题目内容
【题目】Sanger法DNA测序技术的核心原理:由于双脱氧核苷酸(ddNTP)的2'和3'都不含羟基,其在DNA的合成过程中不能形成磷酸二酯键,因此可以中断DNA分子合成反应。在四个含有4种脱氧核苷酸(dNTP)的DNA体外合成反应体系中分别加入一定比例带有放射性同位素标记的ddNTP(分别为:ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP),在PCR过程中复制随机终止,产生四组不同长度的一系列终止处带有标记的DNA片段。然后在变性凝胶(加入尿素等碱性物质)上进行电泳和放射自显影后,可以根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列,具体过程见下图。
注:ddA是ddATP的缩写形式。
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(1)上图Ⅰ过程横线①中应该加入的物质是_____________,dNTP中dATP与ATP在组成上的区别是_____________,为什么该过程中需要添加引物?_____________
(2)材料中提到“在变性凝胶上进行电泳…”,请解释“变性”_____________,为什么要变性处理?_____________
(3)如果电泳结果如图所示,请写出待测DNA分子的序列_____________。
(4)某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端、不同长度的子链DNA片段,在反应管中已经有模板、引物、酶和相应缓冲液等等,还需加入哪些原料_____________。
【答案】耐高温的DNA聚合酶 dATP中五碳糖为脱氧核糖、ATP中五碳糖为核糖 DNA聚合酶只能将游离的脱氧核苷酸添加到已有的核酸片段上 破坏DNA分子中的氢键,获得单链 避免模板链对结果的影响
dATP、dGTP、dTTP、dCTP、ddCTP
【解析】
PCR技术:
1、概念: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。
2、原理:DNA复制。
3、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。
4、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)
5、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。
(1)图1过程Ⅰ横线①处加入的物质是催化脱氧核苷酸形成长链的Taq酶,所以是耐高温的DNA聚合酶;dATP中五碳糖为脱氧核糖、ATP中五碳糖为核糖;该过程需要添加引物的原因是DNA聚合酶只能将游离的脱氧核苷酸添加到已有核酸片段上。
(2)题干中“在变性凝胶上进行电泳……”中“变性”是指破坏DNA分子中氢键,获得单链,其目的是避免模板链对结果的影响(或使模板链与子链分离,使电泳结果直接反映子链的长度,便于读序)。
(3)根据电泳结果的先后顺序,写出DNA分子序列:
。
(4)要通过PCR技术扩增的原料有dATP、dGTP、dTTP、dCTP,获得被32P标记且以碱基“C”为末端、不同长度的子链DNA片段还需要原料ddCTP,所以需要加入dATP、dGTP、dTTP、dCTP、ddCTP。