2016-2017學(xué)年高中生物專題1基因工程1.2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段習(xí)題新人教版

1、專題 1 基因工程1.2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增 DNA 片段PCR 原 理1.細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制條件條件組分作用模板DNA 的兩條單鏈原料合成 DNA 子鏈的原料酶解旋酶DNA 聚合酶能量為解螺旋和合成子鏈供能引物為 DNA 聚合酶提供合成的 3端起點(diǎn)2.細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制過程1DNA 的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，通常將DNA 的羥基末端稱為 _ ，而磷酸基團(tuán)的末端稱為_。DNA 聚合酶不能 _ 開始合成 DNA 而只能 _，因此， DNA 復(fù)制需要引物。DNA 的合成方向總是_ 。2在 DNA 的復(fù)制過程中，復(fù)制的前提是 _ 。在體外可通過控制_ 來實(shí)現(xiàn)。在 _的溫度范圍內(nèi)，DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)

2、將解體，雙鏈分開， 這個(gè)過程稱為 _ 。PCR 利用了 DNA 的_ 原理，通過控制溫度來控制雙鏈的解聚與結(jié)合。由于 PCF 過程的溫度高，導(dǎo)致 DNA 聚合酶失活，后來 _ 的 DNA 聚合酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，大大增加了PCR 勺效率。3PCR 反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中進(jìn)行，需提供： _ , _, _, _，同時(shí)通 過控制溫度使 DNA 復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。PCR 的反應(yīng)過程PCR般要經(jīng)歷 _ 循環(huán)，每次循環(huán)可以分為 _ 、_和_ 三步。從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng)，并且由_2_延伸而成的 DNA 單鏈會(huì)與 _ 結(jié)合，進(jìn)行 DNA 的延伸，這樣，DNA 聚合酶只能 _

3、，使這段固定長(zhǎng)度的序列成指數(shù)擴(kuò)增。三、實(shí)驗(yàn)操作1._ PCF 反應(yīng)體系：緩沖液、 _ ,、 兩種 RNA引物、水。2. 實(shí)驗(yàn)操作步驟1按照 PCF 反應(yīng)體系配方配制反應(yīng)液；2將 PCR 反應(yīng)體系 50 卩 L 用微量移液器轉(zhuǎn)移到微量離心管（0.5mL ）中；3將微量離心管放到 PCR 儀中；4設(shè)置 PCR 儀的工作參數(shù)；5DNA 在 PCR 儀中大量擴(kuò)增。二、三十多次變性復(fù)性延伸引物I引物n特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的DNA 序列三、DNA 模板四種脫氧核苷酸原料熱穩(wěn)定 DNA 聚合酶1 . PCR 技術(shù)與 DNA 的復(fù)制相同點(diǎn)原理DNA 復(fù)制（堿基互補(bǔ)配對(duì)）原料四種游離的脫氧核苷酸條件模板、

4、ATP 酶、原料、引物等不冋點(diǎn)解旋方式DNA 在高溫下變性解旋解旋酶催化場(chǎng)所體外復(fù)制（PCR 擴(kuò)增儀）主要在細(xì)胞核內(nèi)1提供復(fù)制的模板四種脫氧核苷酸打開 DNA 雙螺旋催化合成 DNA 子鏈 ATP RNA2.3端5端 從頭 從 3端延伸 DNA 鏈從子鏈的 5端向 3端延伸雙鏈解開溫度 80100C變性 熱變性 耐高溫DNA 模板分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物四種脫氧核苷酸耐熱的 DNA 聚合酶3酶熱穩(wěn)定的 DNA 合酶（Taq 酶）細(xì)胞內(nèi)含有的 DNA 聚合酶結(jié)果在短時(shí)間內(nèi)形成大量的 DNA 片段形成整個(gè) DNA 分子1.PCR 過程與細(xì)胞內(nèi)的 DNA 復(fù)制過程相比，主要有兩點(diǎn)不同，它們是

5、1PCR 過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA 或 RNA2PCR 過程不需要 DNA 聚合酶3PCR 過程中 DNA 的解旋不依靠解旋酶，而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的控制來實(shí)現(xiàn)4PCR 過程中，DNA 不需要解旋，直接以雙鏈 DNA 為模板進(jìn)行復(fù)制A.B .C.D.【參考答案】C【試題解析】PCR 過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA正確；PCR 過程需要耐高溫的 DNA 聚合酶，錯(cuò)誤；PCR 過程中 DNA 的解旋不依靠解旋酶，而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的控制來實(shí)現(xiàn)，正確； PCR 過程中，DNA 不依靠解旋酶解旋，而是利用高溫解旋，然后以單鏈DNA 為模板進(jìn)行復(fù)制，錯(cuò)誤。2.PCR 的反應(yīng)過程PCR 一

6、般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為變性（當(dāng)溫度上升到90C 以上時(shí)，雙鏈 DNA 解聚為單鏈）、復(fù)性（溫度下降到50C 左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA 吉合）和延伸（溫度上升到 72C 左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA 聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的 DNA 鏈）三步。從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng)，并且由引物I延伸而成 的 DNA 單鏈會(huì)與引物H結(jié)合，進(jìn)行 DNA 的延伸，這樣，DNA 聚合酶只能特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的 DNA 序列，使這段固定長(zhǎng)度的序列成指數(shù)擴(kuò)增。2 . PCR 是一種體外迅速擴(kuò)增 DNA 片段的技術(shù)，下列有

7、關(guān) PCR 過程的敘述，不正確的是A.變性過程中破壞的是 DNA 分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵B 復(fù)性過程中引物與 DNA 模板鏈的結(jié)合依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成C.延伸過程中需要 RNA 聚合酶、ATP 四種核糖核苷酸D. 與細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高【參考答案】C【試題解析】變性過程是打開DNA 雙鏈之間的氫鍵，A 正確。復(fù)性過程是引物與 DNA 模板根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則而形成氫鍵，B 正確。延伸過程需要的是TaqDNA 聚合酶、ATP 和四種脫氧核糖核苷酸，C 錯(cuò)誤。4與細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制相比，PCR 需要的酶的溫度較高， D 正確。1.下列關(guān)于 PCR 的描述中，正確的是

8、1PCR 是一種酶促反應(yīng)2引物決定了擴(kuò)增的特異性3擴(kuò)增 DNA 利用了熱變性的原理4擴(kuò)增的對(duì)象是氨基酸序列A.B.C.D.2 下列關(guān)于 PCR 反應(yīng)體系中所加物質(zhì)的作用的描述，錯(cuò)誤的是A.DNA 聚合酶催化合成 DNA 子鏈B. 引物使 DNA 聚合酶能從引物的 5/端開始連接脫氧核苷酸C.四種游離的脫氧核苷酸是用于合成子鏈的原料D.DNA 母鏈提供 DNA 復(fù)制的模板3.引物的作用是A. 打開 DNA 雙鏈B. 催化合成 DNA 子鏈C. 提供模板D. 使 DNA 聚合酶能夠從引物的 3端開始復(fù)制4.在 PCR 反應(yīng)中，只有一個(gè) DNA 的片段作為模板，經(jīng)過三次循環(huán)后，含引物 I 的 DNA

9、 單鏈占 DNA 總鏈數(shù)的A.1/2B. 1/4C. 1D. 7/165.利用 PCF 技術(shù)可以快速擴(kuò)增特定基因，下列有關(guān) PCF 技術(shù)的敘述正確的是A. 需要加入解旋酶使模板 DNA 序列解旋B. 需要不斷加入作為引物的核苷酸序列C. 反應(yīng)需要的 DNA 聚合酶必須不斷地加進(jìn)反應(yīng)體系中D. 反應(yīng)必須在相對(duì)穩(wěn)定的溫度條件下進(jìn)行6 .下列關(guān)于 PCR 技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是5A.利用了細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制的原理B. 引物是合成子鏈的條件之一C.Taq酶在 9095C時(shí)會(huì)變性D. 每一次循環(huán)后目的基因的量增加一倍7 .在 PCRT增前，需要將下列哪些物質(zhì)加入微量離心管中1模板 DNA2模板 RNA3

10、DNA 解旋酶4耐高溫的 DNA 聚合酶5引物6PCF 緩沖液7脫氧核苷酸貯備液8核苷酸貯備液A. B. C. D. 8. 有關(guān) DNA 聚合酶與 RNA 聚合酶的說法，不正確的是A. 均以 DNA 的兩條鏈作為模板B. 均可催化形成磷酸二酯鍵C. 均以氨基酸作為基本組成單位D. 催化生成的產(chǎn)物不相同9.復(fù)性溫度是影響 PCR 特異性的較重要因素。 變性后溫度冷卻至 4060C,可使引物和模板發(fā)生結(jié)合。的結(jié)果可不考慮原來解旋開的兩個(gè)DNA 模板鏈的重新結(jié)合，原因不包括A. 模板 DNA 比比引物復(fù)雜得多B. 引物和模板之間的碰撞結(jié)合機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模板互補(bǔ)鏈之間的碰撞C. 模板鏈加熱解旋后已經(jīng)變性

11、，不可能再次結(jié)合D. 加入引物的量足夠多而模板鏈數(shù)量少10下列關(guān)于操作過程的敘述，錯(cuò)誤的是PCR6A. PCF 反應(yīng)中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行滅菌B. PCF 緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，在 -20C儲(chǔ)存C. PCF 所用緩沖液和酶從冰箱拿出之后，迅速融化D. 在微量離心管中添加反應(yīng)成分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的吸液槍頭都必須更換11. 下列有關(guān)核酸的變性與復(fù)性的敘述，正確的是A. 不同長(zhǎng)度的 DNA 分子變性后，在合適溫度下復(fù)性所用的時(shí)間基本相同B. 熱變性后的 DN A 經(jīng)緩慢冷卻后可復(fù)性C. 熱變性的 DNA 迅速降溫過程也稱作退火D. 復(fù)性的最佳溫度

12、為 7085C12. 下列對(duì) PCM 程中“溫度的控制”的敘述，不正確的是A. PCR 反應(yīng)需要高溫，是為了確保模板是單鏈B. 延伸的溫度必須大于復(fù)性溫度，而小于變性溫度C. 要用耐高溫的 DNA 聚合酶D. 需要耐高溫的解旋酶13. 一個(gè)由 15N 標(biāo)記的 DNA 分子，放在沒有標(biāo)記的環(huán)境中培養(yǎng)，利用PCR 循環(huán) 5 次后標(biāo)記的 DNA 分子占總數(shù)的A. 1/10B. 1/5C. 1/16D. 1/2514近十年來，PCR 技術(shù)(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))成為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制，在試管中進(jìn)行DNA 的人工復(fù)制(如圖)，在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA 擴(kuò)增幾百萬倍甚

13、至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)所需要的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。DNA樣品引揃辭蔦核普盛連緩 商個(gè)憲雙的雙 樓板 芍DNA草鏈形對(duì)DNA草譙上 SDNA分子 玻配對(duì)結(jié)枸(1)_PCR 技術(shù)能把某一 DNA 片段進(jìn)行擴(kuò)增，依據(jù)的原理是： _。(2)_ 加熱使 DNA 雙鏈打開，這一步是打開 _ 鍵，稱為_ ，在細(xì)胞中是在 _ 的7作用下使此鍵斷裂。(3)_ 當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板端結(jié)合，在 DNA 聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成 2 個(gè) DNA 分子，此過程中加入四種脫氧核苷三磷酸的目的是 _，遵循的原則（4）PCF 技術(shù)的必要條件，除了模板、原料、 ATP 酶以外，至少還需要三個(gè)條件。即：

14、液體環(huán)境、適宜的_ 和_ 。（5） PCR 一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可分為 _ 、_、_ 三個(gè)步驟。15.（江蘇卷）小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗(yàn)時(shí)易引起過敏反應(yīng)，為了克服這個(gè)缺陷， 可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因（目的基因）后再重組表達(dá)。下列相關(guān)敘述正確的是（雙選）A. 設(shè)計(jì)擴(kuò)增目的基因的引物時(shí)不必考慮表達(dá)載體的序列B. 用 PCR 方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列C.PCR 體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的 DNA 聚合酶D. 定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞1 .【答案】D【解析】PCR 是一種體外迅速擴(kuò)增 DNA 片段的技術(shù)，在高溫條件下，把

15、DNA 的雙鏈打開，緩慢冷卻后，又重新結(jié)合，需要耐高溫的DNA 聚合酶，同時(shí)，還需要引物，從引物的3端連接脫氧核苷酸。2 .【答案】B【解析】PCR 反應(yīng)體系中，DNA 聚合酶催化合成 DNA 子鏈；引物使 DNA 聚合酶能從引物的 3 /端開始連接 脫氧核苷酸；四種游離的脫氧核苷酸是用于合成子鏈的原料；DNA 母鏈提供 DNA 復(fù)制的模板。故選 B。3 .【答案】D【解析】PCR 技術(shù)的原理是 DNA 復(fù)制，而 DNA 的復(fù)制需要引物，其主要原因是DNA 聚合酶只能從 3端延伸 DNA 鏈。因此，引物的作用是使 DNA 聚合酶能夠從引物的 3端開始復(fù)制。4 【答案】D【解析】聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（

16、PCR 技術(shù)是在人為條件下進(jìn)行的DNA 分子復(fù)制技術(shù)，而 DNA 復(fù)制為半保留方式，經(jīng)過 3 次循環(huán)即復(fù)制 3 次，則合成 23個(gè) DNA 分子，共 16 條單鏈，而含有引物I的 DNA 除親代 DNA 片段外，其余每個(gè) DNA 片段都有一條單鏈含引物I,所以，含引物 I 的 DNA 單鏈占 DNA 總鏈數(shù)的 7/16 , 選Db5.【答案】B8【解析】PCR 技術(shù)利用高溫將氫鍵打開，不需要解旋酶的催化,段必須不斷加入，DNA 聚合酶、DNA 連接酶可以反復(fù)使用，B 正確；反應(yīng)需要的 DNA 聚合酶可以反復(fù)使用,不需要不斷地加進(jìn)到反應(yīng)當(dāng)中，C 錯(cuò)誤；PCR 反應(yīng)在整個(gè)過程中溫度不斷地發(fā)生改變，

17、而且變化較大，D錯(cuò)誤。6【答案】 C【解析】PCR 技術(shù)的原理是 DNA 分子的復(fù)制，A 正確；PCR 技術(shù)需要兩個(gè)不同的引物，B 正確；Taq酶是耐高溫的 DNA 聚合酶，在 9095C時(shí)不會(huì)變性，C 錯(cuò)誤；PCR 技術(shù)的原理是 DNA 分子的復(fù)制，每一次循 環(huán)后目的基因的量增加一倍，D 正確。7【答案】 A【解析】PCR 擴(kuò)增需要的條件是模板 DNA、耐高溫的 DNA 聚合酶、引物、 PCR 緩沖液、脫氧 核苷酸貯備液，A 正確。8【答案】 A【解析】DNA 聚合酶催化合成 DNA 時(shí)，以 DNA 分子兩條鏈為模板；RNA 聚合酶催化轉(zhuǎn)錄合成 mRNA 寸，以 DNA分子一條鏈為模板， A

18、 錯(cuò)誤。由于磷酸與五碳糖是通過磷酸二酯鍵相連，所以DNA 聚合酶與 RNA 聚合酶都是通過形成磷酸二酯鍵逐個(gè)連接核苷酸的，B 正確。DNA 聚合酶與 RNA 聚合酶的成分為蛋白質(zhì)，都以氨基酸作為基本組成單位，C 正確。DNA 聚合酶催化合成 DNA RNA 聚合酶催化轉(zhuǎn)錄合成 mRNA D 正確。9 【答案】 C【解析】復(fù)性的原理是堿基互補(bǔ)配對(duì)，解旋后DNA 分子變成單鏈，堿基序列未發(fā)生改變，冷卻后仍可以進(jìn)行復(fù)性，C 項(xiàng)錯(cuò)誤。10【答案】 C【解析】為避免外源 DNA 等因素污染，PCR 反應(yīng)中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使 用前必須進(jìn)行滅菌，A 正確。PCR 緩沖液和酶應(yīng)分裝

19、成小份，在- 20C儲(chǔ)存，使用前，將所需試劑從 冰箱取出，放在冰塊上緩慢融化，B 正確，C 錯(cuò)。微量離心管中添加反應(yīng)成分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的吸液槍頭都必須更換，以免其他成分污染，D 正確。11【答案】 BA 錯(cuò)誤；模板鏈只要加入一次，引物片9【解析】不同長(zhǎng)度的 DNA 分子變性后，在合適溫度下復(fù)性所用的時(shí)間不同， DNA 的片段越大，復(fù)性越慢，；熱變性的 DNA 驟然冷卻時(shí)，DNA 不會(huì)復(fù)性，經(jīng)緩慢冷卻后可以復(fù)性；當(dāng)將雙鏈呈分散狀態(tài)的DNA 溶液緩慢冷卻時(shí)，它們可以發(fā)生不同程度的重新結(jié)合而形成雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)，這現(xiàn)象稱為“退火”；DNA 復(fù)性溫度受 G+C 含量影響而各不相同?！窘馕觥?/p>

20、PCR 是體外 DNA 擴(kuò)增技術(shù)，DNA 雙鏈的解開不需要解旋酶，而是靠高溫使其變性解鏈，確，D 項(xiàng)錯(cuò)誤；復(fù)性前，在耐高溫的TaqDNA 聚合酶的作用下根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA 因此延伸的溫度要大于復(fù)性溫度但小于變性溫度，B 項(xiàng)正確；PCR程中 DNA 聚合酶要在 7075C條件下催化 DNA 鏈的延伸，所以要用耐高溫的 DNA 聚合酶，C 項(xiàng)正確。13.【答案】C【解析】一個(gè) DNA 分子利用 PCR 技術(shù)循環(huán) 5 次后產(chǎn)生的 DNA 分子數(shù)目為 2n。而 DNA 的復(fù)制是半保留復(fù) 制，其特點(diǎn)是：新形成的DNA 雙鏈，一條是來自親代 DNA 分子的母鏈，另一條是新形成的子鏈。這樣最初由15N 標(biāo)記的 DNA 分子復(fù)制后，其標(biāo)記的兩條鏈就分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA 分子中，這樣兩個(gè)子代 DNA分子帶標(biāo)記。以后均是在沒有標(biāo)記的環(huán)境中培養(yǎng)，不論經(jīng)過多少次復(fù)制，最初標(biāo)記的兩條鏈?zhǔn)冀K存在于兩個(gè) DNA 分子中，