Question

3．近10年来，PCR技术（多聚酶链式反应）成为分子生物学实验室的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制（如图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体．

（1）加热使DNA双链打开，这一步是打开氢键，称为解旋，在细胞中是在解旋酶的作用下进行的．
（2）当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程中的原料是四种脱氧核苷三磷酸，遵循的原则是碱基互补配对原则．
（3）PCR技术的必需条件，除了模板、原料、酶以外，至少还要三个条件，即：液体环境、适宜的温度和酸碱度．
（4）通过PCR技术使DNA分子大量复制，若将一个用¹⁵N标记的DNA分子放入试管中，以¹⁴N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次之后，则¹⁵N标记的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链总数的比例为$\frac{1}{16}$．

Answer 1

分析 分析题图：图示为采用PCR技术（聚合酶链式反应）扩增样品DNA的过程，其中A是高温变性过程，该过程中氢键断裂，DNA分子解旋为单链；B是低温复性的过程，该过程中一对因为与模板结合形成局部双链结构；C是中温延伸过程．

解答 解：（1）加热使DNA双链打开，这一步是打开氢键，称为解旋，在细胞中是在解旋酶的作用下使此键断裂．
（2）当温度降低时，引物与模板3’端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程中加入四种脱氧核苷三磷酸作为原料，遵循的原则是碱基互补配对原则．
（3）PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件．即：液体环境、适宜的温度和酸碱度．
（4）PCR技术利用了DNA复制的原理，由于DNA复制为半保留复制，因此连续复制4次之后，将产生2⁴=16个子代DNA分子，32条链，中有两个DNA分子中各有一条链含有15^N标记，因此¹⁵N标记的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链总数的比例为$\frac{2}{32}$=$\frac{1}{16}$．
故答案为：
（1）氢   解旋  解旋
（2）四种脱氧核苷三磷酸  碱基互补配对原则
（3）温度 酸碱度
（4）$\frac{1}{16}$

点评 本题以亲子鉴定为背景，结合题图，考查基因工程、PCR技术等知识，要求考生识记基因工程的原理、工具、操作步骤及应用；识记PCR技术的原理及过程，能与体内DNA复制过程进行比较，属于考纲识记和理解层次的考查．