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DNA是主要遺傳物質(zhì),能夠儲存足夠量的遺傳信息,這此遺傳信息就蘊(yùn)藏在4種脫氧核苷酸的排列順序之中。如何才能測定某段DNA分子的序列信息呢?
DNA測序技術(shù)到目前為止已經(jīng)發(fā)展了三代。第一代DNA測序技術(shù)是1975年由桑格和考爾森開創(chuàng)的鏈終止法又稱Sanger法。在1977年,桑格測定了第一個基因組序列,噬菌體X174,全長5375個堿基。自此,人類獲得了窺探生命遺傳差異本質(zhì)的能力,并以此為開端步入基因組學(xué)時代。這種方法至今還在廣泛使用。研究人員在Sanger法的多年實踐之中不斷對其進(jìn)行改進(jìn)。在2001年完成的首個人類基因組圖譜就是以改進(jìn)了的Sanger法進(jìn)行測序的。
Sanger法核心原理:由于雙脫氧核苷酸(ddNTP)的2′和3′都不含羥基,其在DNA的合成過程中不能形成磷酸二酯鍵,因此可以中斷DNA分子合成反應(yīng),在四個含有4種脫氧核苷酸(dNTP)的DNA體外合成反應(yīng)體系中分別加入一定比例帶有放射性同位素標(biāo)記的ddNTP(分別為:ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP)。在PCR過程中復(fù)制隨機(jī)終止,產(chǎn)生四組不同長度的一系列終止處帶有標(biāo)記的DNA片段。然后在變性凝膠(加入尿素等堿性物質(zhì))_上進(jìn)行電泳和放射自顯影后,可以根據(jù)電泳帶的位置確定待測分子的DNA序列,具體過程見下圖。

注:ddA是ddATP的縮寫形式請回答問題:
(1)上圖橫線中應(yīng)該加入的物質(zhì)是 DNA聚合酶DNA聚合酶。
(2)材料中還提到“在變性凝膠上進(jìn)行電……”請結(jié)合所學(xué)知識解釋“變性”含義,以及為什么要變性處理 變性:破壞DNA分子中的氫鍵,使DNA分子由雙鏈變成單鏈。變性的目的:避免模板鏈對實驗結(jié)果的影響變性:破壞DNA分子中的氫鍵,使DNA分子由雙鏈變成單鏈。變性的目的:避免模板鏈對實驗結(jié)果的影響。
(3)如果電泳結(jié)果如圖所示,請同學(xué)們寫出待測DNA分子的序列 AGTCDAGCTTAG TCAGCTCGAATCAGTCDAGCTTAG TCAGCTCGAATC。
(4)第一代測序技術(shù)(Sanger法)能不能測定序列信息完全未知的DNA,為什么?不能;因為Sanger法實施過程中需要引物,而引物的設(shè)計也是根據(jù)已知序列設(shè)計的,所以對于序列信息完全未知的DNA是無法進(jìn)行測序的不能;因為Sanger法實施過程中需要引物,而引物的設(shè)計也是根據(jù)已知序列設(shè)計的,所以對于序列信息完全未知的DNA是無法進(jìn)行測序的。
【考點】DNA分子的復(fù)制過程.
【答案】DNA聚合酶;變性:破壞DNA分子中的氫鍵,使DNA分子由雙鏈變成單鏈。變性的目的:避免模板鏈對實驗結(jié)果的影響;AGTCDAGCTTAG TCAGCTCGAATC;不能;因為Sanger法實施過程中需要引物,而引物的設(shè)計也是根據(jù)已知序列設(shè)計的,所以對于序列信息完全未知的DNA是無法進(jìn)行測序的
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:30引用:2難度:0.6
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1.將含15N/15N-DNA的大腸桿菌為親代,以14NH4Cl為唯一氮源培養(yǎng)兩代。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.培養(yǎng)過程中,大腸桿菌將利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架 B.通過對這三代大腸桿菌DNA的密度梯度離心,可得出DNA復(fù)制的特點為半保留復(fù)制 C.將子二代大腸桿菌DNA的密度梯度離心,離心管中將出現(xiàn)1個條帶 D.將親代的大腸桿菌繁殖一代后,若將提取的子代大腸桿菌DNA解旋處理后進(jìn)行密度梯度離心,離心管中出現(xiàn)1個條帶 發(fā)布:2025/1/21 8:0:1組卷:9引用:1難度:0.7 -
2.研究人員分別在15NH4Cl和14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)大腸桿菌,用以研究DNA的復(fù)制特點。甲圖代表的化合物由①、②、③三部分構(gòu)成;乙圖是利用密度梯度離心技術(shù)將提取到的大腸桿菌DNA進(jìn)行檢測得到的結(jié)果。下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A.將大腸桿菌在15NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)很多代后,取其DNA離心檢測,可得Ⅱ所示結(jié)果 B.將大腸桿菌在14NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)很多代后,取其DNA離心檢測,可得Ⅰ所示結(jié)果 C.將15N標(biāo)記的大腸桿菌置于14NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)2代后,取其DNA離心檢測,可得Ⅲ所示結(jié)果 D.將14N標(biāo)記的大腸桿菌置于15NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)2代后,取其DNA離心檢測,可得Ⅲ所示結(jié)果 發(fā)布:2025/1/21 8:0:1組卷:6引用:2難度:0.7 -
3.下列關(guān)于“堿基互補(bǔ)配對原則”和“DNA復(fù)制特點”具體應(yīng)用的敘述,不正確的是( )
A.用經(jīng)3H標(biāo)記的n個噬菌體侵染大腸桿菌,在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間后,統(tǒng)計培養(yǎng)基中共有噬菌體后代m個.則此時培養(yǎng)基中含有被標(biāo)記的噬菌體的比例最高是 2nmB.已知一段信使RNA有30個堿基,其中A+U有12個,那么轉(zhuǎn)錄成信使RNA的一段DNA分子中應(yīng)有30個C+G C.如果將含有1對同源染色體的精原細(xì)胞的2個DNA分子都用15N標(biāo)記,并只供給精原細(xì)胞含14N的原料,該細(xì)胞進(jìn)行1次有絲分裂后再減數(shù)分裂1次,產(chǎn)生的8個精細(xì)胞中(無交叉互換現(xiàn)象),含15N、14N標(biāo)記的DNA分子的精子所占的比例依次是50% 和100% D.假如一個DNA分子含有1000個堿基對,將這個DNA分子放在用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制一次,則新形成DNA分子的分子量比原來增加了1000 發(fā)布:2025/1/21 8:0:1組卷:99引用:4難度:0.7