Question

3．近10年來(lái)，PCR技術(shù)（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）成為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制（如圖），在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體．

（1）加熱使DNA雙鏈打開(kāi)，這一步是打開(kāi)氫鍵，稱(chēng)為解旋，在細(xì)胞中是在解旋酶的作用下進(jìn)行的．
（2）當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2個(gè)DNA分子，此過(guò)程中的原料是四種脫氧核苷三磷酸，遵循的原則是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則．
（3）PCR技術(shù)的必需條件，除了模板、原料、酶以外，至少還要三個(gè)條件，即：液體環(huán)境、適宜的溫度和酸堿度．
（4）通過(guò)PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制，若將一個(gè)用¹⁵N標(biāo)記的DNA分子放入試管中，以¹⁴N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制4次之后，則¹⁵N標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈占全部脫氧核苷酸鏈總數(shù)的比例為$\frac{1}{16}$．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示為采用PCR技術(shù)（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）擴(kuò)增樣品DNA的過(guò)程，其中A是高溫變性過(guò)程，該過(guò)程中氫鍵斷裂，DNA分子解旋為單鏈；B是低溫復(fù)性的過(guò)程，該過(guò)程中一對(duì)因?yàn)榕c模板結(jié)合形成局部雙鏈結(jié)構(gòu)；C是中溫延伸過(guò)程．

解答 解：（1）加熱使DNA雙鏈打開(kāi)，這一步是打開(kāi)氫鍵，稱(chēng)為解旋，在細(xì)胞中是在解旋酶的作用下使此鍵斷裂．
（2）當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板3’端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2個(gè)DNA分子，此過(guò)程中加入四種脫氧核苷三磷酸作為原料，遵循的原則是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則．
（3）PCR技術(shù)的必要條件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還需要三個(gè)條件．即：液體環(huán)境、適宜的溫度和酸堿度．
（4）PCR技術(shù)利用了DNA復(fù)制的原理，由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，因此連續(xù)復(fù)制4次之后，將產(chǎn)生2⁴=16個(gè)子代DNA分子，32條鏈，中有兩個(gè)DNA分子中各有一條鏈含有15^N標(biāo)記，因此¹⁵N標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈占全部脫氧核苷酸鏈總數(shù)的比例為$\frac{2}{32}$=$\frac{1}{16}$．
故答案為：
（1）氫   解旋  解旋
（2）四種脫氧核苷三磷酸  堿基互補(bǔ)配對(duì)原則
（3）溫度 酸堿度
（4）$\frac{1}{16}$

點(diǎn)評(píng) 本題以親子鑒定為背景，結(jié)合題圖，考查基因工程、PCR技術(shù)等知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、工具、操作步驟及應(yīng)用；識(shí)記PCR技術(shù)的原理及過(guò)程，能與體內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程進(jìn)行比較，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．