2020高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術 課題2 多聚酶鏈式反應擴增DNA片段練習（含解析）1

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE15-學必求其心得，業(yè)必貴于專精多聚酶鏈式反應擴增DNA片段［基礎全練］1．下列有關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′端延伸C．PCR過程需要用到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雙螺旋結構解體，雙鏈分開，當溫度緩慢降低后，兩條彼此分離的DNA鏈又重新結合成雙鏈，A正確；DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸，B錯誤;PCR過程需要用到DNA模板、分別與兩條模板鏈相結合的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、引物與單鏈結合以及形成新的子鏈所需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,需要高溫(一般需要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配對與兩條單鏈DNA結合，此過程為復性。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,此過程為延伸。答案：B3．如圖表示PCR擴增的產(chǎn)物，請分析它是第幾次循環(huán)的產(chǎn)物（)A．第一次 B．第二次C．第三次 D．第四次解析：在PCR反應中，以引物為標記,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與模板鏈結合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每個子DNA中只有一種引物；從第二次循環(huán)開始，上次產(chǎn)生的DNA分子又可作為模板參與反應，所以會形成DNA分子兩端均含有引物的情況.因此題圖中所出現(xiàn)的情況是第一次循環(huán)的產(chǎn)物.答案：A4．如圖表示DNA的變性和復性，下列相關說法正確的是()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雙鏈迅速制冷復性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、4個3′端解析:變性后的DNA在緩慢降溫后才會復性；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(5′端)和兩個3′端.答案：A5．在PCR擴增的實驗中，加入一種提取物（一種模板DNA片段)，但實驗得到的產(chǎn)物中卻有兩種DNA.其原因可能是（)A．擴增時間過短B．TaqDNA聚合酶發(fā)生變異C．基因污染D．溫度過高解析:發(fā)生題中所述狀況的原因是基因污染。答案：C6．關于PCR技術的應用，錯誤的一項是（）A．古生物學、刑偵破案、DNA序列測定B．診斷遺傳疾病、基因克隆、古生物學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技術是體外擴增DNA的技術,用來在體外合成大量DNA,供各種研究或診斷需要。本技術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PCR的描述，不正確的是（）A．PCR技術的原理是DNA復制B．用PCR技術擴增DNA是一個酶促反應,需要用到耐高溫的解旋酶和DNA聚合酶C．一個DNA片段經(jīng)PCR擴增n次，可形成2n個DNA片段D．PCR利用DNA的熱變性來控制DNA的解聚與結合解析：PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，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)迅速復制上百萬份的DNA.PCR利用DNA在不同溫度下變性或復性的特性來解旋并結合引物,不需要解旋酶。答案：B8．PCR反應的最大特點是具有較強的擴增能力與極高的靈敏性，但令人頭痛的問題是易污染，下列關于防止污染的辦法不正確的是（)A．將樣品的處理、PCR反應液的配制、PCR反應及PCR產(chǎn)物的鑒定等步驟分區(qū)或分室進行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須更換C．所有的PCR試劑都應用大瓶分裝，以減少重復加樣次數(shù)，避免污染D．PCR反應液應與樣品及PCR產(chǎn)物分開保存，不應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分裝成小份,并在－20℃儲存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化，故C錯誤。答案:C9．PCR技術有效地解決了因為樣品中DNA含量太低難以對樣品進行研究的問題,而被廣泛應用，與細胞內(nèi)的DNA復制相比，PCR可以快速擴增所需的DNA片段,請分析回答下列有關問題：（1）體內(nèi)DNA復制過程中用解旋酶打開雙鏈DNA，而PCR技術中的解旋原理是_______________________________________________________________。（2）此過程需要一種TaqDNA聚合酶。該酶是從________________中分離的。(3）與普通DNA聚合酶相比，TaqDNA聚合酶具有的特性是__________________。(4)與體內(nèi)DNA復制相比較，PCR反應要在________中才能進行，并且要嚴格控制________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菌Taq中提取的。（3)與普通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反應需要適宜的溫度和pH,因此PCR反應要在一定的緩沖溶液中進行，并需嚴格控制好溫度條件.（5)PCR需要兩種引物，引物的識別位點決定了PCR擴增的DNA片段。PCR中加入的引物是小段單鏈DNA或RNA，作用是引導DNA復制，可以使游離的脫氧核苷酸與之結合形成磷酸二酯鍵，成為DNA復制的起點.答案：（1)DNA的熱變性原理（2）水生耐熱細菌Taq（3）耐高溫（4）一定的緩沖溶液溫度（5）2作為DNA復制的起點10．PCR是一種DNA體外擴增技術。1988年,PCR儀問世,并被廣泛應用于基因擴增和DNA序列測定，如圖是PCR技術示意圖，請回答：(1)標準的PCR過程一般分為________、________、________三大步驟。（2）引物是此過程中必須加入的物質(zhì)，從化學本質(zhì)上說，可引物是一小段_______。（3）將雙鏈DNA________，使之變性，從而導致____________________。(4)引物延伸需要提供________________作為原料。解析：標準的PCR過程一般分為變性、復性和延伸三大步。引物是此過程中必須加入的物質(zhì)，從化學本質(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配對。在PCR過程中,當溫度上升到90℃以上時,雙鏈DNA解旋為單鏈，當系統(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）變性復性延伸(2）單鏈DNA或RNA(3）加熱到95℃雙鏈DNA分離成兩條單鏈(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),從第二次循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應，下列相關敘述正確的是(）A．由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時,仍與引物Ⅰ結合進行DNA子鏈的延伸B．由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時，無須與引物結合，直接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：當由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時，此單鏈引物固定端為5′端，因此與它互補的子鏈應從另一端開始合成，即與引物Ⅱ結合延伸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擴增某個目的基因的基本過程,有關敘述正確的是（）A．PCR技術的主要原理是DNA復制，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操作過程中使用的DNA聚合酶至少要能忍受72℃的高溫C．PCR技術使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．因為引物不能重復使用，所以在第n輪擴增過程中至少消耗2n個引物解析：PCR技術的主要原理是DNA復制,PCR過程中通過高溫變性而得到解旋的目的,不需要解旋酶，A錯誤；據(jù)圖分析PCR操作過程中使用的DNA聚合酶至少要能忍受94℃的高溫,B錯誤；PCR技術的原理是DNA的復制,而DNA復制方式為半保留復制，因此使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；因為引物不能重復使用，所以在第n輪擴增過程中至少消耗(2n－2）－（2n－1－2）＝2n－1個引物，D錯誤。答案：C13．用PCR方法檢測轉基因植株是否成功導入目的基因時，得到以下電泳圖譜．其中1號為DNA標準樣液（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號樣品對應植株不是所需的轉基因植株D．10號確定反應體系等對結果沒有干擾解析:PCR過程中,可以通過設計特定的引物來擴增特定的DNA片段。4~9號是轉基因植株，理論上應包含目的基因,結合2號野生型和10號蒸餾水組的結果，推測包含目的基因的片段大小應為250~500bp，A正確.3號PCR結果包含250～500bp片段，應包含目的基因,B錯誤.9號PCR結果不包含250～500bp片段,所以不是所需轉基因植株,C正確。10號放入蒸餾水,可排除反應體系等對結果的干擾，D正確.答案：B14．在PCR擴增DNA的實驗中，預計一個DNA分子經(jīng)過30次循環(huán)后,應該得到230個DNA分子,但是結果只有約210個DNA分子，那么出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因不可能是（)A．TaqDNA聚合酶的活力不夠或活性受到抑制B．系統(tǒng)設置欠妥C．循環(huán)次數(shù)不夠D．引物不能與模板鏈結合解析:如果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)物會比預期的少，A項正確。如果PCR系統(tǒng)設置欠妥，則達不到預期的結果，B項正確。如果循環(huán)次數(shù)過少，則產(chǎn)物的量比預期的少，C項正確.如果引物設計不合理,可能就不能與模板DNA結合，造成無法進行擴增，D項錯誤。答案:D15．RT－PCR是將mRNA逆轉錄(RT)和cDNA的聚合酶鏈式反應相結合的技術,具體過程如圖所示，請回答：(1）過程①需要加入緩沖液、原料、________、________和引物A等.(2)過程②首先要將反應體系的溫度升高到95℃，其目的是____________________,該反應體系中所用的TaqDNA聚合酶至少應能耐受________℃高溫.(3）決定RT－PCR擴增片段的是引物,要對圖中單鏈cDNA進行n次循環(huán)的擴增，理論上至少需要________個引物B。（4)利用RT－PCR技術可對某些微量RNA病毒進行檢測，并可提高檢測的靈敏度，原因是_________________________________________。（5)RT－PCR過程中主要通過對________的控制，影響酶的活性，從而使得化學反應高效有序地進行.解析：(1)過程①是逆轉錄過程,操作時需要加入緩沖液、原料、模板(RNA提取物）、酶(逆轉錄酶）和引物A等。（2）過程②將反應體系的溫度升高到95℃的目的是讓逆轉錄酶變性失活，同時使mRNA—cDNA雜合雙鏈解開。接下來所用的TaqDNA聚合酶至少應能耐受95℃高溫。(3)決定RT－PCR擴增片段