Question

3．PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的方法，用于放大特定的DNA片段，數小時內可使目的基因片段擴增到數百萬個拷貝的分子生物學技術．PCR需要模板DNA、引物、脫氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等條件．如圖為模板DNA分子及2種引物，請回答相關問題：
（1）PCR與體內DNA復制的不同之處主要表現在溫度環境的不同，在PCR中先用95℃高溫處理的目的是使DNA變性（使DNA的兩條鏈解開）；而這一過程中在細胞內是通過解旋酶的催化實現的．
（2）在PCR技術中所需要的引物實質上是一種單鏈DNA或RNA分子．請在圖中繪出引物結合的位置．
（3）若將1個DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2個引物．
（4）DNA子鏈復制的方向是5′到3′．

Answer 1

分析 PCR技術：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術．
2、原理：DNA復制．
3、前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物．
4、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）
5、過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開）；低溫復性：引物結合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．
6、細胞中DNA復制與PCR技術的比較：

		細胞內DNA復制	體外DNA擴增（PCR）
不同點	解旋	在解旋酶作用下邊解旋邊復制	80～100℃高溫解旋，雙鏈完全分開
	酶	DNA解旋酶、DNA聚合酶	TaqDNA聚合酶
	引物	RNA	DNA、RNA
	溫度	體內溫和條件	高溫
相同點		①需提供DNA模板 ②四種脫氧核苷酸為原料 ③子鏈延伸的方向都是從5'端到3'端

解答 解：（1）PCR與體內DNA復制的不同之處主要表現在溫度環境的不同，在PCR中先用95℃高溫處理的目的是使DNA變性（使DNA的兩條鏈解開）；而這一過程中在細胞內是通過解旋酶的催化實現的．
（2）引物實質上是一種單鏈DNA或RNA分子．引物結合在DNA分子的5′端．
（3）PCR 技術大量擴增目的基因時，緩沖液中需要加入的引物個數計算公式為2ⁿ⁺¹-2．因此，若將1個DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入2¹¹-2個引物．
（4）DNA子鏈復制的方向是5′到3′．
故答案為：
（1）使DNA變性（使DNA的兩條鏈解開）     解旋酶的催化
（2）單鏈DNA或RNA分子
（3）2ⁿ⁺¹-2
（4）5′到3′

點評 本題考查PCR技術的相關知識，要求考生識記PCR技術的概念、原理、條件、操作步驟等，掌握PCR技術與體內DNA復制的異同，能結合所學的知識準確答題．