Question

 多聚酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術。請回答下列有關PCR技術的基本原理及應用問題。

(1)DNA的兩條鏈是反向平行的，通常將__________的末端稱為5′端，當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，DNA聚合酶就能從引物的__________開始延伸DNA鏈。

(2)PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，但又導致了DNA聚合酶失活的新問題。到20世紀80年代，科學家從一種Taq細菌中分離到__________，它的發現和應用解決了上述問題。要將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養基叫__________。

(3)PCR的每次循環可以分為__________三步。假設在PCR反應中，只有一個DNA片段作為模板，請計算在5次循環后，反應物中大約有__________個這樣的DNA片段。

(4)請用簡圖表示出一個DNA片段PCR反應中第二輪的產物。

(5)簡述PCR技術的主要應用。

Answer 1

【解析】　(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經存在的核酸的3′羥基上，與DNA母鏈結合的RNA引物就提供這個羥基。(2)因PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，所以用于催化DNA復制過程的DNA聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養基可將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來。(3)DNA復制兩條鏈均作為模板，進行半保留式復制，所以復制5次后得到的子代DNA分子數為2⁵＝32個。(4)新合成的DNA鏈帶有引物，而最初的模板DNA的兩條鏈不帶有引物。(5)PCR技術可以對DNA分子進行擴增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學、基因克隆和DNA序列測定等方面。

【答案】　(1)磷酸基團　3′端

(2)耐高溫的TaqDNA聚合酶　選擇培養基

(3)變性、復性和延伸　32

(4)

(5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學、基因克隆和DNA序列測定等。(要求3項以上)