Question

10．利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）．图中引物a、b为单链DNA样品片段，它是子链合成延伸的基础．请回答有关问题：

（1）PCR扩增开始前，需要向离心管中加入的物质除了DNA样品，Taq酶 以及缓冲液之外，还需要加入四种脱氧核苷酸和引物．
（2）A、B、C中属于退火的步骤是B，A过程的目的是使DNA分子解旋．
（3）C步骤温度为72℃时发挥作用的酶是热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）．
（4）从理论上分析，PCR技术利用DNA分子的半保留复制的方式，一个样品DNA分子经n次循环共需消耗引物a的数量为2ⁿ-1．
（5）设计引物是PCR技术关键步骤之一．某同学设计的两组引物（引物对B只标注了部分碱基序列）都不合理（如表），请分别说明理由．

引物对A	P1：AACTGAAATCTAGCTATC
	P2：GTCCGACTAGTGGCTGTG
引物对B	S1：3′-AACTG-CAGTT-5′
	S2：3′-CAGTT-GATTA-5′

①引物对A中P₁和P₂的GC（碱基对）含量差异较大，导致退火温度不一致．
②引物对B S₁局部碱基配对导致自身折叠而失效；S₁和S₂之间出现局部碱基配对而失效．
（6）获取目的基因的途径除上述外，还有另外两个途径是从基因文库获取、化学方法合成．

Answer 1

分析 解答本题需识记有关PCR技术的相关知识：
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
2、原理：DNA复制．
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
4、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．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．

解答 解：（1）PCR扩增开始前，需要向离心管中加入的物质除了DNA样品，Taq酶以及缓冲液之外，还需要加入四种脱氧核苷酸   和引物．
（2）A过程为高温变性，B过程为退火，C过程为中温延伸，目的是使DNA分子解旋．
（3）由于变性的温度是94℃，延伸温度为72℃，故PCR中所需要的酶是热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）．
（4）从理论上分析，PCR技术利用DNA分子半保留复制的方式，从理论上推测，一个样品DNA分子经n次循环合成的DNA分子为2ⁿ个，而不含引物a的只有1个DNA分子，故共需消耗引物a的数量为2ⁿ-1．
（5）据表格中引物的序列可知，引物对A中P1和P2的GC含量差异较大，退火温度不一致．引物对B中S1部分序列互补，会自身折叠出现局部碱基配对而失效；且S1和S2部分序列互补，它们之间会出现局部碱基配对而失效．
（6）获得目的基因的方法有：①从基因文库中获取、②利用PCR技术扩增、③人工合成（化学合成）．
故答案为：
（1）四种脱氧核苷酸  引物 
（2）B   使DNA分子解旋
（3）热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）
（4）半保留    2ⁿ-1
（5）GC      折叠         局部碱基配对
（6）从基因文库获取   化学方法合成

点评 本题考查了PCR技术的相关知识，意在考查考生的分析能力、从题中获取有效信息的能力、理解所学知识要点，构建相应知识框架的能力，难度适中．