Question

【題目】在進行DNA親子鑒定時，需大量的DNA。PCR技術(shù)(多聚酶鏈式反應)可以使樣品DNA擴增，獲得大量DNA克隆分子。該技術(shù)的原理是利用DNA的半保留復制，在試管中進行DNA的人工復制(如圖，圖中黑色長方形是引物)。

(1)圖中的變性、延伸分別是指___________________、_____________________________________。

(2)假設PCR反應中的DNA模板為P，第一輪循環(huán)的產(chǎn)物2個子代DNA為N1，第二輪循環(huán)的產(chǎn)物4個子代DNA為N2，N1、N2中含有模板DNA單鏈的DNA分別有________個、________個。

(3)某樣品DNA分子中共含3 000個堿基對，堿基數(shù)量滿足（A＋T）/（G＋C）＝1/2，若經(jīng)5次循環(huán)，至少需要向試管中加入________個腺嘌呤脫氧核苷酸。(不考慮引物所對應的片段)

(4)若下圖為第一輪循環(huán)產(chǎn)生的產(chǎn)物，請繪出以a鏈和b鏈為模板經(jīng)PCR擴增的產(chǎn)物。

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Answer 1

【答案】模板DNA雙鏈解聚形成單鏈 在DNA聚合酶的作用下，原料脫氧核苷酸聚合形成新的DNA鏈 2 2 31000

【解析】

本題旨在考查PCR技術(shù)的相關(guān)知識；利用 DNA雙鏈復制的原理，將基因的核苷酸序列不斷地加以復制，使其數(shù)量呈指數(shù)方式增加。利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。擴增的過程是：目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈相應互補序列結(jié)合，然后在DNA聚合酶作用下進行延伸，如此重復循環(huán)多次。由于延伸后得到的產(chǎn)物同樣可以和引物結(jié)合，因而每一次循環(huán)后目的基因的量可以增加一倍，即成指數(shù)形式擴增。

(1)變性的實質(zhì)是DNA雙鏈解旋；延伸的實質(zhì)是以DNA單鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成子鏈的過程。

(2)由于PCR原理為DNA雙鏈復制，其特點是半保留復制，所以無論復制幾次，模板鏈一直存在于2個DNA分子中。

(3)由(A＋T)/(G＋C)＝1/2可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例為1/6，在一個DNA分子中的數(shù)量為3000×2×(1/6)＝1000個，5次循環(huán)的DNA數(shù)為32個，所以以原料合成的DNA數(shù)相當于32－1＝31個，至少需腺嘌呤脫氧核苷酸為31×1000＝31000個。(4)畫圖的關(guān)鍵是注意引物A、B的位置和所對應的模板鏈。