Question

15．資料顯示，近10年來(lái)，PCR技術(shù)（聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)）成為分子生物實(shí)驗(yàn)的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制的特性，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制（如下圖），在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使分子生物實(shí)驗(yàn)所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體．請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）加熱至94℃的目的是使DNA樣品的氫鍵斷裂，這一過(guò)程在生物體細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)解旋酶的作用來(lái)完成的．
（2）通過(guò)生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C這個(gè)事實(shí)說(shuō)明DNA分子的合成遵循堿基在補(bǔ)配對(duì)原則．
（3）通過(guò)PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制時(shí)，若將一個(gè)用¹⁵N標(biāo)記的DNA樣品分子（第一代）放入試管中，以¹⁴N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制到第五代之后，則含¹⁵N標(biāo)記的DNA分子鏈數(shù)占全部DNA總鏈數(shù)的比例為$\frac{1}{16}$．
（4）綜合PCR技術(shù)與人體細(xì)胞內(nèi)DNA合成過(guò)程可知，二者的必需條件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還有3個(gè)分別是適宜的溫度、PH值、水環(huán)境．
（5）PCR技術(shù)不僅為遺傳病的診斷帶來(lái)了便利，而且改進(jìn)了檢測(cè)細(xì)菌和病毒的方法．若要檢測(cè)一個(gè)人是否感染了艾滋病毒，你認(rèn)為可用PCR技術(shù)擴(kuò)增他血液中的D．
A．白細(xì)胞DNA    B．病毒的蛋白質(zhì)    C．血漿中的抗體    D．病毒的核酸．

Answer 1

分析 1、已知DNA的復(fù)制次數(shù)，求子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)或所占的比例：
一個(gè)雙鏈DNA分子，復(fù)制n次，形成的子代DNA分子數(shù)為2ⁿ個(gè)．根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn)，不管親代DNA分子復(fù)制幾次，子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)都只有兩個(gè)，占子代DNA總數(shù)的2÷2ⁿ．
2、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)）；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．

解答 解：（1）加熱至94℃的目的是使DNA變性，即使DNA中的氫鍵斷裂，從而達(dá)到解旋的目的，這一過(guò)程在生物體細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)解旋酶的作用來(lái)完成的．
（2）通過(guò)生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C這個(gè)事實(shí)說(shuō)明DNA分子的合成遵循堿基在補(bǔ)配對(duì)原則．
（3）將一個(gè)用¹⁵N標(biāo)記的模板DNA分子（第一代）放入試管中，以¹⁴N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制到第五代時(shí)，共復(fù)制了4次，形成2⁴=16個(gè)DNA分子，即32條鏈，根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，含¹⁵N標(biāo)記的DNA分子單鏈數(shù)為2，占全部DNA總單鏈數(shù)的比例為$\frac{2}{32}$=$\frac{1}{16}$．
（4）綜合PCR技術(shù)與人體細(xì)胞內(nèi)DNA合成過(guò)程可知，二者的必需條件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還有適宜的溫度、PH值、水環(huán)境．
（5）要檢測(cè)一個(gè)人是否感染了艾滋病毒，你認(rèn)為可用PCR技術(shù)擴(kuò)增他血液中的病毒的核酸．
故答案為：
（1）氫、解旋酶 
（2）堿基在補(bǔ)配對(duì)原則  
（3）$\frac{1}{16}$  
（4）適宜的溫度、PH值、水環(huán)境
（5）D

點(diǎn)評(píng) 本題考查DNA復(fù)制的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記DNA復(fù)制的概念、過(guò)程、特點(diǎn)、準(zhǔn)確復(fù)制的原因及結(jié)果，掌握其中的相關(guān)計(jì)算，能運(yùn)用其延伸規(guī)律準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．