2017-2018学年高中生物-第六章-蛋白质和DNA技术-第二节-DNA片段的扩增——PCR技术自

最新K12资料第六章蛋白质和DNA技术第二节DNA片段的扩增——PCR技术1．关于DNA复制，下列叙述正确的是（）A．DNA复制时，以RNA单链为模板B.DNA复制不需要引物C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合D.DNA数量呈4n指数增长2．下列有关PCR反应的叙述，正确的是（）A．PCR反应所需要的引物是RNAB．PCR反应所需要的材料是核糖核苷酸C．PCR反应所需要的酶在60℃会变性D．PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行3．有关PCR技术，下列叙述不正确的是（）A．用于PCR的引物长度通常为20～30个核苷酸B．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C.PCR反应只需一定的缓冲溶液和DNA模板以及四种脱氧核苷酸D.PCR一般经历三十多次循环，每次循环分为高温变性、低温复性、中温延伸4．利用PCR技术扩增某DNA片段得到下图所示产物，则该产物至少经过几次循环才能产生？（）A．1次B．2次C．3次D．4次5．PCR操作中，从第二轮循环开始扩增的DNA片段（）A．长度固定B．一端固定C．都不固定D．不能确定6．多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是（）A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B．复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成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，所需要酶的最适温度较高7．使用PCR仪的具体实验操作顺序应为（）最新K12资料2①设计好PCR仪的循环程序②按配方准备好各组分③用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分④进行PCR反应⑤离心使反应液集中在离心管底部A．②③⑤④①B．①⑤③④②C．②③⑤①④D．④②⑤③①8．退火温度是影响PCR特异性的较重要的因素。变性后温度快速冷却至40～60℃，可使引物和模板发生结合。PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合，原因不包括（）A．由于模板DNA比引物复杂得多B．引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞C．加入引物的量足够多而模板链数量少D．模板链经加热解旋已经变性，不可能再次结合9．DNA检测技术可应用于亲子鉴定、遗传病检测等领域。DNA检测离不开对样品DNA的PCR扩增。不同样品DNA的扩增过程或条件不同的是（）A．引物B．DNA聚合酶C．四种脱氧核苷酸D．预变性的温度10．在PCR实验操作中，下列说法不正确的是（）A．在微量离心管中添加各种试剂时，只需一个吸头B．离心管的盖子一定要盖严，防止液体外溢C．用手轻弹离心管壁的目的是使反应液充分混合D．离心的目的是使反应液集中在离心管底部，提高反应效果11．下列关于PCR技术的应用，错误的一项是（）A．古生物学研究、刑侦破案、DNA序列分析B．诊断遗传疾病、基因克隆、古生物学研究C.DNA序列分析、基因克隆、刑侦破案D．诊断遗传疾病、合成核苷酸、DNA序列分析12．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）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________。（2）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。最新K12资料3（3）请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物________。（4）简述PCR技术的主要应用。__________________________________________________________________________________________________________________。13．PCR技术是把某一DNA片段在体外酶的作用下，合成许多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何目的基因或DNA分子片段；电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的介质（如琼脂糖凝胶）中进行分离和分析的实验技术，利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质和作亲子鉴定。下图是电泳装置及相应电泳结果。（1）PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是________。（2）图3是把含有21个氨基酸的多肽进行水解得到的氨基酸混合物进行电泳的结果，故可推知该多肽由________种氨基酸构成。（3）电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较，后者使用的介质是________；电泳过程中，分子的迁移速率除与本身所带净电荷的多少有关外，你认为还受什么因素影响？__________________________________________（至少列出两种）。（4）图4通过提取某小孩和其母以及待测定的四位男性的DNA，分别用酶处理后，生成若干DNA片段，并进行扩增得到的混合物，然后进行电泳得到的一组DNA指纹图谱。请分析，在F1～F4中谁最可能是该小孩真正的生物学父亲？________。为什么？________________________________________________________________________。14．请回答下列问题。（1）利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。最新K12资料4①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（如下图），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________________________________。最新K12资料5参考答案1．解析：DNA复制时，以DNA单链为模板；需要RNA引物；DNA数量以2n形式增长。答案：C2．解析：PCR反应需要的引物是DNA，反应所需要的材料是脱氧核苷酸，PCR所需要的酶是耐高温的，在60℃不会变性。答案：D3．解析：PCR反应中需要的条件有模板（DNA分子）、原料（4种脱氧核苷酸）、酶（DNA聚合酶）、引物（一段DNA）和一定的缓冲液等。答案：C4．解析：PCR技术中，第一次循环产生两个DNA分子，每个DNA分子只有一条链具有引物。第二次循环产生四个DNA分子，其中两个DNA分子只有一条链具有引物，另两个DNA分子两条链都具有引物。答案：B5．解析：PCR扩增产物可分为长产物片段和短产物片段两部分。短产物片段的长度严格地限制在两个引物链之间，是需要扩增的特定片段。进入第二轮循环后，引物除与原始模板结合外，还要同新合成的链（即“长产物片段”）结合，引物在与新链结合时，由于新链模板的一端序列是固定的，这就等于这次延伸的子链片段被固定了终点，保证了新片段的起点和终点都限定于引物扩增序列以内，形成长短一致的“短产物片段”。答案：A6．解析：变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现；复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成；延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸；PCR与细胞内DNA复制相比，所需要酶的最适温度较高。答案：C7．解析：使用PCR仪进行DNA扩增前，首先按照PCR体系配方各组分，依次将各组分加入微量离心管离心，使反应液集中于试管底部，然后再设计好PCR仪的循环程序进行PCR反应。答案：C8．解析：DNA在80～100℃温度下变性，但温度降低后又会复性。答案：D9．解析：不同的样品DNA有不同的核苷酸序列，由于引物能与模板DNA（样品DNA）按照碱基互补配对原则结合，因此不同样品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列。答案：A10．解析：在微量离心管中添加各种试剂时，每吸取一种试剂后，移液器上的吸头必须最新K12资料6更换，确保实验的准确性；离心管的盖子一定要盖严，防止实验中脱落或液体外溢；离心10s的目的是使反应液集中在离心管底部，提高反应效果。答案：A11．解析：PCR技术能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。这项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分析研究的问题，被广泛应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学研究、基因克隆和DNA序列分析等各方面，而不能用于合成核苷酸。答案：D12．解析：（1）因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。在高温环境中培养微生物，只有耐高温的微生物才能生存，其他微生物因高温下酶变性而死亡。用这样的选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。（2）DNA复制两条链均作为模板，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。（3）新合成的DNA链带有引物，而最初的模板DNA的两条链不带有引物。（4）PCR技术可以对DNA分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学研究、基因克隆和DNA序列测定等方面。答案：（1）耐高温的DNA聚合酶选择培养基（2）高温变性、低温复性和中温延伸32（3）（4）遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学研究、基因克隆和DNA序列测定等13．解析：本题主要考查电泳的原理及其应用。（1）PCR是将DNA片段在酶的作用下，体外合成许多相同的片段，原理是DNA复制。（2）某氨基酸的混合物经电泳后出现分离，共有6个区域，表明此多肽由6种氨基酸构成。（3）纸层析法分离叶绿素的过程中，色素溶解在层析液中，并随之在滤纸上扩散。电泳过程中，分子的迁移速率受到多种因素影响，如分子的大小、形状，凝胶的种类、密度，电泳的电压大小等。（4）子代DNA是由亲代DNA复制而来的，所以子代DNA与亲代DNA相同，故C与F2之间为亲子关系。答案：（1）DNA分子复制（2）6（3）层析液分子的大小和形状、凝胶的种类、电泳的电压大小（4）F2因为C和F2的DNA图谱完全相同14．解析：（1）①依据图解特点，第四轮循环产物中可以得到16个DNA分子，其中只有一个不含引物A的模板链，所以含引物A的DNA片段占15/16。②从图解原DNA与引物A、最新K12资料7B的比例关系分析，经三次复制后开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。（2）比较第1组引物的碱基顺序，可以发现引物Ⅰ与引物Ⅱ的碱基能发生互补配对，形成局部双链结构而失效；而第2组引物中，引物Ⅰ′折叠后会发生碱基互补配对而导致失效。（3）在PCR反应体系中，引物首先与模板DNA单链互补配对形成局部双链DNA片段，然后在DNA聚合酶的作用下将单个脱氧核苷酸依次连接到引物链上。答案：（1）①15/16②三（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