Question

【題目】PCR（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)DNA體外合成放大技術(shù)，能快速特異地在體外擴(kuò)增任何目的DNA�；卮鹣铝杏嘘P(guān)該技術(shù)的知識(shí)：

（1）下圖為PCR原理示意圖，據(jù)圖回答問(wèn)題。

基因工程中，利用PCR技術(shù)來(lái)__________，PCR技術(shù)依據(jù)的原理是DNA的半保留復(fù)制，生物體內(nèi)也能完成DNA的復(fù)制，但有所不同，圖中A過(guò)程稱(chēng)為__________，在生物體內(nèi)需要__________才能完成。圖中B和C過(guò)程的完成需要__________等條件。

（2）現(xiàn)有目的基因“X基因”，它是DNA分子上一個(gè)有遺傳效應(yīng)的片段，若要用PCR技術(shù)特異性地拷貝“X基因”，需在PCR反應(yīng)中加入兩種引物，兩種引物及其與模板鏈的結(jié)合位置如圖1所示。經(jīng)4輪循環(huán)后產(chǎn)物中有五種不同的DNA分子，如圖2所示。

至少需要循環(huán)__________輪，圖2所示的五種不同的DNA分子在產(chǎn)物中才都會(huì)出現(xiàn)。經(jīng)4輪循環(huán)后，圖中④所示的DNA分子數(shù)分別占DNA分子總數(shù)的比例為__________，從理論上推測(cè)，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中不含有引物1的DNA片段所占的比例為__________。

Answer 1

【答案】 擴(kuò)增和獲取目的基因 解旋（變性） DNA解旋酶 樣品DNA的兩條鏈為模板、引物、四種脫氧核苷酸、Taq酶 3輪 3/16 1/16

【解析】試題分析：PCR技術(shù)的過(guò)程：①高溫變性：DNA解旋過(guò)程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開(kāi)不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開(kāi)）；②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。據(jù)圖分析，圖中A表示高溫變性，B表示低溫復(fù)性，C表示中溫延伸。

（1）基因工程中，可以利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和獲取目的基因；根據(jù)以上分析已知，A表示高溫變性過(guò)程，即DNA分子在高溫下的解旋過(guò)程，該過(guò)程在生物體內(nèi)需要DNA解旋酶的催化；圖中B和C過(guò)程表示復(fù)性和延伸的過(guò)程，即以DNA鏈為模板合成子代DNA的過(guò)程，該過(guò)程需要的條件有：樣品DNA的兩條鏈為模板、引物、四種脫氧核苷酸、Taq酶等。

（2）由圖分析可知：X基因第1次復(fù)制得到兩個(gè)兩種：①和②；X基因第2次復(fù)制得到四個(gè)四種：①?gòu)?fù)制得①和③、②復(fù)制得②和④；X基因第3次復(fù)制得到八個(gè)五種：①?gòu)?fù)制得①和③、③復(fù)制得③和⑤、②復(fù)制得②和④、④復(fù)制得④和⑤，因此至少需要循環(huán)3輪，圖2所示的五種不同的DNA分子在產(chǎn)物中才都會(huì)出現(xiàn)；X基因第4次復(fù)制得到16個(gè)五種：①?gòu)?fù)制得①和③、兩個(gè)③復(fù)制得兩個(gè)③和兩個(gè)⑤、兩個(gè)④復(fù)制得兩個(gè)④和兩個(gè)⑤、兩個(gè)⑤得到4個(gè)⑤，因此經(jīng)4輪循環(huán)后，圖中④所示的DNA分子數(shù)分別占DNA分子總數(shù)的比例為3/16，從理論上推測(cè)，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中不含有引物1的DNA片段所占的比例為1/16。