Question

17．PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)，圖表示合成過程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題．

（1）C過程要用到的酶是TaqDNA聚合酶．
（2）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“95℃～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25%．
（3）如果模板DNA分子共有a個(gè)堿基對(duì)，其中含有胞嘧啶m個(gè)，則該DNA復(fù)制10次，需要加入胸腺嘧啶脫氧核苷酸（2¹⁰-1）（a-m）個(gè)．
（4）PCR中由堿基錯(cuò)配引起的變異屬于基因突變．假設(shè)對(duì)一個(gè)DNA進(jìn)行擴(kuò)增，第一次循環(huán)時(shí)某一條模板鏈上發(fā)生堿基錯(cuò)配，則擴(kuò)增若干次后檢測(cè)所用DNA的擴(kuò)增片段，與原DNA相應(yīng)片段相同的占50%．

Answer 1

分析 1、PCR過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開）；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．
2、DNA分子復(fù)制的計(jì)算規(guī)律
（1）已知DNA的復(fù)制次數(shù)，求子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)或所占的比例：一個(gè)雙鏈DNA分子，復(fù)制n次，形成的子代DNA分子數(shù)為2ⁿ個(gè)．根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn)，不管親代DNA分子復(fù)制幾次，子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)都只有兩個(gè)，占子代DNA總數(shù)的2/2ⁿ．
（2）已知DNA分子中的某種脫氧核苷酸數(shù)，求復(fù)制過程中需要的游離脫氧核苷酸數(shù)：
設(shè)一個(gè)DNA分子中有某核苷酸m個(gè)，則該DNA復(fù)制n次，需要該游離的該核苷酸數(shù)目為（2 ⁿ-1）×m個(gè)．
設(shè)一個(gè)DNA分子中有某核苷酸m個(gè)，則該DNA完成第n次復(fù)制，需游離的該核苷酸數(shù)目為2^n-1×m個(gè)．

解答 解：（1）C是中溫復(fù)性過程，該過程要用到Taq DNA聚合酶．
（2）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“95℃～55℃～72℃”溫度循環(huán)3次，根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn)，則在形成的子代DNA中含有¹⁵N標(biāo)記的DNA占$\frac{2}{{2}^{3}}=\frac{1}{4}$，即25%．
（3）如果模板DNA分子共有a個(gè)堿基對(duì)，其中含有胞嘧啶m個(gè)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，該DNA分子沾有胸腺嘧啶a-m個(gè)，則該DNA復(fù)制10次，需要加入胸腺嘧啶脫氧核苷酸（2¹⁰-1）（a-m）個(gè)．
（4）PCR中由堿基錯(cuò)配引起的變異屬于基因突變．假設(shè)對(duì)一個(gè)DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增，第一次擴(kuò)增時(shí)某一模板鏈上發(fā)生堿基錯(cuò)配，由于DNA分子復(fù)制方式是半保留復(fù)制，則以正常鏈為模板復(fù)制形成的子代DNA分子均正常，而以異常鏈為模板復(fù)制形成的子代DNA分子均異常，即擴(kuò)增若干次后檢測(cè)所有DNA的擴(kuò)增片段與原DNA相應(yīng)片段不同的占$\frac{1}{2}$．
故答案為：
（1）Taq DNA聚合酶
（2）25%
（3）（2¹⁰-1）（a-m）
（4）基因突變　     50%

點(diǎn)評(píng) 本題考查DNA分子的復(fù)制、PCR技術(shù)等知識(shí)，要求考生識(shí)記PCR技術(shù)的原理及具體過程；識(shí)記DNA分子復(fù)制的過程，掌握DNA半保留復(fù)制中的相關(guān)計(jì)算，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．