Question

【题目】PCR（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶链式反应，是一项DNA体外合成放大技术，能快速特异地在体外扩增任何目的DNA。回答下列有关该技术的知识：

（1）下图为PCR原理示意图，据图回答问题。

基因工程中，利用PCR技术来__________，PCR技术依据的原理是DNA的半保留复制，生物体内也能完成DNA的复制，但有所不同，图中A过程称为__________，在生物体内需要__________才能完成。图中B和C过程的完成需要__________等条件。

（2）现有目的基因“X基因”，它是DNA分子上一个有遗传效应的片段，若要用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，需在PCR反应中加入两种引物，两种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。经4轮循环后产物中有五种不同的DNA分子，如图2所示。

至少需要循环__________轮，图2所示的五种不同的DNA分子在产物中才都会出现。经4轮循环后，图中④所示的DNA分子数分别占DNA分子总数的比例为__________，从理论上推测，第四轮循环产物中不含有引物1的DNA片段所占的比例为__________。

Answer 1

【答案】 扩增和获取目的基因 解旋（变性） DNA解旋酶 样品DNA的两条链为模板、引物、四种脱氧核苷酸、Taq酶 3轮 3/16 1/16

【解析】试题分析：PCR技术的过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。据图分析，图中A表示高温变性，B表示低温复性，C表示中温延伸。

（1）基因工程中，可以利用PCR技术扩增和获取目的基因；根据以上分析已知，A表示高温变性过程，即DNA分子在高温下的解旋过程，该过程在生物体内需要DNA解旋酶的催化；图中B和C过程表示复性和延伸的过程，即以DNA链为模板合成子代DNA的过程，该过程需要的条件有：样品DNA的两条链为模板、引物、四种脱氧核苷酸、Taq酶等。

（2）由图分析可知：X基因第1次复制得到两个两种：①和②；X基因第2次复制得到四个四种：①复制得①和③、②复制得②和④；X基因第3次复制得到八个五种：①复制得①和③、③复制得③和⑤、②复制得②和④、④复制得④和⑤，因此至少需要循环3轮，图2所示的五种不同的DNA分子在产物中才都会出现；X基因第4次复制得到16个五种：①复制得①和③、两个③复制得两个③和两个⑤、两个④复制得两个④和两个⑤、两个⑤得到4个⑤，因此经4轮循环后，图中④所示的DNA分子数分别占DNA分子总数的比例为3/16，从理论上推测，第四轮循环产物中不含有引物1的DNA片段所占的比例为1/16。