Question

【题目】PCR是利用体内DNA复制的原理，进行生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。请回答有关问题：

（1）PCR反应的基本步骤是______________。

（2）科学家研究发现DNA聚合酶只能催化______________方向的聚合反应。图1表示细胞内染色体DNA的复制过程，有一条子链是先合成短的DNA片段（称为冈崎片段），再形成较长的分子，可推测参与以上过程的酶有______________。在PCR过程中无冈崎片段形成的原因是______________。

（3）双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）与脱氧核苷三磷酸（dNTP）的结构如图2所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学现有一些序列为5’- GCCTAAGATCGCA-3’的DNA分子单链片段，通过PCR技术获得以碱基“C”为末端（3’为碱基C）不同长度的子链DNA片段，将以上子链DNA片段进行电泳分离可得到______________种不同长度的子链DNA片段。为使实验顺利进行，在PCR反应管中除了单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等物质外，还需要加入下列哪组原料：______________。

A． dGTP、dATP、dTTP B． dGTP、dATP、dTTP、dCTP、ddCTP

C． dGTP、dATP、dTTP、dCTP D． ddGTP、ddATP、ddTTP、ddCTP

（4）以下为形成单链DNA后，再进行PCR扩增示意图。据图分析回答

催化①过程的酶是______________；核酸酶H的作用是______________。如果某RNA单链中一共有80个碱基，其中C有15个，A与U之和占该链碱基含量的40%，经过以上若干过程后共获得8个双链DNA，此过程中至少需加入G参与组成的核苷酸数量为______________（以上过程不考虑引物）。

Answer 1

【答案】变性、退火（复性）、延伸 5＇→3＇ 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶 细胞内是边解旋边复制，PCR复制过程是先完全解旋再复制 3 B 逆转录酶 切除RNA（水解RNA） 384个

【解析】

DNA聚合酶催化DNA的复制，沿模板的3'→5'方向，将对应的脱氧核苷酸连接到新生DNA链的3'端，使新生链沿5'→3'方向延长。新链与原有的模板链序列互补，亦与模板链的原配对链序列一致。DNA 分子结构中，两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕，构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面，碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补，通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连，形成相当稳定的组合。碱基互补配对的原则为A－T、G－C，因此嘌呤数目（A+G）=嘧啶数目（T+C）。

（1）PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，基本步骤是变性、退火（复性）、延伸。

（2）DNA聚合酶只能识别DNA的3'端，因此催化5＇→3＇方向的聚合反应。图1表示细胞内染色体DNA的复制过程，因此需要解旋酶、DNA聚合酶，并且还要将冈崎片段形成较长的分子，因此还需要DNA连接酶。细胞内是边解旋边复制，PCR复制过程是先完全解旋再复制，因此在PCR过程中无冈崎片段形成。

（3）序列为5’-GCCTAAGATCGC-3’的DNA分子单链片段，通过PCR技术获得以碱基“C”为末端（3’为碱基C）不同长度的子链DNA片段，能得到3种不同长度的子链DNA片段（-C-、-TAAGATC-、-GC-）。通过PCR技术获得以碱基“C”为末端（3’为碱基C）不同长度的子链DNA片段，需让其在“C”点终止，因此需加入dGTP、dATP、dTTP、dCTP、ddCTP（终止用）。

（4）①过程是RNA逆转录合成DNA的过程，催化①过程的酶是逆转录酶。核酸酶H的作用下，DNA和前面的模板RNA分离。某RNA单链中一共有80个碱基，A与U之和占该链碱基含量的40%，因此G+C占60%，一共为80×60%=48，对应的DNA分子中，G+C=2×48=96，DNA中G=C，因此DNA中C为48个。则合成8个DNA分子，一共需消耗8×48=384个G参与组成的核苷酸。