Question

15．资料显示，近10年来，PCR技术（聚合酶链反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体．请据图回答：

（1）加热至94℃的目的是使DNA样品的氢键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用来完成的．
（2）通过生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C这个事实说明DNA分子的合成遵循碱基在补配对原则．
（3）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用¹⁵N标记的DNA样品分子（第一代）放入试管中，以¹⁴N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代之后，则含¹⁵N标记的DNA分子链数占全部DNA总链数的比例为$\frac{1}{16}$．
（4）综合PCR技术与人体细胞内DNA合成过程可知，二者的必需条件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还有3个分别是适宜的温度、PH值、水环境．
（5）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法．若要检测一个人是否感染了艾滋病毒，你认为可用PCR技术扩增他血液中的D．
A．白细胞DNA    B．病毒的蛋白质    C．血浆中的抗体    D．病毒的核酸．

Answer 1

分析 1、已知DNA的复制次数，求子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数或所占的比例：
一个双链DNA分子，复制n次，形成的子代DNA分子数为2ⁿ个．根据DNA分子半保留复制特点，不管亲代DNA分子复制几次，子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个，占子代DNA总数的2÷2ⁿ．
2、PCR技术的过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．

解答 解：（1）加热至94℃的目的是使DNA变性，即使DNA中的氢键断裂，从而达到解旋的目的，这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用来完成的．
（2）通过生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C这个事实说明DNA分子的合成遵循碱基在补配对原则．
（3）将一个用¹⁵N标记的模板DNA分子（第一代）放入试管中，以¹⁴N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，共复制了4次，形成2⁴=16个DNA分子，即32条链，根据DNA半保留复制特点，含¹⁵N标记的DNA分子单链数为2，占全部DNA总单链数的比例为$\frac{2}{32}$=$\frac{1}{16}$．
（4）综合PCR技术与人体细胞内DNA合成过程可知，二者的必需条件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还有适宜的温度、PH值、水环境．
（5）要检测一个人是否感染了艾滋病毒，你认为可用PCR技术扩增他血液中的病毒的核酸．
故答案为：
（1）氢、解旋酶 
（2）碱基在补配对原则  
（3）$\frac{1}{16}$  
（4）适宜的温度、PH值、水环境
（5）D

点评 本题考查DNA复制的相关知识，要求考生识记DNA复制的概念、过程、特点、准确复制的原因及结果，掌握其中的相关计算，能运用其延伸规律准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．