Question

2．在遗传病及刑侦破案中常需要对样品DNA进行分析。PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。据图回答相关问题：

(1)在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。

(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。

(3)若将作为原料的四种脱氧核苷酸用³²P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：__________，循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为__________。

(4)PCR反应过程的前提条件是__________，PCR技术利用了DNA的__________原理解决了这个问题。

(5)在对样品DNA分析过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是__________。

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)每个DNA分子各有一条链含³²P　1/2ⁿ

(4)DNA解旋　热变性

(5)蛋白酶

解析：(1)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，所以引物就提供了5′端，子链延伸方向为5′→3′，引物Ⅰ与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3′端，故引物Ⅱ的结构为5′—G—A—OH，复性结果为：

5′—G—G……T—C—3′

HO—A—G—5′

(2)经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。

(3)由于作为原料的四种脱氧核苷酸被³²P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA各有一条链含³²P。若复制n次，产生子链共2ⁿ×2，其中只有DNA母链不含³²P，则其所占比例为2/(2ⁿ×2)＝1/2ⁿ。

(4)DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的，因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对的原则把相应的碱基一个个地连接起来。只有解旋后再以母链为模板合成一小段引物，引物才起作用。DNA分子在80～100 ℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。

(5)本题考查了DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，加入蛋白酶即可去除。

规律方法：引物的作用是提供DNA聚合酶的起点3′端，DNA体外扩增同细胞内DNA复制一样都是半保留复制，DNA分子的两条母链分别作为模板，合成新的DNA链。