Question

18．聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR技術(shù)）是在實驗室中以少量樣品DNA制備大量DNA的生化技術(shù)，反應(yīng)系統(tǒng)中包括微量樣品DNA、DNA聚合酶、引物、足量的4種脫氧核苷酸及ATP等．反應(yīng)中新合成的DNA又可以作為下一輪反應(yīng)的模板，故DNA數(shù)以指數(shù)方式擴增，其簡要過程如圖所示．
（1）某個DNA樣品有1000個脫氧核苷酸，已知它的一條單鏈上堿基A：G：T：C=1：2：3：4，則經(jīng)過PCR儀五次循環(huán)后，將產(chǎn)生個32DNA分子，其中需要提供胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)量至少是6200個．
（2）分別以不同生物的DNA樣品為模板合成的各個新DNA之間存在差異，這些差異是堿基的數(shù)目、比例和排列順序不同．
（3）由于DNA上的“遺傳因子”基本都是符合孟德爾的遺傳規(guī)律的，因此人類可以利用PCR技術(shù)合成的DNA進行親子鑒定，其原理是：首先獲取被測試者的DNA，并進行PCR擴增，取其中一樣本DNA用限制性內(nèi)切酶切成特定的小片段，放進凝膠內(nèi)，用電泳推動DNA小片段分離，再使用特別的“探針”去尋找基因．相同的基因會凝聚在一起，然后利用特別的染料在X光下，便會顯示由DNA探針凝聚于一起的黑色條碼．每個人的條碼一半與其母親的條碼吻合，另一半與其父親的條碼吻合．
①限制性內(nèi)切酶能將DNA樣品切成特定的小片段，這主要體現(xiàn)了酶的A．
A．專一性             B．高效性             C．多樣性              D．作用條件溫和
②．2002年6月，我國第一張18位點的“基因身份證明”在湖北武漢誕生．人的“基因身份證明”是否終身有效？是，理由是因為同一個體的不同生長發(fā)育階段和不同組織的DNA是相同的，所以它有高度的個體特異性和穩(wěn)定性．
（4）請指出PCR技術(shù)與轉(zhuǎn)錄過程的不同之處：PCR技術(shù)以DNA的兩條單鏈為模板合成子代DNA，轉(zhuǎn)錄以DNA的一條單鏈為模板合成RNA、PCR技術(shù)的原料為脫氧核苷酸，轉(zhuǎn)錄的原料是核糖核苷酸、二者反應(yīng)時的催化酶不同．（答出一點即可）

Answer 1

分析 PCR技術(shù)：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應(yīng)，是一項在生物體外復(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引物．
4、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
5、過程：①高溫變性：DNA解旋過程；②低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開．

解答 解：（1）該DNA樣品有1000個脫氧核苷酸，已知它的一條單鏈上堿基A：G：T：C=1：2：3：4，則另一條單鏈上堿基A：G：T：C=3：4：1：2，雙鏈DNA中A：G：T：C=2：3：2：3，因此該DNA分子中含有胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為200個，五次循環(huán)后將產(chǎn)生2⁵=32個DNA，需要胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目至少是（32-1）×200=6200個．
（2）不同生物的DNA樣品為模板合成的各個新DNA之間存在差異，這些差異是樣品DNA的堿基的數(shù)目、比例和排列順序不同．
（3）①限制性內(nèi)切酶能將DNA樣品切成特定的小片段，體現(xiàn)了酶的作用具有專一性．由于同一個體的不同生長發(fā)育階段和不同組織的DNA是相同的，所以它有高度的個體特異性和穩(wěn)定性，從而說明人的“基因身份證明”是終身有效的．
（4）PCR過程與轉(zhuǎn)錄過程的三個不同點：
①模板不同，PCR以DNA的兩條單鏈為模板，轉(zhuǎn)錄時以DNA的一條單鏈為模板；
②所用的原料不同，PCR原料為四種脫氧核苷酸，轉(zhuǎn)錄的原理是四種核糖核苷酸；
③催化反應(yīng)的酶不同，PCR所用的酶是DNA聚合酶，轉(zhuǎn)錄所用的酶是RNA聚合酶．
故答案為：
（1）32     6200     
（2）堿基的數(shù)目、比例和排列順序不同
（3）①A      ②是　    因為同一個體的不同生長發(fā)育階段和不同組織的DNA是相同的，所以它有高度的個體特異性和穩(wěn)定性
（4）PCR技術(shù)以DNA的兩條單鏈為模板合成子代DNA，轉(zhuǎn)錄以DNA的一條單鏈為模板合成RNA；PCR技術(shù)的原料為脫氧核苷酸，轉(zhuǎn)錄的原料是核糖核苷酸；二者反應(yīng)時的催化酶不同

點評 本題結(jié)合圖解考查PCR技術(shù)、DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點等知識，要求考生識記PCR技術(shù)的概念、原理、條件及過程等知識；識記DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點，掌握堿基互補配對原則，能運用其延伸規(guī)律答題；識記轉(zhuǎn)錄過程的條件，能與PCR技術(shù)進行比較．