Question

15．資料顯示，近10年來，PCR技術（聚合酶鏈反應技術）成為分子生物實驗的一種常規手段，其原理是利用DNA半保留復制的特性，在試管中進行DNA的人工復制（如下圖），在很短的時間內，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使分子生物實驗所需的遺傳物質不再受限于活的生物體．請據圖回答：

（1）加熱至94℃的目的是使DNA樣品的氫鍵斷裂，這一過程在生物體細胞內是通過解旋酶的作用來完成的．
（2）通過生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C這個事實說明DNA分子的合成遵循堿基在補配對原則．
（3）通過PCR技術使DNA分子大量復制時，若將一個用¹⁵N標記的DNA樣品分子（第一代）放入試管中，以¹⁴N標記的脫氧核苷酸為原料，連續復制到第五代之后，則含¹⁵N標記的DNA分子鏈數占全部DNA總鏈數的比例為$\frac{1}{16}$．
（4）綜合PCR技術與人體細胞內DNA合成過程可知，二者的必需條件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還有3個分別是適宜的溫度、PH值、水環境．
（5）PCR技術不僅為遺傳病的診斷帶來了便利，而且改進了檢測細菌和病毒的方法．若要檢測一個人是否感染了艾滋病毒，你認為可用PCR技術擴增他血液中的D．
A．白細胞DNA    B．病毒的蛋白質    C．血漿中的抗體    D．病毒的核酸．

Answer 1

分析 1、已知DNA的復制次數，求子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數或所占的比例：
一個雙鏈DNA分子，復制n次，形成的子代DNA分子數為2ⁿ個．根據DNA分子半保留復制特點，不管親代DNA分子復制幾次，子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數都只有兩個，占子代DNA總數的2÷2ⁿ．
2、PCR技術的過程：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．

解答 解：（1）加熱至94℃的目的是使DNA變性，即使DNA中的氫鍵斷裂，從而達到解旋的目的，這一過程在生物體細胞內是通過解旋酶的作用來完成的．
（2）通過生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C這個事實說明DNA分子的合成遵循堿基在補配對原則．
（3）將一個用¹⁵N標記的模板DNA分子（第一代）放入試管中，以¹⁴N標記的脫氧核苷酸為原料，連續復制到第五代時，共復制了4次，形成2⁴=16個DNA分子，即32條鏈，根據DNA半保留復制特點，含¹⁵N標記的DNA分子單鏈數為2，占全部DNA總單鏈數的比例為$\frac{2}{32}$=$\frac{1}{16}$．
（4）綜合PCR技術與人體細胞內DNA合成過程可知，二者的必需條件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還有適宜的溫度、PH值、水環境．
（5）要檢測一個人是否感染了艾滋病毒，你認為可用PCR技術擴增他血液中的病毒的核酸．
故答案為：
（1）氫、解旋酶 
（2）堿基在補配對原則  
（3）$\frac{1}{16}$  
（4）適宜的溫度、PH值、水環境
（5）D

點評 本題考查DNA復制的相關知識，要求考生識記DNA復制的概念、過程、特點、準確復制的原因及結果，掌握其中的相關計算，能運用其延伸規律準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．