人教版選修一 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴增DNA片段 作業(yè) (2).doc

多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴增dna片段一、 選擇題(每小題5分，共50分)1下列有關(guān)pcr技術(shù)的說法不正確的是()apcr技術(shù)需要特殊的dna解旋酶bpcr技術(shù)體外復(fù)制dna以指數(shù)形式擴增cpcr技術(shù)的原理與dna復(fù)制的原理相同dpcr技術(shù)的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列【解析】pcr過程不需要解旋酶的參與，而是通過加熱來實現(xiàn)dna解旋的。a錯誤。【答案】a2.關(guān)于dna的復(fù)制，下列敘述正確的是()adna聚合酶不能從頭開始合成dna，只能從5端延伸dna鏈bdna復(fù)制不需要引物c引物與dna母鏈通過堿基互補配對進(jìn)行結(jié)合ddna的合成方向總是從子鏈的3端向5端延伸【解析】dna聚合酶(taq酶)的移動方向即子鏈合成方向是從3到5端，這和脫氧核苷酸的基本結(jié)構(gòu)有關(guān)，dna的合成，不論體內(nèi)或體外，都需要一段引物，原因是在dna合成中dna聚合酶僅僅可以把新的核苷酸加到已有的dna鏈上，引物與dna母鏈通過堿基互補配對進(jìn)行結(jié)合?！敬鸢浮縞3.下列有關(guān)pcr技術(shù)的敘述正確的是()a作為模板的dna序列必須不斷的加進(jìn)每一次的擴增當(dāng)中b作為引物的脫氧核苷酸序列必須不斷的加進(jìn)每一次的擴增當(dāng)中c反應(yīng)需要的dna聚合酶必須不斷的加進(jìn)反應(yīng)當(dāng)中d反應(yīng)需要的dna連接酶必須不斷的加進(jìn)反應(yīng)當(dāng)中【解析】模板dna只需加入一次，a項錯誤；引物在合成中不斷被利用，需不斷加入，b項正確；dna聚合酶可反復(fù)使用，c項錯誤；dna連接酶也可反復(fù)使用，d項錯誤?！敬鸢浮縝4從2001年初到現(xiàn)在，青島某實驗基地已孕育出上百只轉(zhuǎn)基因克隆羊，它們的體內(nèi)分別攜帶包括干擾素、抗凝血酶素、乙肝表面抗原在內(nèi)的多種藥用蛋白基因。這意味著，它們可以通過產(chǎn)奶的方式源源不斷地提供藥用蛋白基因，其應(yīng)用前景非常光明。在其實驗研究過程中，經(jīng)常利用pcr技術(shù)制取大量的有關(guān)藥用蛋白基因來供實驗用。下列有關(guān)pcr技術(shù)的敘述中，不合理的是()apcr擴增反應(yīng)中加入引物的作用是結(jié)合在模板dna上，提供dna延伸起始位點bdna聚合酶的作用是從引物的5端開始催化dna鏈的延伸cpcr技術(shù)依據(jù)是dna的熱變性原理dpcr的反應(yīng)過程一般經(jīng)歷三十多個循環(huán)，每次循環(huán)都包括變性、復(fù)性、延伸【解析】在pcr中引物能結(jié)合在模板dna上，提供dna延伸起始位點，故a正確；dna聚合酶的作用是從3端開始催化dna鏈的延伸，故b錯；pcr的原理是dna分子復(fù)制，每次循環(huán)包括變性、復(fù)性和延伸，故cd均正確?！敬鸢浮縝5pcr技術(shù)又稱聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，現(xiàn)在已成為分子生物學(xué)實驗室的一種常規(guī)手段，它可以在體外很短的時間內(nèi)將dna大量擴增。你認(rèn)為下列符合在體外進(jìn)行pcr反應(yīng)條件的一組是()穩(wěn)定的緩沖液環(huán)境dna模板合成引物四種脫氧核苷酸dna聚合酶dna解旋酶限制性核酸內(nèi)切酶溫控設(shè)備a bc d【解析】在pcr技術(shù)中，需要的條件有模板、引物、脫氧核苷酸、耐高溫的dna聚合酶，此外還需要適宜的溫度和ph，故d正確?！敬鸢浮縟6.聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(pcr)是一種體外迅速擴增dna片段的技術(shù)。pcr過程一般經(jīng)歷下述多次循環(huán)：95下使模板dna變性、解鏈55下復(fù)性(引物與dna模板鏈結(jié)合)72下引物鏈延伸(形成新的脫氧核苷酸鏈)。下列有關(guān)pcr過程的敘述中不正確的是()a變性過程中使用高溫破壞的是dna分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵b復(fù)性過程中引物與dna模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補配對原則完成c延伸過程中需要dna聚合酶、atp、四種核糖核苷酸dpcr與細(xì)胞內(nèi)dna復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高【解析】在pcr中，通過控制溫度打開氫鍵，使dna雙鏈變成單鏈，故a正確；復(fù)性過程中引物與dna模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補配對原則，故b正確；pcr中需要的原料是四種脫氧核苷酸，故c錯；由于pcr中使用的是耐高溫的dna聚合酶，因此比正常的細(xì)胞內(nèi)復(fù)制需要的溫度高，故d正確?！敬鸢浮縞7pcr利用了dna熱變性的原理，pcr儀實際上也是一種能自動調(diào)控溫度的儀器，對pcr過程中“溫度的控制”的說法中錯誤的是()a酶促反應(yīng)需要高的溫度，是為了確保模板是單鏈b延伸的溫度必須大于退火溫度，而小于變性溫度cdna聚合酶不具熱變性，要用耐高溫的聚合酶ddna解旋酶不具熱變性，為了確保模板是單鏈【解析】pcr是一種體外dna擴增技術(shù)。dna雙鏈的解開不需要解旋酶，靠高溫使其變性，雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)解體，雙鏈分開，退火前，在耐高溫的dna聚合酶作用下根據(jù)堿基互補配對原則合成新的dna，因此延伸的溫度要大于退火溫度小于變性溫度?！敬鸢浮縟8pcr過程與細(xì)胞內(nèi)的dna復(fù)制過程相比，主要有兩點不同，它們是()pcr過程需要的引物是人工合成的單鏈dna或rnapcr過程不需要dna聚合酶pcr過程中dna的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的pcr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 bc d【解析】pcr過程與細(xì)胞內(nèi)的dna復(fù)制過程相比較，主要有兩點不同：(1)pcr過程需要的引物是人工合成的單鏈dna或rna，長度通常為2030個核苷酸。(2)pcr過程中，dna解旋不依賴解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的?！敬鸢浮縞9退火溫度是影響pcr特異性的較重要的因素。變性后溫度快速冷卻至4060 ，可使引物和模板發(fā)生結(jié)合。pcr的結(jié)果可不考慮原來解旋開的兩個dna模板鏈的重新結(jié)合，原因不包括()a由于模板dna比引物復(fù)雜得多b引物和模板之間的碰撞結(jié)合機會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模板互補鏈之間的碰撞c加入引物的量足夠多而模板鏈數(shù)量少d模板鏈加熱解旋已經(jīng)變性不可能再次結(jié)合【解析】dna分子在94 左右的溫度范圍內(nèi)雙螺旋結(jié)構(gòu)解體，雙鏈打開，在dna分子復(fù)制時提供模板，這個過程稱為變性。當(dāng)溫度緩慢降低到4060 時，兩條解聚的單鏈分別與引物結(jié)合，稱為退火，故d項闡述錯誤?！敬鸢浮縟10. pcr技術(shù)中下列說法錯誤的有幾項()復(fù)性的目的是使原來分開的dna的兩條單鏈重新連接成雙鏈pcr技術(shù)是擴增完整的dna分子dna聚合酶不能從頭開始合成dna，只能從5端延伸dna鏈dna引物在細(xì)胞外可在dna聚合酶的作用下合成a有一項 b有二項c有三項 d有四項【解析】pcr 全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，pcr 技術(shù)是一項在生物體外復(fù)制特定dna的核酸合成技術(shù)，原理是dna復(fù)制，前提條件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一對引物，條件還包括模板dna、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定dna聚合酶(taq酶)，具體過程有高溫變性：dna解旋過程；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補鏈dna上；中溫延伸：合成子鏈。pcr擴增中雙鏈dna解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開?！敬鸢浮縟二、非選擇題11(10分)近10年來，pcr技術(shù)(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))成為分子生物學(xué)實驗室的一種常規(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(如下圖所示)。(1)加熱使dna雙鏈打開，這一步是打開_鍵，稱為_，在細(xì)胞中是在_酶的作用下進(jìn)行的。 (2)當(dāng)溫度降低時，引物與模板末端結(jié)合，在dna聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成兩條dna分子，此過程中原料是_，遵循_。 (3)pcr技術(shù)的必需條件，除了模板、原料、_酶以外，至少還有三個條件，即：液體環(huán)境、適宜的_和_。 (4)通過pcr技術(shù)使dna分子大量復(fù)制，若將一個用15n標(biāo)記的dna分子放入試管中，以含有14n的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制4次之后，則15n標(biāo)記的dna分子占全部dna總數(shù)的比例為_。 (5)現(xiàn)有一段dna序列：5caaggatcc33gttcctagg5。如果它的引物1為5ggaoh，則引物2為_。 【解析】dna兩條鏈之間的堿基通過氫鍵形成堿基對，從而將兩條鏈連接起來。因而，要想打開dna雙鏈，必須打開氫鍵，這一過程在細(xì)胞內(nèi)是在解旋酶作用下完成的，在細(xì)胞外(pcr)則是通過高溫實現(xiàn)的。合成dna時，所用的原料是4種游離的脫氧核苷酸，復(fù)制過程遵循堿基互補配對原則。pcr技術(shù)的條件除了模板、原料、酶以外，還要有適宜的溫度和酸堿度以及液體環(huán)境；用含15n標(biāo)記的dna分子作為模板，連續(xù)復(fù)制4次，共得到dna分子數(shù)為2416個，其中含有15n標(biāo)記的有兩個，占全部dna分子總數(shù)的1/8?！敬鸢浮?1)氫變性解旋(2)4種脫氧核苷酸堿基互補配對原則(3)taq dna聚合溫度ph(4)1/8(5)5caaoh12(10分)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(pcr)是一種體外迅速擴增dna片段的技術(shù)。請回答下列有關(guān)pcr技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問題。(1)dna的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，通常將_的末端稱為5端，當(dāng)引物與dna母鏈通過堿基互補配對結(jié)合后，dna聚合酶就能從引物的_開始延伸dna鏈。 (2)pcr利用dna的熱變性原理解決了打開dna雙鏈的問題，但又導(dǎo)致了dna聚合酶失活的新問題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種taq細(xì)菌中分離到_，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問題。要將taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養(yǎng)基叫_。 (3)pcr的每次循環(huán)可以分為_三步。假設(shè)在pcr反應(yīng)中，只有一個dna片段作為模板，請計算在5次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有_個這樣的dna片段。 (4)請用簡圖表示出一個dna片段pcr反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)物。(5)簡述pcr技術(shù)的主要應(yīng)用?！窘馕觥?1)dna聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在的核酸的3羥基上，與dna母鏈結(jié)合的rna引物就提供這個羥基。(2)因pcr利用了dna的熱變性原理解決了打開dna雙鏈的問題，所以用于催化dna復(fù)制過程的dna聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養(yǎng)基可將taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來。(3)dna復(fù)制兩條鏈均作為模板，進(jìn)行半保留復(fù)制，所以復(fù)制5次后得到的子代dna分子數(shù)為2532個。(4)新合成的dna鏈帶有引物，而最初的模板dna的兩條鏈中只有一條帶有引物。(5)pcr技術(shù)可以對dna分子進(jìn)行擴增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和dna序列測定等方面。【答案】(1)磷酸基團(tuán)3端(2)耐高溫的taq dna聚合酶選擇培養(yǎng)基(3)變性、復(fù)性和延伸32(4)(5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和dna序列測定等。13(15分)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(pcr)是一種體外擴增dna片段的技術(shù)?？捎糜谶z傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和dna序列測定等方面。回答以下問題：(1)細(xì)胞內(nèi)dna復(fù)制過程中，引物的作用是_，而且dna復(fù)制的前提是_。(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)pcr技術(shù)用到的酶是_，與細(xì)胞內(nèi)dna復(fù)制時發(fā)揮相同作用的酶相比區(qū)別在于_。(4)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，請推導(dǎo)出pcr反應(yīng)合成dna子鏈時能量來源于_。原料atpdna體內(nèi)復(fù)制四種脫氧核苷酸需要pcr反應(yīng)脫氧胞苷三磷酸、脫氧腺苷三磷酸脫氧胸苷三磷酸、脫氧鳥苷三磷酸不需要(5)假如pcr反應(yīng)所用的引物含有放射性、模板不具有放射性，且引物不被切除，則經(jīng)過n次循環(huán)，具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為_?！窘馕觥?1)dna具有雙螺旋結(jié)構(gòu)，復(fù)制時遵循堿基互補配對原則，所以打開氫鍵，dna聚合酶方可在引物的引導(dǎo)下從引物3端開始連接脫氧核苷酸。(2)pcr技術(shù)就是模擬細(xì)胞內(nèi)dna復(fù)制的一項技術(shù)，只不過該技術(shù)中雙鏈的解旋與結(jié)合是通過溫度來控制的，原因在于dna具有熱變性。(3)taqdna聚合酶具有耐高溫的特性。(4)dna無論是體內(nèi)復(fù)制還是體外復(fù)制，子鏈合成過程中都要消耗能量，而pcr反應(yīng)不加入atp供能，且加入的原料也不是四種脫氧核苷酸，可見pcr所用原料在水解成相應(yīng)脫氧核苷酸時，能釋放出等同于atp水解的能量。(5)dna復(fù)制n次產(chǎn)生2n個dna，共有2n1條脫氧核苷酸鏈，由于母鏈不具有放射性，所以具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為?！敬鸢浮?1)使dna聚合酶能夠從引物的3端開始連接脫氧核苷酸解開雙鏈(或打開氫鍵)(2)dna的熱變性(3)taqdna聚合酶耐高溫(4)所用原料水解產(chǎn)生相應(yīng)脫氧核苷酸時所釋放的能量(5)14(15分)在進(jìn)行dna親子鑒定時，需大量的dna。pcr技術(shù)(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))可以使樣品dna擴增，獲得大量dna克隆分子。該技術(shù)的原理是利用dna的半保留復(fù)制，在試管中進(jìn)行dna的人工復(fù)制(如圖，圖中黑色短線是引物)。在很短的時間內(nèi)將dna擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實驗室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。(1)圖中的變性、延伸分別是指_。(2)假設(shè)pcr反應(yīng)中的dna模板為p，第一輪循環(huán)的產(chǎn)物2個子代dna為n1，第二輪的產(chǎn)物4個子代dna為n2，n1、n2中分別含有模板dna單鏈的dna分別有_個、_個。若繼續(xù)循環(huán)，該dna片段共經(jīng)過30次循環(huán)后能形成_個dna片段。(3)某樣品dna分子中引物之間的序列共含3 000個堿基對，堿基數(shù)量滿足：，若經(jīng)5次循環(huán)，至少需要向試管中加入_個腺嘌呤脫氧核苷酸。(不考慮引物所對應(yīng)的片段)【解析】(1)pcr技術(shù)中dna變性是指作為模板的dna雙鏈解旋形成單鏈。延伸是指