Question

2．在遺傳病及刑偵破案中常需要對樣品DNA進行分析。PCR技術能快速擴增DNA片段，在幾個小時內復制出上百萬份的DNA拷貝，有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進行分析研究的問題。據(jù)圖回答相關問題：

(1)在相應的橫線上寫出引物Ⅱ，并在復性這一步驟中將引物Ⅱ置于合適的位置。

(2)在相應的橫線上寫出循環(huán)一次后生成的DNA分子。

(3)若將作為原料的四種脫氧核苷酸用³²P標記，請分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點：__________，循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈占總單鏈的比例為__________。

(4)PCR反應過程的前提條件是__________，PCR技術利用了DNA的__________原理解決了這個問題。

(5)在對樣品DNA分析過程中發(fā)現(xiàn)，DNA摻雜著一些組蛋白，要去除這些組蛋白可加入的物質是__________。

Answer 1

答案：(1)5′—G—A—OH

HO—A—G—5′

5′—G—G…T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′

　　　　　　72 ℃

(2)3′—C—C……A—G—5′

　5′—G—G……T—C—3′

　5′—G—G……T—C—3′

　3′—C—C……A—G—5′

(3)每個DNA分子各有一條鏈含³²P　1/2ⁿ

(4)DNA解旋　熱變性

(5)蛋白酶

解析：(1)DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，所以引物就提供了5′端，子鏈延伸方向為5′→3′，引物Ⅰ與b鏈部分堿基互補，引物Ⅱ則與a鏈部分堿基互補，且連接到a鏈的3′端，故引物Ⅱ的結構為5′—G—A—OH，復性結果為：

5′—G—G……T—C—3′

HO—A—G—5′

(2)經過一次循環(huán)后，產生的兩個DNA分子分別含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。

(3)由于作為原料的四種脫氧核苷酸被³²P標記，所以新合成的子鏈均含有放射性，一次循環(huán)后的兩個DNA各有一條鏈含³²P。若復制n次，產生子鏈共2ⁿ×2，其中只有DNA母鏈不含³²P，則其所占比例為2/(2ⁿ×2)＝1/2ⁿ。

(4)DNA復制是以兩條母鏈為模板，按照堿基互補配對原則進行的，因此，首先要解旋，使兩條母鏈的堿基暴露出來，才能按照堿基互補配對的原則把相應的堿基一個個地連接起來。只有解旋后再以母鏈為模板合成一小段引物，引物才起作用。DNA分子在80～100 ℃的溫度范圍內變性，雙鏈解開成單鏈，當溫度慢慢降低時，又能重新結合形成雙鏈。

(5)本題考查了DNA中雜質蛋白質的去除，利用酶的專一性，加入蛋白酶即可去除。

規(guī)律方法：引物的作用是提供DNA聚合酶的起點3′端，DNA體外擴增同細胞內DNA復制一樣都是半保留復制，DNA分子的兩條母鏈分別作為模板，合成新的DNA鏈。