Question

【題目】多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)；電泳技術(shù)是將待測(cè)樣品放在光滑的凝膠薄膜上，并加上直流電場(chǎng)，可利用分子帶電荷不同分離和分析氨基酸和多核苷酸片段等有機(jī)物。請(qǐng)回答有關(guān)這兩項(xiàng)技術(shù)的原理及應(yīng)用問(wèn)題。

（1）PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開(kāi)DNA雙鏈的問(wèn)題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問(wèn)題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細(xì)菌中分離出__________，它的發(fā)現(xiàn)解決了酶重復(fù)使用的難題，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)成為可能。PCR的每次循環(huán)可以分為_____________________三步；要將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來(lái)，所用的培養(yǎng)基為_________培養(yǎng)基（按功能分） 。

（2）電泳技術(shù)原理：在同一電場(chǎng)下，由于蛋白質(zhì)或DNA的________以及本身大小、形狀不同而產(chǎn)生不同的遷移方向或速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品的分離。在電泳過(guò)程中，帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷________（ 填“相同”或 “相反” ）的電極移動(dòng)。

如下圖為應(yīng)用電泳方法和原理對(duì)核酸進(jìn)行分析，請(qǐng)據(jù)圖分析回答有關(guān)問(wèn)題。

（3）上圖中被分析的材料應(yīng)屬于一條___________鏈。如果選擇性斷開(kāi)的位置是堿基G，那么隨機(jī)出現(xiàn)的被標(biāo)記片段應(yīng)有________種。在電泳帶上被分離的顯示位置應(yīng)有________處。

（4）應(yīng)用上述原理分析了某種未知序列核酸的一條單鏈，結(jié)果如下圖所示，此結(jié)果說(shuō)明，該核酸的此單鏈含________個(gè)核苷酸，其A∶T∶G∶C＝________。

Answer 1

【答案】耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶） 變性、復(fù)性和延伸 選擇 帶電性質(zhì) 相反 DNA（單） 4 4 18 5∶4∶5∶4

【解析】

試題PCR技術(shù)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，包括變性、復(fù)性和延伸三個(gè)步驟，變性是利用高溫使DNA解旋；復(fù)性是在較低溫度下，兩種引物和DNA單鏈結(jié)合；延伸是在耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）的作用下，合成新的DNA鏈。電泳技術(shù)是在同一電場(chǎng)下，由于蛋白質(zhì)或DNA的帶電性質(zhì)以及本身大小、形狀不同而產(chǎn)生不同的遷移方向或速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品的分離。在電泳過(guò)程中，帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。

（1）PCR利用DNA的熱變性原理打開(kāi)DNA雙鏈，所以其中加入的酶需具有耐高溫的能力，科學(xué)家從一種Taq細(xì)菌中分離出的Taq酶，具有耐高溫的能力，又可重復(fù)使用。PCR的每次循環(huán)包括變性、復(fù)性和延伸三個(gè)步驟。將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來(lái)，所用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。（2）電泳是指在同一電場(chǎng)下，由于蛋白質(zhì)或DNA的帶電性質(zhì)以及本身大小、形狀不同而產(chǎn)生不同的遷移方向或速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品的分離。正負(fù)電荷相互吸引，故在電泳過(guò)程中帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。（3）由圖可知，被分析的材料屬于一條DNA單鏈。該DNA單鏈含有4個(gè)堿基G，則若選擇性斷開(kāi)的位置是堿基G，那么隨機(jī)出現(xiàn)的被標(biāo)記片段應(yīng)有4種，由于4種片段的長(zhǎng)度不同，則在電泳帶上被分離的顯示位置應(yīng)有4處。（4）根據(jù)電泳結(jié)果，可知該單鏈堿基為4T、5A、5G、4C，共18個(gè)堿基，即18個(gè)核苷酸，A:T:G:C=5:4:5:4。