Question

【題目】多聚酶鏈式反應（PCR）是一種體外迅速擴增DNA片段的技術；電泳技術是將待測樣品放在光滑的凝膠薄膜上，并加上直流電場，可利用分子帶電荷不同分離和分析氨基酸和多核苷酸片段等有機物。請回答有關這兩項技術的原理及應用問題。

（1）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細菌中分離出__________，它的發現解決了酶重復使用的難題，使鏈式反應成為可能。PCR的每次循環可以分為_____________________三步；要將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養基為_________培養基（按功能分） 。

（2）電泳技術原理：在同一電場下，由于蛋白質或DNA的________以及本身大小、形狀不同而產生不同的遷移方向或速度，從而實現樣品的分離。在電泳過程中，帶電分子會向著與其所帶電荷________（ 填“相同”或 “相反” ）的電極移動。

如下圖為應用電泳方法和原理對核酸進行分析，請據圖分析回答有關問題。

（3）上圖中被分析的材料應屬于一條___________鏈。如果選擇性斷開的位置是堿基G，那么隨機出現的被標記片段應有________種。在電泳帶上被分離的顯示位置應有________處。

（4）應用上述原理分析了某種未知序列核酸的一條單鏈，結果如下圖所示，此結果說明，該核酸的此單鏈含________個核苷酸，其A∶T∶G∶C＝________。

Answer 1

【答案】耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶） 變性、復性和延伸 選擇 帶電性質 相反 DNA（單） 4 4 18 5∶4∶5∶4

【解析】

試題PCR技術是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，包括變性、復性和延伸三個步驟，變性是利用高溫使DNA解旋；復性是在較低溫度下，兩種引物和DNA單鏈結合；延伸是在耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）的作用下，合成新的DNA鏈。電泳技術是在同一電場下，由于蛋白質或DNA的帶電性質以及本身大小、形狀不同而產生不同的遷移方向或速度，從而實現樣品的分離。在電泳過程中，帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。

（1）PCR利用DNA的熱變性原理打開DNA雙鏈，所以其中加入的酶需具有耐高溫的能力，科學家從一種Taq細菌中分離出的Taq酶，具有耐高溫的能力，又可重復使用。PCR的每次循環包括變性、復性和延伸三個步驟。將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養基為選擇培養基。（2）電泳是指在同一電場下，由于蛋白質或DNA的帶電性質以及本身大小、形狀不同而產生不同的遷移方向或速度，從而實現樣品的分離。正負電荷相互吸引，故在電泳過程中帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。（3）由圖可知，被分析的材料屬于一條DNA單鏈。該DNA單鏈含有4個堿基G，則若選擇性斷開的位置是堿基G，那么隨機出現的被標記片段應有4種，由于4種片段的長度不同，則在電泳帶上被分離的顯示位置應有4處。（4）根據電泳結果，可知該單鏈堿基為4T、5A、5G、4C，共18個堿基，即18個核苷酸，A:T:G:C=5:4:5:4。