雙鏈結(jié)構(gòu)而失效；而第二組引物中，引物Ⅰ′折疊后會發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而導(dǎo)致失效。(3)在PCR反應(yīng)體系中，引物首先與模板DNA單鏈互補(bǔ)配對形成局部雙鏈DNA片段，然后在DNA聚合酶的作用下將單個脫氧核苷酸依次連接到引物鏈上。 答案：(1)①?、谌? (2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效 ②引物Ⅰ′自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而失效 (3)DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375