Question

7．荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位．请回答下列问题：

（1）DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的（4种）脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA探针．
（2）图2表示探针与待测基因结合的原理．先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中氢键断裂，形成单链．随后在降温复性过程中，探针的碱基按照碱基互补配对原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子．图中两条姐妹染色单体中最多可有4条荧光标记的DNA片段．
（3）用放射性同位素标记的含有目的基因的DNA片段作基因探针，可以分别检测棉花细胞中是否有目的基因和由目的基因转录而来的mRNA．

Answer 1

分析 基因探针是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作为探针，原理是DNA分子杂交．
DNA分子是一个独特的双螺旋结构，是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成，外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基对（A-T；C-G）通过氢键连接．

解答 解：（1）根据题意和图示分析可知：DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口，形成一段一段的DNA分子片段．在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的四种脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA探针．
（2）DNA分子是双链结构，通过氢键连接．将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中氢键断裂，形成单链，随后在降温复性过程中，探针的碱基按照A-T、C-G的碱基互补配对原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子，图中两条姐妹染色单体中含有2个DNA分子共有4条链，所以最多可有4条荧光标记的DNA片段．
（3）用放射性同位素标记的含有目的基因的DNA片段作基因探针，可以分别检测棉花细胞中是否有目的基因（DNA分子杂交）和由目的基因转录而来的mRNA（分子杂交）．
故答案为：
（1）磷酸二酯   （4种）脱氧核苷酸
（2）氢         碱基互补配对       4
（3）含有目的基因的DNA片段
目的基因和由目的基因转录而来的mRNA

点评 本题结合图解，考查DNA的复制、基因工程等知识，要求考生识记DNA复制和遗传信息表达的过程，能正确分析题图；识记基因工程的原理及操作步骤，了解基因工程的相关应用，能结合所学的知识准确答题．