PCR 技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌,医生进行了相关操作: ① 分析 PCR 扩增结果; ② 从病人组织样本中提取 DNA ; ③ 利用 PCR 扩增 DNA 片段; ④ 采集病人组织样本。回答下列问题:
( 1 )若要得到正确的检测结果,正确的操作顺序应该是 _________ (用数字序号表示)。
( 2 )操作 ③ 中使用的酶是 _________ , PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、 ________ 三步,其中复性的结果是 _______ 。
( 3 )为了做出正确的诊断, PCR 反应所用的引物应该能与 _______ 特异性结合。
( 4 ) PCR (多聚酶链式反应)技术是指 _______ 。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
④②③① Taq 酶(热稳定 DNA 聚合酶) 延伸 Taq 酶从引物起始进行互补链的合成 两条单链 DNA 一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术
【分析】
PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。通过这一技术,可以在短时间内大量扩增目的基因。利用 PCR 技术扩增目的基因的前提,是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。
【详解】
( 1 ) PCR 技术可用于临床的病原菌检测,若要得到正确的检测结果,正确的操作顺序应该是 ④ 采集病人组织样本 →② 从病人组织样本中提取 DNA→③ 利用 PCR 扩增 DNA 片段 →① 分析 PCR 扩增结果。
( 2 )在用 PCR 技术扩增 DNA 时, DNA 的复制过程与细胞内 DNA 的复制类似,操作 ③ 中使用的酶是 Taq 酶(热稳定 DNA 聚合酶), PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步,其中复性的结果是 Taq 酶从引物起始进行互补链的合成。
( 3 ) DNA 复制需要引物,为了做出正确的诊断, PCR 反应所用的引物应该能与两条单链 DNA 特异性结合。
( 4 )据分析可知, PCR (多聚酶链式反应)技术是指一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【点睛】
本题考查 PCR 技术及应用,难度较小,解答本题的关键是明确 PCR 技术的原理,具体反应过程,以及在临床病原菌检测中的应用。
过程 | 说明 | 图解 |
变性 | 当温度上升到90℃以上时,双链DNA解聚为单链 | |
复性 | 温度下降到50℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合 | |
延伸 | 72℃左右时,TaqDNA聚合酶有最大活性,可使DNA新链由5'端向3'端延伸 |
细胞内DNA复制 | 体外DNA扩增(PCR) | ||
不同点 | 解旋 | 在解旋酶作用下边解旋边复制 | 80~100℃高温解旋,双链完全分开 |
酶 | DNA解旋酶、DNA聚合酶 | TaqDNA聚合酶 | |
引物 | RNA | DNA、RNA | |
温度 | 体内温和条件 | 高温 | |
相同点 | ①需提供DNA模板 ②四种脱氧核苷酸为原料 ③子链延伸的方向都是从5'端到3'端 |
项目 | 说明 | |
原理 | DNA在260nm的紫外线波段有一强烈吸收峰,峰值大小与DNA的含量是正相关 | |
过程 | 稀释 | 2μLPCR反应液,加入98μL蒸馏水,即将样品进行50倍稀释 |
对照调零 | 以蒸馏水作为空白对照,在波长260nm处,将紫外分光光度计的赌注调节至零 | |
测量 | 取DNA稀释液100μL至比色杯中,测定260nm处的光吸收值 | |
计算 | DNA含量(μg/mL)=50×(260nm的读数)×稀释倍数 |
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