Question

3．PCR是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的方法，用于放大特定的DNA片段，數(shù)小時(shí)內(nèi)可使目的基因片段擴(kuò)增到數(shù)百萬(wàn)個(gè)拷貝的分子生物學(xué)技術(shù)．PCR需要模板DNA、引物、脫氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等條件．如圖為模板DNA分子及2種引物，請(qǐng)回答相關(guān)問題：
（1）PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的不同之處主要表現(xiàn)在溫度環(huán)境的不同，在PCR中先用95℃高溫處理的目的是使DNA變性（使DNA的兩條鏈解開）；而這一過程中在細(xì)胞內(nèi)是通過解旋酶的催化實(shí)現(xiàn)的．
（2）在PCR技術(shù)中所需要的引物實(shí)質(zhì)上是一種單鏈DNA或RNA分子．請(qǐng)?jiān)趫D中繪出引物結(jié)合的位置．
（3）若將1個(gè)DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2個(gè)引物．
（4）DNA子鏈復(fù)制的方向是5′到3′．

Answer 1

分析 PCR技術(shù)：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)．
2、原理：DNA復(fù)制．
3、前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對(duì)引物．
4、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）
5、過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開）；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．
6、細(xì)胞中DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較：

		細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制	體外DNA擴(kuò)增（PCR）
不同點(diǎn)	解旋	在解旋酶作用下邊解旋邊復(fù)制	80～100℃高溫解旋，雙鏈完全分開
	酶	DNA解旋酶、DNA聚合酶	TaqDNA聚合酶
	引物	RNA	DNA、RNA
	溫度	體內(nèi)溫和條件	高溫
相同點(diǎn)		①需提供DNA模板 ②四種脫氧核苷酸為原料 ③子鏈延伸的方向都是從5'端到3'端

解答 解：（1）PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的不同之處主要表現(xiàn)在溫度環(huán)境的不同，在PCR中先用95℃高溫處理的目的是使DNA變性（使DNA的兩條鏈解開）；而這一過程中在細(xì)胞內(nèi)是通過解旋酶的催化實(shí)現(xiàn)的．
（2）引物實(shí)質(zhì)上是一種單鏈DNA或RNA分子．引物結(jié)合在DNA分子的5′端．
（3）PCR 技術(shù)大量擴(kuò)增目的基因時(shí)，緩沖液中需要加入的引物個(gè)數(shù)計(jì)算公式為2ⁿ⁺¹-2．因此，若將1個(gè)DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2個(gè)引物．
（4）DNA子鏈復(fù)制的方向是5′到3′．
故答案為：
（1）使DNA變性（使DNA的兩條鏈解開）     解旋酶的催化
（2）單鏈DNA或RNA分子
（3）2ⁿ⁺¹-2
（4）5′到3′

點(diǎn)評(píng) 本題考查PCR技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記PCR技術(shù)的概念、原理、條件、操作步驟等，掌握PCR技術(shù)與體內(nèi)DNA復(fù)制的異同，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．