3.PCR技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行研究的问题,而被广泛应用,此过程需要一种TaqDNA聚合酶。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)TaqDNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。①为什么Taq细菌能从热泉中被筛选出来呢?__________________。
②TaqDNA聚合酶的功能是__________。
③TaqDNA聚合酶的化学本质为蛋白质,可用__________法和__________法进行分离。
④为了使TaqDNA聚合酶能够多次反复利用,可采用__________技术,常用的方法为__________。
(3)从土壤中分离分解尿素的细菌时,应采取的措施是__________________,原因是__________________。
(4)相对于细菌分离,DNA分子的分离和提取操作要复杂得多。
①在DNA提取中两次用到蒸馏水,其目的分别是________________、________________。
②实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料?为什么?________________________。
(5)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。
(6)PCR中加入的引物有__________种,加入引物的作用是__________。
答案:(1)高温使DNA分子热变性
(2)①热泉70~80 ℃的高温条件淘汰了绝大多数微生物
②催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
③凝胶色谱 电泳
④固定化酶 化学结合法、物理吸附法
(3)将细菌在培养基中培养,其中唯一的氮源是尿素 只有能分解尿素的细菌才能在该培养基上生长和繁殖
(4)①使血细胞破裂,释放出DNA分子 稀释NaCl溶液,使DNA分子析出
②不能,哺乳动物成熟的红细胞中无DNA分子
(5)一定的缓冲溶液 温度
(6)2 作为DNA复制的起点
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)①利用细菌特有的特性而与其他细菌区分开来,Taq细菌具有耐高温的特性,放在高温环境下,其他绝大多数细菌死亡,而Taq细菌得以保留。②在DNA分子复制中,TaqDNA聚合酶将两个脱氧核苷酸的脱氧核糖和另一脱氧核苷酸的磷酸连接形成磷酸二酯键。③蛋白质的分离可以根据其分子大小和带电的多少使之分离,即凝胶色谱法和电泳法。④固定化酶的优点即为可重复利用,由于酶分子小,可以用化学结合法,也可用物理吸附法,而不用包埋法。(3)在分离分解尿素的细菌时,应在培养基中加入尿素这一种氮源而使不能利用尿素的细菌不能生存。(4)①在使用蒸馏水时,第一次使血细胞破裂,第二次使NaCl溶液浓度降低至0.14 mol/L。(5)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。(6)PCR中与体内DNA复制过程中的原料是完全相同的,并加入小段DNA或RNA作为引物。引导DNA复制,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。
转基因生物的安全性:
1、转基因生物存在安全性问题的原因
(1)目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制都了解得相当有限。
(2)目的基因往往是异种生物的基因。
(3)外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
2、转基因生物的安全性争论:
(1)基因生物与食物安全:
反方观点:反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变
正方观点:有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据
(2)转基因生物与生物安全:对生物多样性的影响
反方观点:扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”
正方观点:生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限
(3)转基因生物与环境安全:对生态系统稳定性的影响
反方观点:打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体
正方观点:不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境
3、理性对待转基因技术:趋利避害,不能因噎废食。
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