高中生物2022年高考生物一輪復習 第10單元 強化練21　PCR技術的應用

強化練21PCR技術的應用1．新型冠狀病毒(2019－nCoV)的核酸檢測使用逆轉錄PCR技術。將待測樣本處理后，先將樣本RNA逆轉錄成cDNA，再以cDNA為模板進行擴增。請據(jù)此回答下列問題：(1)樣本RNA逆轉錄成cDNA的原料是_____________________________________________。(2)逆轉錄PCR反應中使用的DNA聚合酶是從水生耐熱菌中分離提取的，該DNA聚合酶優(yōu)勢在于________。(3)下表是用于2019－nCoV的cDNA擴增的兩種引物序列。引物名稱引物序列(5′－3′)引物1TTCG引物2TCAC①引物1對應的模板鏈序列(3′－5′)為_______________________________________。②下圖為cDNA的部分序列，引物1和引物2對應的位置分別是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。(4)PCR技術獲取目的基因的優(yōu)勢是_____________________________________________。(5)目前________(填“能”或“不能”)利用2019－nCoV的遺傳物質作為基因工程載體，請說明原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)四種脫氧核苷酸(2)耐高溫(3)①AAGC……②Ⅱ、Ⅲ(4)可大量擴增目的基因(5)不能2019－nCoV的遺傳物質是RNA，細胞生物的遺傳物質是DNA，目的基因無法整合到2019－nCoV的RNA上，且RNA在細胞中不能穩(wěn)定存在2．(2020·山東桓臺摸底)如圖為轉基因抗病毒馬鈴薯培育過程圖，請據(jù)圖回答有關問題：(1)PCR技術利用的基本原理是______________________________________________。利用該技術擴增目標DNA片段(子鏈的延伸方向從5′端→3′端)，應選擇圖中的引物____________(填字母)與模板DNA結合。(2)PCR體系經過n次循環(huán)可使DNA數(shù)量得到約2n倍的擴增。若反應體系加入m個靶DNA，經3次循環(huán)后圖中所示目標DNA片段所占的比例為________。(3)在構建基因表達載體時，常用兩種不同的限制酶切割目的基因和質粒，獲得不同的黏性末端，其主要目的是______________________________________________________________。(4)重組細胞經過G、H過程成功培育出了轉基因抗病毒馬鈴薯植株，此過程涉及的細胞工程技術是____________________，該技術廣泛應用于____________________、____________等育種過程。(5)研究表明，轉基因植物可以通過花粉將外源基因擴散到其他植物，從而對生態(tài)環(huán)境造成潛在的危害。因此，科學家設法將目的基因整合到受體細胞的________(填“細胞核”或“葉綠體”)基因組中，以防止目的基因通過花粉向其他植物擴散。答案(1)DNA雙鏈復制B和E(2)eq\f(1,4)(3)防止目的基因和質粒自身環(huán)化及反向連接(4)植物組織培養(yǎng)技術基因工程育種單倍體育種(5)葉綠體解析(1)PCR技術擴增目的基因的原理是DNA雙鏈復制。引物是一小段單鏈DNA，引物5′端的堿基可以與DNA兩條鏈的3′端的堿基進行堿基互補配對，可作為DNA復制的起始點。子鏈的延伸方向從5′端→3′端，DNA聚合酶從引物的3′端開始延伸DNA鏈。因此要擴增目的基因，應選用圖中的B和E作為引物。(2)PCR體系經過n次循環(huán)可使DNA數(shù)量得到約2n倍的擴增，則m個靶DNA經3次循環(huán)得到8m個DNA分子，目標DNA片段所占的比例為eq\f(2m,8m)＝eq\f(1,4)。(5)花粉中含有精子，幾乎不含細胞質，而受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞，所以科學家設法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中，以防止目的基因通過花粉向其他植物擴散。3．(2020·江蘇，33)如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，簡捷地分析出已知序列兩側的序列，具體流程如下圖(以EcoRⅠ酶切為例)：請據(jù)圖回答問題：(1)步驟Ⅰ用的EcoRⅠ是一種________________酶，它通過識別特定的________________切割特定位點。(2)步驟Ⅱ用的DNA連接酶催化相鄰核苷酸之間的3′－羥基與5′－磷酸間形成________________；PCR循環(huán)中，升溫到95℃是為了獲得____________；TaqDNA聚合酶的作用是催化____________________________________________________________。(3)若下表所列為已知的DNA序列和設計的一些PCR引物，步驟Ⅲ選用的PCR引物必須是________(從引物①②③④中選擇，填編號)。DNA序列(虛線處省略了部分核苷酸序列)已知序列PCR引物①5′－AACTATGCGCTCATGA－3′②5′－GCAATGCGTAGCCTCT－3′③5′－AGAGGCTACGCATTGC－3′④5′－TCATGAGCGCATAGTT－3′(4)對PCR產物測序，經分析得到了片段F的完整序列。下列DNA單鏈序列中(虛線處省略了部分核苷酸序列)，結果正確的是________。A．5′－AACTATGCG－－－－－－AGCCCTT－3′B．5′－AATTCCATG－－－－－－CTGAATT－3′C．5′－GCAATGCGT－－－－－－TCGGGAA－3′D．5′－TTGATACGC－－－－－－CGAGTAC－3′答案(1)限制性核酸內切(或限制)核苷酸序列(2)磷酸二酯鍵DNA單鏈以DNA為模板的DNA鏈的延伸(3)②④(4)B解析(1)步驟Ⅰ用的EcoRⅠ是一種限制性核酸內切酶，它通過識別特定的核苷酸序列來進行切割。(2)步驟Ⅱ中用DNA連接酶催化相鄰核苷酸之間的3′－羥基與5′－磷酸間形成磷酸二酯鍵。PCR循環(huán)中，升溫到95℃是為了解開DNA雙鏈獲得DNA單鏈，TaqDNA聚合酶的作用是催化以DNA為模板延伸形成子鏈的過程。(3)PCR過程中，根據(jù)已知的DNA序列合成兩個引物，要注意模板鏈和引物的方向是相反的，引物的核苷酸序列要能夠和相應模板的核苷酸序列發(fā)生堿基互補配對，環(huán)狀DNA圖中顯示PCR過程是從已知DNA序列的兩端分別向相反方向形成子鏈，一個引物是與已知DNA序列的第一條鏈的左端互補結合，向右側方向延伸形成子鏈，該引物是④，另一個引物是與已知D