2022-2023學(xué)年蘇教版選擇性必修3 第三章 第一節(jié)　第2課時(shí)　聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)、DNA的粗提取和鑒定 作業(yè)

第2課時(shí)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù)、DNA的粗提取和鑒定課后訓(xùn)練?鞏固提升會(huì)應(yīng)用A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練.（2022揚(yáng)州中學(xué)高二期中）如圖是PCR擴(kuò)增的過程示意圖，下列敘述正確的是（A）A.在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí),DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似B.A過程需要解旋酶的參與C.Taq酶是在B過程發(fā)揮作用的D.該過程需要一對(duì)特異性的引物，要求一對(duì)引物的序列是互補(bǔ)的解析|PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA的原理是DNA復(fù)制，因此在該過程中DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似,A項(xiàng)正確;A過程在高溫條件下完成，不需要解旋酶的參與,B項(xiàng)錯(cuò)誤：7?切酶能催化DNA子鏈的延伸,在過程C中發(fā)揮作用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該過程需要一對(duì)特異性的引物，這一對(duì)引物的序列不能是互補(bǔ)的，否則會(huì)因?yàn)閴A基互補(bǔ)配對(duì)無法發(fā)揮作為引物的作用,D項(xiàng)錯(cuò)誤。.（2022阜寧中學(xué)高二期中）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(cè)的序列。%未知序列出.知匠烈事未知序列已'1DNA連接的已知序pc^I^^V）擴(kuò)增DNA聚合酶____PCR產(chǎn)物已知的DNA序列為：S'-AACTATGCGCTCATGA……GCAATGCGTAGCCTCT-3'3Z-TTGATACGCGAGTACT……CGTTACGCATCGGAGA-5/設(shè)計(jì)的一些PCR引物為：?5—AACTATGCGCTCATGA—3'@5—GCAATGCGTAGCCTCT—3'@5'—AGAGGCTACGCATTGC—3'?5—TCATGAGCGCATAGTT—31擴(kuò)增過程選用的引物是（C）A.①和④B.②和③C.②和④D.①和③解困引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始延伸DNA子蛙，因?yàn)镈NA的合成方向總是從子鏈的5'端向3'端延伸，故為擴(kuò)增未知序列，選擇的與模板鏈相結(jié)合的引物應(yīng)為5'—TCATGAGCGCATAGTT-3（引月勿④/口5'—GCAATGCGTAGCCTCT-3（引夕為②）,C項(xiàng)符合題意。3.引物的設(shè)計(jì)是影響PCR擴(kuò)增反應(yīng)的效率和特異性的關(guān)鍵因素，相關(guān)敘述正確的是（B）A.引物的堿基數(shù)量越少則退火溫度越低、目標(biāo)DNA獲得率越高B.根據(jù)需要可在引物的5,端添加限制酶識(shí)別序列、點(diǎn)突變序列等C.兩種引物的退火溫度差異較大,可減少引物與模板的非特異性結(jié)合D.引物的GC含晟越高，結(jié)合特異性越強(qiáng)，越利于目標(biāo)DNA的擴(kuò)增畫退火溫度與時(shí)間,取決于引物的長度、堿基組成及其濃度，引物的堿基數(shù)量越少變性時(shí)破開的我鍵越少，則退火溫度越低,但能與引物發(fā)生配對(duì)的片段就越多，目標(biāo)DNA獲得率越低,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)需要可在引物的5'端添加限制酶識(shí)別序列、點(diǎn)突變序列等，以便更加準(zhǔn)確地獲得目的基因,B項(xiàng)正確;兩種引物的退火溫度差異較大，導(dǎo)致不能同時(shí)退火，甚至一條鏈在延伸，一條鏈在退火，可增加引物與模板的非特異性結(jié)合,C項(xiàng)錯(cuò)誤:引物的GC含量越高，結(jié)合特異性越強(qiáng)，但GC過高，不利于退火，從而阻礙目標(biāo)DNA的擴(kuò)增,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.（2022南通高三期末）RT—PCR是將RNA的逆轉(zhuǎn)錄和cDNA的聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增相結(jié)合的技術(shù)。目前國際均以RT—PCR檢測呈陽性作為感染新型冠狀病毒肺炎的“金標(biāo)準(zhǔn)”，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（C）A.RT—PCR反應(yīng)體系中需要添加逆轉(zhuǎn)錄前和熱穩(wěn)定的DNA聚合陋B.RT—PCR也需要經(jīng)過高溫變性、低溫退火和中溫延伸CRT—PCR模擬了新冠病毒在人體細(xì)胞內(nèi)增殖的主要過程D.標(biāo)本保存與運(yùn)輸不當(dāng)可能導(dǎo)致RT-PCR檢測呈假陰性畫逆轉(zhuǎn)錄酶在RNA的逆轉(zhuǎn)錄過程中發(fā)揮作用，熱穩(wěn)定的DNA聚合酶在cDNA的聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增中發(fā)揮作用,故該反應(yīng)體系中需加入逆轉(zhuǎn)錄酶和熱穩(wěn)定的DNA聚合酶,A項(xiàng)正確;該技術(shù)包括cDNA的聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增過程，故需要經(jīng)過高溫變性、低溫退火和中溫延伸.B項(xiàng)正確;新冠病毒屬于自我復(fù)制型的RNA病毒,其在宿主細(xì)胞內(nèi)不進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄過程,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若在標(biāo)本運(yùn)輸、保存中出現(xiàn)了損壞和污染，導(dǎo)致新冠病毒核酸破壞而無法檢測，可能導(dǎo)致RT—PCR檢測呈假陰性,D項(xiàng)正確。5.（2022鹽城伍佑中學(xué)高二期中）下列關(guān)于DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的各步驟操作目的的表述，錯(cuò)誤的是（C）A.離心沉淀的血細(xì)胞中加水是為/使血細(xì)胞破裂從而提取DNAB.加入物質(zhì)的量濃度為2mol-L」的NaCI溶液，是為了溶解DNAC.向溶解有DNA的NaCl溶液中加蒸鏘水是為了洗滌DNA,除去雜質(zhì)D.在一定溫度下,DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色解困離心沉淀的血細(xì)胞中加水是為了使血細(xì)胞破裂釋放DNA,從而提取DNA,A項(xiàng)正確;氯化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為2molL-'時(shí),DNA溶解,B項(xiàng)正確;向溶解DNA的燒杯中加蒸餡水是為了降低氯化鈉溶液的濃度，從而使DNA析出,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在一定溫度（沸水浴）下,DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色,D項(xiàng)正確。6.利用草莓進(jìn)行“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，下列有關(guān)敘述正確的是（C）A.在切碎的草箱中加入一定量的NaCl溶液和洗滌劑，充分研磨，過濾后棄去濾液B.利用高溫能使蛋白質(zhì)變性，卻對(duì)DNA沒有影響的特性,也可將DNA與蛋白質(zhì)分離C.粗提取DNA時(shí)觀察到絲狀物偏少，可能是向2molL-1NaCl溶液中加入蒸儲(chǔ)水過多D.將白色絲狀物溶解在NaCl溶液中，加入二苯胺試劑后振蕩,觀察顏色變化畫在切碎的草莓中加入一定量的NaCl溶液和洗滌劑，充分研磨，過濾后保留濾液，因?yàn)榇藭r(shí)DNA溶解在濾液中,A項(xiàng)錯(cuò)誤;高溫能使蛋白質(zhì)變性（永久性變性），對(duì)DNA也有影響（高溫使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)打開）,B項(xiàng)錯(cuò)誤;粗提取DNA時(shí)觀察到絲狀物偏少，可能是向2moiLNaCI溶液中加入蒸餡水過多,導(dǎo)致部分DNA析出后再溶解，因此過濾后得到的DNA含量偏少,C項(xiàng)正確;將白色絲狀物溶解在NaCl溶液中,加入二苯胺試劑后需要沸水浴加熱才能觀察到顏色變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。.聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種體外擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)和DNA序列測定等方面?；卮鹨韵聠栴}。⑴細(xì)胞內(nèi)DNA更制過程中,引物的作用是，而且DNA兔制的前提是0（2）PCR利用了原理，可通過控制溫度來控制雙鏈的解旋與結(jié)合。（3）下面表格是DNA體內(nèi)復(fù)制與PCR反應(yīng)的部分比較結(jié)果。通過比較分析，請(qǐng)推導(dǎo)出PCR反應(yīng)合成DNA子鏈時(shí)能量來源于。項(xiàng)目原料ATPDNA體內(nèi)復(fù)制四種脫氧核甘酸需要PCR反應(yīng)脫氧胞昔三磷酸、脫氧腺甘三磷酸、脫氧胸背三璘酸、脫氧鳥甘三磷酸不需要答案（I）使DNA聚合酶能夠從引物的3,端開始連接脫氧核甘酸解開雙鏈（或打開氫鍵）（2）DNA的熱變性（3）所用原料水解產(chǎn)生相應(yīng)脫氧核甘酸時(shí)所釋放的能量解析|(1)細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過程中，引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核普酸,DNA是穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)，所以DNA復(fù)制的前提是解開雙鏈。(2)PCR利用了DNA的熱變性原理即DNA的變性和退火，可通過控制溫度來控制雙鏈的解旋與結(jié)合。(3)通過比較分析,PCR反應(yīng)合成DNA子鏈時(shí)不需要提供ATP,但原料是脫氧胞甘三磷酸、脫氧腺甘三磷酸、脫氧的昔三磷酸、脫氧鳥普三磷酸，原料水解生成脫氧核昔酸時(shí)可釋放能量，所以能量來源于所用原料水解產(chǎn)生相應(yīng)脫氧核普酸時(shí)所釋放的能量。.新冠病毒為一種RNA病毒。利用實(shí)時(shí)熒光RT—PCR技術(shù)，研制出了核酸診斷試劑盒，用于易感人群的新冠病毒核酸檢測?；卮鹣铝袉栴}。(1)編碼新冠病毒相關(guān)蛋白的基因能在人體肺部細(xì)胞中表達(dá)，其理論基礎(chǔ)是。新冠病毒的RNA易被RNA酶降解，科研人員在提取RNA時(shí)往往需加入一種蛋白酶K,推測其作用是_O(2)PCR技術(shù)的原理是。PCR反應(yīng)每次循環(huán)分為三個(gè)環(huán)節(jié),若通過PCR技術(shù)對(duì)某DNA分子擴(kuò)增，至少需要種引物。其中引物的作用是_。(3)RT—PCR是以病毒的RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA,并對(duì)cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增的過程。在上述RT—PCR技術(shù)中，用到的酶有逆轉(zhuǎn)錄酶和o磔(1)遺傳信息的表達(dá)都遵循中心法則;所有生物共用一套密碼子水解RNA酶，防止病毒RNA被降解(2)DNA復(fù)制變性、退火、延伸2使DNA聚合前能夠從引物的3,端開始連接脫氧核甘酸(3)熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(A/,/酶)畫⑴遺傳信息的傳遞都遵循中心法則(都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則)，所有生物共用一套密碼子，因此編碼新冠病毒相關(guān)蛋白的基因能在人體肺部細(xì)胞中表達(dá);新冠病毒的RNA易被RNA晦降解，添加蛋白酶K可以防止RNA水解，因此蛋白晦K可能可以水解RNA酶，防止病毒RNA被降解。(2)PCR技術(shù)是體外進(jìn)行DNA復(fù)制的技術(shù);在體外合成DNA分為變性、退火、延伸三個(gè)環(huán)節(jié);DNA復(fù)制以兩條鏈為模板,而復(fù)制時(shí)需要弓山勿，因此需要2種引物與兩條模板鏈結(jié)合;引物使DNA聚合酶能夠從弓1物的3'端開始連接脫氧核甘酸。(3)逆轉(zhuǎn)錄酶能將RNA轉(zhuǎn)變?yōu)镈NA,而PCR還需要熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(7hg酶)，合成DNA。B級(jí)關(guān)鍵能力提升練.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因淇原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。下列敘述錯(cuò)誤的是(D)iimiiimimmiiimimmimiiimumimmmii第一輪循環(huán)《A.用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列B.設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成堿基互補(bǔ)配時(shí)而造成引物自連C.退火溫度過高可能導(dǎo)致PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物D.第四輪循環(huán)產(chǎn)物中同時(shí)含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例為15/16解析|PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA分子片段的技術(shù),只要有DNA模板就行，不需要知道其全部序列就可以擴(kuò)增,A項(xiàng)正確;退火溫度過高，引物無法與模板結(jié)合，可能導(dǎo)致PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物C項(xiàng)正確;由圖可知，由原來的每條母鏈為模板合成的兩個(gè)新DNA分子中，只含有引物A或引物B,而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時(shí)，兩種引物都含有,故第四輪循環(huán)共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，其中2分子DNA只含有1種引物，因此同時(shí)含有A和B引物的DNA分子是14個(gè)，占I4/16,D項(xiàng)錯(cuò)誤。.（多選）（2022鹽城三模）某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述正確的是（AD）A.取材時(shí)可選用雞血、洋蔥、菜花等富含DNA的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B.破碎植物細(xì)胞時(shí)，加入洗滌劑以加速細(xì)胞壁瓦解C.DNA的釋放和溶解是實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵，調(diào)節(jié)NaCl溶液濃度利于DNA釋放D.鑒定時(shí)，需將DNA溶解在2mol-L1NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑進(jìn)行沸水浴國明雞血、洋蔥、菜花等材料富含DNA,可用以“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn),A項(xiàng)正確;破碎植物細(xì)胞時(shí)，加入洗滌劑以加速細(xì)胞膜瓦解,B項(xiàng)錯(cuò)誤;用蒸饋水處理動(dòng)物細(xì)胞即可促進(jìn)細(xì)胞破裂，釋放內(nèi)容物,有利于DNA的釋放，調(diào)節(jié)NaCl溶液濃度利于DNA的溶解或析出,C項(xiàng)錯(cuò)誤;用二苯胺試劑鑒定提取的DNA時(shí)，沸水浴加熱冷卻后會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色,D項(xiàng)正確。.（多選）PCR技術(shù)可用于遺傳多樣性的研究。如圖是對(duì)跳蟲A和跳蟲B的DNA分析實(shí)驗(yàn)過程，下列有關(guān)敘述正確的是（ABC）

rr大跳蟲a

或Br大跳蟲a

或B加入核甘酸、7hq酶和Q引物r大跳蟲a

或B加入核甘酸、7hq酶和Q引物陰性參考對(duì)照物跳蟲DNA'^ZA.蛋白隨可.以分解組織中的蛋白質(zhì),在提取DNA時(shí)，加入蛋白酶有助于釋放出DNAB.Taq酶能夠熱穩(wěn)定，常在PCR中用于DNA鏈的合成C將已知長度的DNA片段裝到凝膠上作參照，可用于估測樣本DNA片段的大小D.陰性對(duì)照是加入DNA模板和PCR擴(kuò)增過程所需的其他混合物，以檢測是否有“污染”解狗蛋白酶可以分解組織中的蛋白質(zhì)，因?yàn)檎婧松锏腄NA與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，因此，在提取DNA時(shí)加入蛋白酶有助于釋放出DNA,A項(xiàng)正確;八可酶能夠熱穩(wěn)定，高溫下不會(huì)變性，常在PCR中用于DNA鏈的合成,B項(xiàng)正確;將已知長度的DNA片段裝到凝膠上作參照，通過比對(duì)能估測樣本DNA片段的大小,C項(xiàng)正確;陰性對(duì)照是未加DNA模板但加入PCR擴(kuò)增過程所需的混合物，目的是檢測試劑是否污染,D項(xiàng)錯(cuò)誤。.PCR技術(shù)廣泛應(yīng)用于對(duì)少量DNA樣品的大量擴(kuò)增過程中,尤其在法醫(yī)鑒定中有重要的意義。PCR擴(kuò)增過程示意圖如圖，請(qǐng)回答下列問題。模板DNA引物1引物2，DCD94tl步驟155%：t步驟255tl55%：t步驟294ct步驟：(l)PCR技術(shù)的原理是.PCR反應(yīng)中需要加入緩沖液、引物、模板DNA、(2)圖中步驟1代表，步驟2代表，步驟3代表延伸,這三個(gè)步驟組成一輪循環(huán)。(3)引物1和引物2的堿基序列(填“相同”或“不同”)。若一個(gè)DNA分子在PCR中經(jīng)歷〃輪循環(huán)，理論上需要消耗個(gè)引物，由引物形成子鏈的延伸方向是(4)PCR擴(kuò)增時(shí)，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵,退火溫度過高會(huì)破壞之間的堿基配對(duì)。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，長度相同但G-C含量高的引物需要設(shè)定(填“更高”或“更低”)的退火溫度。如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，則可以采取的改進(jìn)措施有一(填序號(hào):①升高退火溫度②降低退火溫度③重新設(shè)計(jì)引物)。磔(l)DNA的半保留復(fù)制dNTP熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(7殉酶)⑵變性退火（3）不同2"旬-2由5端一3端（4）引物與模板更高②③國畫（l）PCR技術(shù)的原理是DNA的半保留復(fù)制。PCR反應(yīng)中需要加入緩沖液、引物、模板DNA、dNTP、熱穩(wěn)定的D