2024-2025學(xué)年高中生物專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段練習(xí)含解析新人教版選修1

PAGE6-多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段[基礎(chǔ)全練]1．下列有關(guān)PCR原理的敘述，錯誤的是()A．利用了DNA分子的熱變性原理B．DNA的合成方向總是從子鏈的3′端向5′端延長C．PCR過程須要用到DNA模板、2種引物、4種脫氧核苷酸和酶D．TaqDNA聚合酶的特性是耐高溫解析：PCR利用的是DNA分子的熱變性原理，在80～100℃的溫度范圍內(nèi)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解體，雙鏈分開，當(dāng)溫度緩慢降低后，兩條彼此分別的DNA鏈又重新結(jié)合成雙鏈，A正確；DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延長，B錯誤；PCR過程須要用到DNA模板、分別與兩條模板鏈相結(jié)合的2種引物、4種脫氧核苷酸和耐高溫的TaqDNA聚合酶，C、D正確。答案：B2．在PCR過程中，雙鏈DNA解聚為單鏈、引物與單鏈結(jié)合以及形成新的子鏈所須要的大致溫度依次是()A．72℃、50℃、90℃ B．90℃、50℃、72℃C．50℃、72℃、90℃ D．50℃、90℃、72℃解析：雙鏈DNA的解旋，須要高溫(一般須要90℃左右)來破壞氫鍵。溫度下降到50℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈DNA結(jié)合，此過程為復(fù)性。溫度上升到72℃左右時，在DNA聚合酶的作用下，以四種脫氧核苷酸為原料合成新的DNA鏈，此過程為延長。答案：B3．如圖表示PCR擴(kuò)增的產(chǎn)物，請分析它是第幾次循環(huán)的產(chǎn)物()A．第一次 B．其次次C．第三次 D．第四次解析：在PCR反應(yīng)中，以引物為標(biāo)記，第一次循環(huán)時，以加入的DNA為模板，兩條DNA鏈可分別由引物Ⅰ和引物Ⅱ與模板鏈結(jié)合并在DNA聚合酶的作用下延長，所以形成的每個子DNA中只有一種引物；從其次次循環(huán)起先，上次產(chǎn)生的DNA分子又可作為模板參加反應(yīng)，所以會形成DNA分子兩端均含有引物的狀況。因此題圖中所出現(xiàn)的狀況是第一次循環(huán)的產(chǎn)物。答案：A4．如圖表示DNA的變性和復(fù)性，下列相關(guān)說法正確的是()A．由左向右的過程表示熱(80～100℃)變性的過程B．由右向左的過程為DNA雙鏈快速制冷復(fù)性C．變性與在生物體內(nèi)解旋過程的條件、實質(zhì)都相同D．圖中DNA片段共有4個游離的磷酸基團(tuán)、4個3′端解析：變性后的DNA在緩慢降溫后才會復(fù)性；變性與在生物體內(nèi)解旋過程的條件不同、實質(zhì)相同；任一DNA片段都有兩個游離的磷酸基團(tuán)(5′端)和兩個3′端。答案：A5．在PCR擴(kuò)增的試驗中，加入一種提取物(一種模板DNA片段)，但試驗得到的產(chǎn)物中卻有兩種DNA。其緣由可能是()A．?dāng)U增時間過短B．TaqDNA聚合酶發(fā)生變異C．基因污染D．溫度過高解析：發(fā)生題中所述狀況的緣由是基因污染。答案：C6．關(guān)于PCR技術(shù)的應(yīng)用，錯誤的一項是()A．古生物學(xué)、刑偵破案、DNA序列測定B．診斷遺傳疾病、基因克隆、古生物學(xué)C．DNA序列測定、基因克隆、刑偵破案D．診斷遺傳疾病、合成核苷酸、DNA序列測定解析：PCR技術(shù)是體外擴(kuò)增DNA的技術(shù)，用來在體外合成大量DNA，供各種探討或診斷須要。本技術(shù)以脫氧核苷酸作為原料，但這個過程無法合成核苷酸。答案：D7．下列有關(guān)PCR的描述，不正確的是()A．PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制B．用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA是一個酶促反應(yīng)，須要用到耐高溫的解旋酶和DNA聚合酶C．一個DNA片段經(jīng)PCR擴(kuò)增n次，可形成2n個DNA片段D．PCR利用DNA的熱變性來限制DNA的解聚與結(jié)合解析：PCR是一種體外快速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，它以極少量的DNA為模板，以四種脫氧核苷酸為原料，在引物作用下使DNA聚合酶從引物的3′端連接脫氧核苷酸，短時間內(nèi)快速復(fù)制上百萬份的DNA。PCR利用DNA在不同溫度下變性或復(fù)性的特性來解旋并結(jié)合引物，不須要解旋酶。答案：B8．PCR反應(yīng)的最大特點是具有較強(qiáng)的擴(kuò)增實力與極高的靈敏性，但令人頭痛的問題是易污染，下列關(guān)于防止污染的方法不正確的是()A．將樣品的處理、PCR反應(yīng)液的配制、PCR反應(yīng)及PCR產(chǎn)物的鑒定等步驟分區(qū)或分室進(jìn)行B．用移液器吸樣時要慢，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必需更換C．全部的PCR試劑都應(yīng)用大瓶分裝，以削減重復(fù)加樣次數(shù)，避開污染D．PCR反應(yīng)液應(yīng)與樣品及PCR產(chǎn)物分開保存，不應(yīng)放于同一冰盒或同一冰箱中解析：PCR所用的緩沖液和酶等應(yīng)分裝成小份，并在－20℃儲存。運用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢溶化，故C錯誤。答案：C9．PCR技術(shù)有效地解決了因為樣品中DNA含量太低難以對樣品進(jìn)行探討的問題，而被廣泛應(yīng)用，與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制相比，PCR可以快速擴(kuò)增所需的DNA片段，請分析回答下列有關(guān)問題：(1)體內(nèi)DNA復(fù)制過程中用解旋酶打開雙鏈DNA，而PCR技術(shù)中的解旋原理是_______________________________________________________________。(2)此過程須要一種TaqDNA聚合酶。該酶是從________________中分別的。(3)與一般DNA聚合酶相比，TaqDNA聚合酶具有的特性是__________________。(4)與體內(nèi)DNA復(fù)制相比較，PCR反應(yīng)要在________中才能進(jìn)行，并且要嚴(yán)格限制________條件。(5)PCR中加入的引物有________種，加入引物的作用是_________。解析：(1)PCR技術(shù)中用高溫使DNA分子中的氫鍵打開，從而解旋，其原理是DNA的熱變性原理。(2)TaqDNA聚合酶是從水生耐熱細(xì)菌Taq中提取的。(3)與一般DNA聚合酶相比，TaqDNA聚合酶在90℃以上的環(huán)境中不變性，具有耐高溫的特性。(4)PCR反應(yīng)須要相宜的溫度和pH，因此PCR反應(yīng)要在肯定的緩沖溶液中進(jìn)行，并需嚴(yán)格限制好溫度條件。(5)PCR須要兩種引物，引物的識別位點確定了PCR擴(kuò)增的DNA片段。PCR中加入的引物是小段單鏈DNA或RNA，作用是引導(dǎo)DNA復(fù)制，可以使游離的脫氧核苷酸與之結(jié)合形成磷酸二酯鍵，成為DNA復(fù)制的起點。答案：(1)DNA的熱變性原理(2)水生耐熱細(xì)菌Taq(3)耐高溫(4)肯定的緩沖溶液溫度(5)2作為DNA復(fù)制的起點10．PCR是一種DNA體外擴(kuò)增技術(shù)。1988年，PCR儀問世，并被廣泛應(yīng)用于基因擴(kuò)增和DNA序列測定，如圖是PCR技術(shù)示意圖，請回答：(1)標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程一般分為________、________、________三大步驟。(2)引物是此過程中必需加入的物質(zhì)，從化學(xué)本質(zhì)上說，可引物是一小段_______。(3)將雙鏈DNA________，使之變性，從而導(dǎo)致____________________。(4)引物延長須要供應(yīng)________________作為原料。解析：標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程一般分為變性、復(fù)性和延長三大步。引物是此過程中必需加入的物質(zhì)，從化學(xué)本質(zhì)上說，引物是一段DNA或RNA，它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對。在PCR過程中，當(dāng)溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解旋為單鏈，當(dāng)系統(tǒng)溫度上升到72℃左右時，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成新的DNA鏈。答案：(1)變性復(fù)性延長(2)單鏈DNA或RNA(3)加熱到95℃雙鏈DNA分別成兩條單鏈(4)四種脫氧核苷酸[素養(yǎng)提升]11．PCR一般要經(jīng)過三十多次循環(huán)，從其次次循環(huán)起先，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參加反應(yīng)，下列相關(guān)敘述正確的是()A．由引物Ⅰ延長而成的DNA單鏈作模板時，仍與引物Ⅰ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延長B．由引物Ⅰ延長而成的DNA單鏈作模板時，無須與引物結(jié)合，干脆在酶的作用下從頭合成子鏈C．若只有1個DNA片段作為模板，經(jīng)過5次循環(huán)，會含有這樣的DNA片段32個D．若只有1個DNA片段作為模板，經(jīng)過2次循環(huán)，含引物Ⅰ的DNA單鏈占DNA總鏈數(shù)的1/4解析：當(dāng)由引物Ⅰ延長而成的DNA單鏈作模板時，此單鏈引物固定端為5′端，因此與它互補(bǔ)的子鏈應(yīng)從另一端起先合成，即與引物Ⅱ結(jié)合延長DNA子鏈，A、B錯誤；若只有1個DNA片段作為模板，經(jīng)過5次循環(huán)，DNA復(fù)制了5次，可以得到的DNA分子數(shù)是25＝32(個)，C正確；若只有1個DNA片段作為模板，經(jīng)過2次循環(huán)，會形成4個DNA片段，8條單鏈，其中含有原始模板鏈(不含引物)2條，另外6條單鏈中含有引物Ⅰ的有3條單鏈，含有引物Ⅱ的有3條單鏈，即含有引物Ⅰ的DNA單鏈占DNA總鏈數(shù)的3/8，D錯誤。答案：C12．如圖表示PCR擴(kuò)增某個目的基因的基本過程，有關(guān)敘述正確的是()A．PCR技術(shù)的主要原理是DNA復(fù)制，解旋酶和DNA聚合酶分別在圖中①、③兩步中起作用B．據(jù)圖分析PCR操作過程中運用的DNA聚合酶至少要能忍受72℃的高溫C．PCR技術(shù)運用的前提是能夠利用目的基因的部分序列合成至少1種引物D．因為引物不能重復(fù)運用，所以在第n輪擴(kuò)增過程中至少消耗2n個引物解析：PCR技術(shù)的主要原理是DNA復(fù)制，PCR過程中通過高溫變性而得到解旋的目的，不須要解旋酶，A錯誤；據(jù)圖分析PCR操作過程中運用的DNA聚合酶至少要能忍受94℃的高溫，B錯誤；PCR技術(shù)的原理是DNA的復(fù)制，而DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，因此運用的前提是能夠利用目的基因的部分序列合成至少1種引物，C正確；因為引物不能重復(fù)運用，所以在第n輪擴(kuò)增過程中至少消耗(2n－2)－(2n－1－2)＝2n－1個引物，D錯誤。答案：C13．用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因植株是否勝利導(dǎo)入目的基因時，得到以下電泳圖譜．其中1號為DNA標(biāo)準(zhǔn)樣液(Marker)，10號為蒸餾水，PCR時加入的模板DNA如圖所示。據(jù)此作出的分析，不合理的是()A．PCR產(chǎn)物的分子大小在250～500bp之間B．3號樣品為不含目的基因的載體DNAC．9號樣品對應(yīng)植株不是所需的轉(zhuǎn)基因植株D．10號確定反應(yīng)體系等對結(jié)果沒有干擾解析：PCR過程中，可以通過設(shè)計特定的引物來擴(kuò)增特定的DNA片段。4～9號是轉(zhuǎn)基因植株，理論上應(yīng)包含目的基因，結(jié)合2號野生型和10號蒸餾水組的結(jié)果，推想包含目的基因的片段大小應(yīng)為250～500bp，A正確。3號PCR結(jié)果包含250～500bp片段，應(yīng)包含目的基因，B錯誤。9號PCR結(jié)果不包含250～500bp片段，所以不是所需轉(zhuǎn)基因植株，C正確。10號放入蒸餾水，可解除反應(yīng)體系等對結(jié)果的干擾，D正確。答案：B14．在PCR擴(kuò)增DNA的試驗中，預(yù)料一個DNA分子經(jīng)過30次循環(huán)后，應(yīng)當(dāng)?shù)玫?30個DNA分子，但是結(jié)果只有約210個DNA分子，那么出現(xiàn)該現(xiàn)象的緣由不行能是()A．TaqDNA聚合酶的活力不夠或活性受到抑制B．系統(tǒng)設(shè)置欠妥C．循環(huán)次數(shù)不夠D．引物不能與模板鏈結(jié)合解析：假如TaqDNA聚合酶活力不夠或活性受到抑制，則其催化效率會降低，得到的產(chǎn)物會比預(yù)期的少，A項正確。假如PCR系統(tǒng)設(shè)置欠妥，則達(dá)不到預(yù)期的結(jié)果，B項正確。假如循環(huán)次數(shù)過少，則產(chǎn)物的量比預(yù)期的少，C項正確。假如引物設(shè)計不合理，可能就不能與模板DNA結(jié)合，造成無法進(jìn)行擴(kuò)增，D項錯誤。答案：D15．RT－PCR是將mRNA逆轉(zhuǎn)錄(RT)和cDNA的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)相結(jié)合的技術(shù)，詳細(xì)過程如圖所示，請回答：(1)過程①須要加入緩沖液、原料、________、________和引物A等。(2)過程②首先要將反應(yīng)體系的溫度上升到95℃，其目的是____________________，該反應(yīng)體系中所用的TaqDNA聚合酶至少應(yīng)能耐受________℃高溫。(3)確定RT－PCR擴(kuò)增片段的是引物，要對圖中單鏈cDNA進(jìn)行n次循環(huán)的擴(kuò)增，理論上至少須要________個引物B。(4)利用RT－PCR技術(shù)可對某些微量RNA病毒進(jìn)行檢測，并可提高檢測的靈敏度，緣由是_________________________________________。(5)RT－PCR過程中主要通過對________的限制，影響酶的活性，從而使得化學(xué)反應(yīng)高效有序地進(jìn)行。解析：(1)過程①是逆轉(zhuǎn)錄過程，操作時須要加入緩沖液、原料、模板(RNA提取物)、酶(逆轉(zhuǎn)錄酶)和引物A等。(2)過程②將反應(yīng)體系的溫度上升到95℃的目的是讓逆轉(zhuǎn)錄酶變性失活，同時使mRNA—cDNA雜合雙鏈解開。接下來所用的TaqDNA聚合酶至少應(yīng)能耐受95℃高溫。(3)確定RT－PCR擴(kuò)增片段的是