(共41张PPT)
课题2 多聚酶链式反应扩增DNA
片段
一、PCR原理与条件
1.PCR的概念:PCR即_______________,是一种体外迅速扩增________的技术。
它能以极少量的DNA
为模板,在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。
必备知识·自主学习
多聚酶链式反应
DNA片段
2.细胞内DNA复制的基本条件:
参与的组分
在DNA复制中的作用
_______
打开DNA双链
DNA母链
提供DNA复制的_____
4种___________
合成子链的原料
__________
催化合成DNA子链
引物
使DNA聚合酶能够从引物的
____端开始连接脱氧核苷酸
解旋酶
模板
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
3′
3.PCR原理:
(1)DNA变性:在___________的温度范围内,DNA
的___________将解体,双链分
开。?
(2)DNA复性:当温度缓慢降低后,两条彼此分离的_______又会重新结合成双
链。?
(3)子链的合成:DNA
聚合酶从引物的______开始延伸DNA
链。
80～100
℃
双螺旋结构
DNA
链
3′端
4.PCR条件:
(1)原料:______________。
(2)模板:加热变性解旋后的___条DNA母链。
(3)酶:__________________。
(4)引物:使DNA
聚合酶能够从引物的______开始连接脱氧核苷酸。
(5)其他条件:需要稳定的_________和能自动调节温度的温控设备等。
4种脱氧核苷酸
两
耐高温的DNA聚合酶
3′端
缓冲溶液
二、PCR过程与结果
1.PCR过程:
过程
温度
主要变化
变性
___
℃
双链DNA解旋为_____
复性
___
℃
_________通过碱基互补配对分别与两条________
结合
延伸
___
℃
溶液中的四种脱氧核苷酸(A,T,G,C)在__________
的作用下,遵循_____________原则合成新的DNA链
95
单链
55
两种引物
单链DNA
72
DNA聚合酶
碱基互补配对
2.PCR的结果:DNA聚合酶只能特异地复制处于_____________的DNA序列,使这段
固定长度的序列呈_____扩增。
两个引物之间
指数
三、PCR实验操作
1.实验用具:
名 称
作 用
PCR仪
自动调控_____,实现DNA的扩增
微量离心管
实际上是进行PCR反应的_____
微量移液器
用于向微量离心管中转移PCR配方中的液体,每吸取一种
试剂后,其上的枪头都必须_____
温度
场所
更换
2.实验步骤:
(1)准备:按照PCR反应需要的物质和条件,将需要的试剂和仪器准备好。
(2)移液:用___________按照配方在微量离心管中依次加入各试剂。
(3)混合:盖严微量离心管口的盖子,用手指轻弹_________,使反应液混合均匀。
(4)离心:将微量离心管放在离心机上,离心约10
s,使反应液集中在___________。
(5)反应:将离心管放入______中进行反应。
3.DNA含量的测定:
(1)测定原理:DNA在260
nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰,峰值的大小与______
___有关。
(2)计算方法:DNA含量(μg/mL)=___________________×稀释倍数。?
微量移液器
管的侧壁
离心管底部
PCR仪
DNA含
量
50×(260
nm的读数)
【易错辨析】
1.DNA聚合酶只能从引物的3
′端延伸DNA链,因此DNA合成的方向总是从子链的
5′端向3
′端延伸。
(
)
2.PCR的每次循环依次为变性、延伸、复性。
(
)
分析:PCR技术分为变性、复性和延伸三步。
3.PCR反应中缓冲液的作用类似生物体内内环境的作用。
(
)
分析:内环境的稳态可以保证细胞的生命活动正常进行。
√
×
√
4.高压灭菌的微量移液器枪头每吸取一种试剂后不需要更换。(
)
分析:为避免外源DNA等因素的污染,在微量离心管中添加反应成分时,每吸取一
种试剂后,移液器上的枪头都必须更换。
5.PCR过程与细胞内的DNA复制一样,都是边解旋边复制的过程。
(
)
分析:PCR利用DNA热变性原理,当温度升高到90
℃以上时,DNA双螺旋结构全部
打开,因此PCR过程是全解旋复制。
×
×
关键能力·合作学习
一、细胞内DNA复制与PCR扩增的比较
项 目
细胞内DNA复制
PCR扩增
不同点
时间
有丝分裂间期和减数
第一次分裂前的间期
人工控制
随时进行
场所
细胞内
细胞外(PCR仪)
解旋
解旋酶
高温变性
合成酶
DNA聚合酶
耐热的DNA
聚合酶
特点
边解旋边复制
全解旋复制
循环次数
生物体自身控制
30多次
项 目
细胞内DNA复制
PCR扩增
不同点
pH
生物体自我调控
缓冲液
温度
环境影响或体温调节
PCR仪或不同温
度的水浴锅
相同点
原料
四种脱氧核苷酸
原则
严格遵循碱基互补配对原则
模板
DNA为模板
方式
半保留复制
引物
都需要与模板相结合的引物
易错提醒:
与PCR原理有关的三个易错点
(1)酶的作用位点:解旋酶的作用是使DNA两条链之间的氢键断开;DNA聚合酶与DNA连接酶的作用都是催化形成磷酸二酯键。不要误认为解旋酶也作用于磷酸二酯键。
(2)DNA聚合酶和DNA连接酶:DNA聚合酶是将单个核苷酸连接到已有的单链片段的3'端上,需要模板;而DNA
连接酶连接的是两条DNA
片段的缺口,不需要模板。
(3)PCR中的解旋过程:PCR过程中不需要解旋酶,需要升高温度才能打开氢键,但此时的温度不会破坏磷酸二酯键,因此,DNA加热变性后变为单链,并未分解成单体。
【选修对接必修】
对接必修2:DNA的结构
(1)DNA具有双螺旋结构,碱基对之间遵循_____________原则,依靠_____连接。
(2)DNA的两条链是_____平行的,DNA的羟基端称为____端,磷酸基团的末端称为
____端。
对接必修2:DNA的复制
(1)PCR过程中DNA的解旋依靠高温,细胞内的DNA解旋需要_______。
(2)TaqDNA聚合酶具有_______的特点,其功能是_________________________
_________。
碱基互补配对
氢键
5′
解旋酶
耐高温
催化脱氧核苷酸之间形成磷
酸二酯键
反向
3′
【典题通关】
PCR技术是生物体外的特殊DNA复制技术,其最大特点是能将微量的DNA大幅增加。请回答有关问题:
(1)体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA,而PCR技术中应用____________。?
(2)PCR技术所需的TaqDNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的,说明该酶能耐__________。在热泉中只生活着Taq细菌,从生物进化角度解释原因是______________________。?
(3)与体内DNA复制相比较,PCR反应要在________中才能进行,并且要严格控制________条件。?
(4)PCR中加入的引物有________种,加入引物的作用是________________。?
【解题关键】解答本题的关键是:
(1)明确细胞内DNA复制与PCR技术的解旋原理不同。
(2)明确PCR技术通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
【解析】(1)PCR技术中用高温使DNA分子中的氢键打开,从而解旋。
(2)Taq细菌具有耐高温的特性,在高温环境下,其他绝大多数细菌死亡,而Taq细菌得以保留。
(3)PCR反应是在一定的缓冲溶液中进行的,并需严格控制好温度条件。
(4)PCR中加入的引物有2种,使RNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。可以使游离的脱氧核苷酸与之结合形成磷酸二酯键,成为DNA复制的起点。
答案:(1)高温使DNA分子热变性 (2)高温 热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物
(3)一定的缓冲溶液 温度
(4)2 作为DNA复制的起点
【误区警示】(1)误认为PCR技术需要耐高温的解旋酶,实际是靠高温解旋,而所需的TaqDNA聚合酶能耐高温。
(2)误认为PCR技术只需要1种引物,实际上DNA复制是双向的,需要2种引物。
【跟踪小练】
1.PCR技术扩增DNA,需要的条件是
( )
①目的基因 ②引物 ③四种脱氧核苷酸 ④耐高温的DNA聚合酶 ⑤mRNA ⑥核糖体
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①③④⑤
D.①②③⑥
【解析】选A。在目的基因的核苷酸序列已知的情况下,可利用PCR技术扩增目的基因。PCR全称为多聚酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。其原理是DNA复制,需要一定的条件,包括模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)。
2.2019年3月10日,从埃塞俄比亚首都飞往肯尼亚首都的ET302航班在飞行途中坠毁,机上157人无一生还。在辨认遇难者遗体时需进行DNA鉴定,鉴定时采用PCR技术能有效解决样品中DNA含量较少的问题。请分析回答:
(1)遇难者生前体内DNA复制过程中,利用解旋酶打开双链DNA,而PCR技术中的解旋原理是__________________________________________。?
(2)PCR技术需要一种Taq
DNA聚合酶,该酶是从__________________中分离的。?
(3)与普通DNA聚合酶相比,Taq
DNA聚合酶具有的特性是______________________。?
【解题关键】关键有以下两点:
(1)PCR技术与细胞内的DNA复制的异同点。
(2)Taq
DNA聚合酶的来源与特性。
【解析】(1)PCR技术中用高温使DNA分子中的氢键打开,从而解旋,其原理是DNA的热变性原理。
(2)Taq
DNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中提取的。
(3)与普通DNA聚合酶相比,Taq
DNA聚合酶在90
℃以上的环境中不变性,具有耐高温的特性。
答案:(1)DNA的热变性
(2)水生耐热细菌Taq
(3)耐高温
【互动探究】细胞内的DNA复制需要适宜的温度和pH吗?若需要,是如何实现的?
提示:需要。细胞内的适宜温度和pH与内环境的稳态有关,低等生物与环境因素有关。
二、PCR反应
1.PCR中的环节:
温度控制
目的
预变性
90
℃以上
增加大分子模板DNA彻底变性的概率
循环
变性
复性
延伸
95
℃
使双链DNA解聚为单链
55
℃
两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
72
℃
在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链
2.PCR反应过程图解:
(1)第一次循环示意图:
(2)PCR扩增的结果示意图(如图):
3.PCR扩增的计算:理论上DNA呈指数扩增。
(1)若开始只有一个DNA
提供模板,则循环n
次后获得的子代DNA数目为2n个。
(2)若开始有N0个DNA
提供模板,则循环n
次后获得的子代DNA数目为N0·2n个。
4.DNA含量的测定:
(1)测定原理:DNA在260
nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰,其峰值的大小与DNA含量有关。
(2)测定方法:
①稀释:取2
μL
PCR反应液,加入98
μL蒸馏水,将样品进行50倍稀释。
②对照调零:以蒸馏水作为空白对照,在波长260
nm处,将紫外分光光度计的读数调节至零。
③测定:取DNA稀释液100
μL至比色杯中,测定260
nm处的光吸收值。
④计算:DNA含量(μg/mL)=50×(260
nm的读数)×稀释倍数。
易错提醒:
PCR过程的两点提醒
(1)复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时,引物与DNA模板的结合是随机的,也存在DNA解开的两条链的结合。
(2)PCR反应的结果不都是所需的DNA片段。因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引物,比所需的DNA片段要长,从第二次循环才出现所需的DNA片段,这样的片段存在两种引物。
【典题通关】
PCR技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,如图表示合成过程,回答下列问题。
(1)A过程高温使DNA变性解旋,该过程破坏了碱基对之间的________。?
(2)C过程要用到的酶是________。这种酶在高温下仍保持活性,因此在PCR扩增时可以________加入,________(填“需要”或“不需要”)再添加。PCR反应除提供酶外,还需要满足的基本条件有______________________。?
(3)如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不做标记,控制
“95
℃～55
℃～72
℃”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占_____________。?
(4)如果模板DNA分子共有a个碱基对,其中含有胞嘧啶m个,则该DNA复制10次,需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸________个。?
(5)PCR中由碱基错配引起的变异属于________。假设对一个DNA进行扩增,第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配,则扩增若干次后检测所用DNA的扩增片段,与原DNA相应片段相同的占________。?
【解题关键】解答本题的关键是:
(1)辨认图中PCR技术每一循环的三个过程。
(2)依据DNA的半保留复制特点进行相关计算。
【解析】(1)高温所起的作用类似于解旋酶,破坏氢键,使双链DNA变为单链。
(2)C过程为PCR技术的延伸阶段,当系统温度上升至72
℃左右,溶液中的四种脱氧核苷酸在TaqDNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。TaqDNA聚合酶是耐热的,高温下不变性,所以一次性加入即可。
(3)PCR技术遵循半保留复制的特点。经过3次循环,共产生23个DNA分子,其中有2个DNA分子含有15N标记。
(4)在一个双链DNA分子中,C+T占碱基总数的一半,故T的数目为a-m,复制10次,相当于新增加了(210-1)个DNA分子。故需补充T的数目为(210-1)(a-m)。
(5)基因中的碱基对改变属于基因突变。对一个DNA进行扩增,第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配,第二次以后按正常配对方式进行扩增,错配链作模板扩增的都是错误的DNA分子,原正常链扩增得到的DNA分子都是正常的DNA分子,故若干次后检测所用DNA的扩增片段,与原DNA相应片段相同的占3/4。
答案:(1)氢键 (2)TaqDNA聚合酶 一次 不需要 DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸、适当的温度
(3)25%
(4)(210-1)(a-m)
(5)基因突变 75%
【方法规律】PCR产物的数量(以1个DNA分子经n次循环扩增的产物分析)
(1)PCR扩增得到的DNA分子总数量:2n。
(2)含有原始母链的DNA分子只有2个。
【跟踪小练】
PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,下列有关PCR过程的叙述,错误的是
( )
A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比,所需要的酶的最适温度较高
【解析】选C。DNA的变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,使双链DNA得以打开,故A正确;引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的,故B正确;PCR反应的产物是DNA,因此原料是四种游离的脱氧核苷酸,不是核糖核苷酸,故C错误;PCR是在较高温度条件下进行的,该过程需要热稳定DNA聚合酶,故D正确。课时素养评价
十一 多聚酶链式反应扩增DNA
片段
(30分钟 100分)
一、选择题(共4小题,每小题9分,共36分)
1.下列有关PCR技术的叙述,正确的是
( )
A.作为模板的DNA序列必须不断地加进每一次的扩增当中
B.作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中
C.反应需要的DNA聚合酶必须不断地加进反应当中
D.反应需要的DNA连接酶必须不断地加进反应当中
【解析】选B。模板DNA只需要加入一次,A项错误;引物在合成过程中不断被利用,需要不断加入,B项正确;DNA聚合酶可反复使用,C项错误;PCR技术中用到耐热的DNA聚合酶,D项错误。
2.PCR技术又称为多聚酶链式反应,现在已经成为分子生物学实验室的一种常规手段,它可以在体外很短的时间内将DNA大量扩增。你认为下列符合在体外进行PCR反应条件的一组是
( )
①稳定的缓冲液环境 ②DNA模板 ③合成引物
④四种脱氧核苷酸 ⑤DNA聚合酶 ⑥DNA解旋酶
⑦限制性核酸内切酶 ⑧温控设备
A.①②③④⑤⑥
B.①②③④⑤⑥⑦⑧
C.③④⑤⑥⑧
D.①②③④⑤⑧
【解析】选D。在PCR技术中,需要的条件有模板、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶,此外还需要适宜的温度和pH,故D正确。
3.下列对PCR操作过程的叙述,错误的是
( )
A.PCR反应中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌
B.PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份,并在-20
℃储存
C.PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后,迅速融化
D.在微量离心管中添加反应成分时,每吸取一种试剂后,移液器上的吸液枪头都必须更换
【解析】选C。为了避免外源DNA等因素的污染,PCR反应中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌;PCR所用的缓冲液及酶应分装成小份保存,并使用一次性吸液枪头。在冰箱中放置的缓冲液和酶取出后应放在冰块上缓慢融化,而不能迅速融化。
4.下列关于PCR引物的说法,不正确的是
( )
A.引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补,并能引导模板DNA的互补链合成的核苷酸序列
B.引物常根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成的方法获得
C.PCR过程中需要一种引物或两种引物
D.引物的3′端具有游离的—OH
【解析】选C。由于DNA聚合酶不能从头合成DNA链,因此引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补,并能引导模板DNA的互补链合成的核苷酸序列,A项正确。PCR扩增的DNA片段取决于两种引物的结合位点,因此所用的引物通常是根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成的方法获得,B项正确,C项不正确。引物的3′端具有游离的—OH,D项正确。
二、非选择题(共4小题,共64分)
5.(12分)在进行DNA亲子鉴定时,需利用PCR技术(多聚酶链式反应)使样品DNA扩增,获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如图,图中黑色短线是引物)。回答下列问题:
(1)图中的变性、延伸分别是指______________________________、?
____________________。?
(2)假设PCR反应中的DNA模板为P,第一轮循环的产物2个子代DNA为N1,第二轮循环的产物4个子代DNA为N2,N1、N2中分别含有模板DNA单链的DNA有____
__个、____
__个。若继续循环,该DNA片段经过30次循环后能形成________个DNA片段。?
(3)某样品DNA分子中引物之间的序列共含3
000个碱基对,碱基数量满足,若经过5次循环,至少需要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)?
【解析】(1)PCR技术中DNA变性是指作为模板的DNA双链解旋形成单链。延伸是指在DNA聚合酶的作用下,原料脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链。
(2)由于DNA为半保留复制方式,因此不管复制几次,子代中始终有2个DNA含有模板DNA单链。DNA复制,子代以指数形式“2n”增长,n=复制次数,故复制30次形成230个DNA片段。
(3)在双链DNA分子中,A=T,G=C,由推出,所以C=2A
①;A+C=碱基总数
②,将①式代入②式得A=1
000。1个DNA分子复制5次,增加了25-1=31(个)DNA分子,故至少需要1
000×31=31
000个腺嘌呤脱氧核苷酸。
答案:(1)模板DNA双链解旋形成单链 在DNA聚合酶的作用下,原料脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链
(2)2 2 230 (3)31
000
6.(14分)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。
(1)DNA的两条链是反向平行的,通常将________的末端称为5′端,当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的________开始延伸DNA链。?
(2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代,科学家从一种Taq细菌中分离到________________,它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来,所用的培养基叫________________。?
(3)PCR的每次循环可以分为________________三步。假设在PCR反应中,只有一个DNA片段作为模板,请计算在5次循环后,反应物中大约有________个这样的DNA片段。?
【解析】(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3′羟基上,与DNA母链结合的RNA引物就提供这个羟基。(2)因为PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)DNA复制时两条链均作为模板,进行半保留复制,所以复制5次后得到的子代DNA分子数为25=32个。
答案:(1)磷酸基团 3′端
(2)耐高温的Taq
DNA聚合酶 选择培养基
(3)变性、复性和延伸 32
7.(18分)如图表示PCR的反应过程,请据图回答相关问题。
(1)在相应的横线上写出引物Ⅱ,并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。
(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。
(3)若将作为原料的4种脱氧核苷酸用32P标记,请分析循环一次后生成的DNA分子的特点:____________________,循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为____________。?
(4)PCR反应过程的首要条件是____________,PCR技术利用DNA的__________原理解决了这个问题。?
(5)在对样品DNA分析过程中发现,DNA掺杂着一些组蛋白,要去除这些组蛋白可加入的物质是________________。?
【解析】(1)引物的作用是提供DNA聚合酶的起点3′端,引物Ⅰ与b链相应的碱基配对,引物Ⅱ应与a链相应的碱基配对,注意引物与母链是反向的。(2)DNA体外扩增同细胞内DNA复制一样都是半保留复制,DNA分子的两条母链分别作为模板,合成新的DNA链。(3)因为新合成的DNA分子是一条母链与一条子链结合,因此每个DNA分子一条链(子链)有32P,另一条链(母链)有31P。循环n次后得到2n个DNA分子,共2n+1条单链,其中第一代的两条DNA链都是31P,不含放射性的单链占总链的1/2n。(4)PCR反应首先需要DNA解旋,体外DNA解旋利用了DNA热变性的原理。(5)加入蛋白酶可水解组蛋白,而DNA不受影响,这利用了酶的专一性原理。
答案:(1)5′—G—A—OH
HO-A-G-5′
5′-G-G……T-C-3′
(2)3′—C—C……A—G—5′ 5′—G—G……T—C—3′
5′—G—G……T—C—3′ 3′—C—C……A—G—5′
(3)每个DNA分子各有一条链含32P 1/2n
(4)DNA解旋 热变性 (5)蛋白酶
8.(20分)PCR技术是基因工程中获取目的基因的常用方法,请分析回答下列有关问题:
(1)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)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为__________________。?
②在第________________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。?
(2)设计引物是PCR技术的关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如图),请分别说明理由。
①第1组:____________________________________________;?
②第2组:____________________________________________。?
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,这是因为________________________________________________
____________________________。?
【解析】(1)①以原来的每条母链为模板合成的两个新DNA分子中,只含有引物A或引物B,而以新合成的子链为模板合成的新DNA分子中,两种引物都含有,故第四轮循环共产生16个DNA分子,其中只含有引物A、引物B的DNA分子各1个。同时含有引物A和引物B的DNA分子有14个,因此含有引物A的分子是15个,占15/16。
②第一、二个循环合成的子链长度均不同,根据半保留复制特点可知,前两次循环产生的四个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均不等长,第三个循环产生的DNA分子存在等长的两条脱氧核苷酸链。
(2)在第1组引物中,引物Ⅰ的部分碱基序列是CAGGCT,引物Ⅱ的部分碱基序列是AGCCTG,若利用这两个引物进行DNA扩增,会因其中部分碱基发生碱基互补配对而使该组引物失效。在第2组引物中,引物Ⅰ′的部分碱基序列是AACTG和CAGTT,该引物一旦自身折叠后,也将会出现部分碱基发生碱基互补配对而使该引物失效。
(3)图中直接将两个脱氧核苷酸合成DNA单链,这不是DNA聚合酶的功能。DNA聚合酶只能在DNA模板存在的条件下,将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。
答案:(1)①15/16 ②三
(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
②引物Ⅰ自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
