Question

【题目】PCR技术成为分子生物学实验室的一种常规手段，其原理是DNA半保留复制。

（一）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，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。

①PCR即___________________________，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。加热使DNA双链打开，这一步是打开________键，称为变性。

②当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，此过程中原料是脱氧核苷酸，遵循的原则是____________________________。

③若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次以后，则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为________。若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后需要________个引物。

④某样品DNA分子中共含5 000个碱基对，碱基数量满足：A+T/G+C＝2/3，若经4次循环，至少需要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)

（二）下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。

①图中实验材料A为洋葱。研磨前加入的B为洗涤剂和食盐，加入洗涤剂的目的是________________；加入食盐的目的是________________。

②通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是________________。

③DNA鉴定的原理是____________________________________________。

Answer 1

【答案】 多聚酶链式反应 氢键 碱基互补配对 1/8 231－2 30000 溶解细胞膜，有利于DNA的释放 有利于DNA的溶解 有利于DNA析出 在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色

【解析】（一）PCR技术：PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。原理：DNA复制；前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物；条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶)。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。

①PCR是多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。加热能使DNA双链中的氢键断裂，称为变性。

②PCR技术的原理是DNA复制,其遵循的原则是碱基互补配对原则。

③若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N 标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次以后，根据DNA分子保留复制特点可知，15N 标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为2/24=1/8。PCR技术大量扩增目的基因时，缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2n-1-2，因此若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后需要231-2个引物。

④某样品DNA分子中共含5000个碱基对，碱基数量满足：（A+T）/(G+C)=2/3，则A+T占碱基总数的2/5，A=T占碱基总数的1/5，因此该DNA分子含有腺嘌呤数目为500021/5=2000个，若经4次循环，至少需要向试管中加入（24-1）×2000=30000个腺嘌呤脱氧核苷酸。

（二）DNA粗提取和鉴定的原理：DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。DNA的鉴定:在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。

①研磨前加入的B为洗涤剂和食盐，其中洗涤剂的作用是溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的作用是溶解DNA。

②通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是降低DNA的溶解度，有利于DNA析出。

③DNA鉴定的原理是在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。