2019-2020年高中生物 课时训练13 多聚酶链式反应扩增DNA片段 新人教版选修1.doc

2019-2020年高中生物 课时训练13 多聚酶链式反应扩增DNA片段 新人教版选修11.PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比,主要有两点不同,它们是()。PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNAPCR过程不需要DNA聚合酶PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链DNA为模板进行复制A.B.C.D.解析:PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较,主要有两点不同:(1)PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA,长度通常为2030个核苷酸。(2)PCR 过程中,DNA解旋不依赖解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的。答案:C2.PCR技术中,引物的作用是()。A.打开DNA双链B.催化合成DNA子链C.使DNA聚合酶能够从引物的3端开始复制D.提供模板解析:DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3端延伸DNA链,引物的作用就在于此。答案:C3.下列关于DNA双链的叙述,错误的是()。A.通常将DNA的羟基末端称为5端,而磷酸基团的末端称为3端B.通常将DNA的羟基末端称为3端,而磷酸基团的末端称为5端C.通常DNA聚合酶只能从3端延伸DNA链D.通常DNA聚合酶不能从5端延伸DNA链解析:为了明确DNA分子的方向,通常将DNA的羟基末端称为3端,而磷酸基团的末端称为5端。答案:A4.下列有关PCR的描述,不正确的是()。A.PCR技术的原理是DNA复制B.用PCR技术扩增DNA是一个酶促反应,需耐高温的解旋酶和DNA聚合酶C.一个DNA片段经PCR扩增,可形成2n个DNA片段(n代表循环次数)D. PCR利用了DNA的热变性来控制DNA的解旋与结合解析:PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,它以极少量的DNA为模板,以四种脱氧核苷酸为原料,在引物作用下使DNA聚合酶从引物的3端连接脱氧核苷酸,短时间内迅速复制上百万份的DNA拷贝。PCR利用DNA在不同温度下变性解聚或复性的特性来解旋并结合引物,不用解旋酶解旋。答案:B5.在PCR实验操作中,下列说法不正确的是()。A.在微量离心管中添加各种试剂时,只需一个枪头B.离心管的盖子一定要盖严,防止液体外溢C.用手轻弹离心管壁的目的是使反应液充分混合D.离心的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效果解析:在微量离心管中添加各种试剂时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头必须更换,确保实验的准确性;离心管的盖子一定要盖严,防止实验中脱落或液体外溢;离心10 s的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效果。答案:A6.DNA检测技术可应用于亲子鉴定、遗传病检测等领域。DNA检测离不开对样品DNA的PCR扩增。不同样品DNA的扩增过程或条件不同的是()。A.引物B.DNA聚合酶C.四种脱氧核苷酸D.预变性的温度解析:不同的样品DNA有不同的核苷酸序列,由于引物能与模板DNA(样品DNA)按照碱基互补配对原则结合,因此不同样品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列。答案:A7.下面关于DNA光吸收特点或DNA含量计算的叙述正确的是()。A.DNA主要吸收蓝紫光B.DNA主要吸收红橙光C.可根据DNA在260 nm紫外线波段光吸收值的多少推算DNA的含量D.计算DNA含量的公式可表示为“50紫外分光光度计260 nm的读数”解析:DNA主要吸收波长为260 nm的紫外线,可据光吸收量的多少推算DNA的含量,公式可表示为“DNA含量(g/mL)=50(紫外分光光度计260 nm的读数)稀释倍数”。答案:C8.在PCR扩增的实验中,加入一种提取物(一种模板DNA片段),但实验得到的产物却有两种DNA。其原因可能是()。A.基因突变B.Taq DNA聚合酶发生变异C.基因污染D.温度过高解析:发生题述状况的原因是基因污染。因此,在PCR实验中,一定要做到隔离操作区、分装试剂、简化操作程序、使用一次性吸液枪头等,尽量避免基因污染。答案:C9.在进行DNA亲子鉴定时,需大量的DNA。PCR技术(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增,获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如下图,图中短粗线是引物)。在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)图中的变性、延伸分别是指、。(2)假设PCR反应中的DNA模板为P,第一轮循环的产物2个子代DNA为N1,第二轮的产物4个子代DNA为N2,N1、N2中分别含有模板DNA单链的DNA分别有个、个。若继续循环,该DNA片段共经过30次循环后能形成个DNA片段。(3)某样品的一个DNA分子中共含3 000个碱基对,碱基数量满足:(A+T)/(G+C)=1/2,若经5次循环,至少需要向试管中加入个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)(4)若下图为第一轮循环产生的产物,请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。解析:(1)变性的实质是DNA双链解旋;延伸的实质是以DNA单链为模板,按碱基互补配对原则合成子链的过程。(2)由于PCR原理为DNA双链复制,其特点是半保留复制,所以无论复制几次,模板链一直存在于2个DNA分子中。DNA复制的数量变化是指数式增长方式。(3)由(A+T)/(G+C)=1/2可知ATGC=1122,所以A的比例为1/6,在一个DNA分子中的数量为3 0002(1/6)=1 000个,5次循环形成的DNA数为32个,所以由原料合成的DNA数相当于32-1=31个,至少需腺嘌呤脱氧核苷酸为311 000=31 000个。(4)画图的关键是注意引物A、B的位置和所对应的模板链。答案:(1)模板DNA双链解旋形成单链在DNA聚合酶的作用下,原料脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链(2)22230(3)31 000(4)如图10.近10年来,PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其原理是利用DNA半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如下图所示)。(1)加热使DNA双链打开,这一步是打开键,称为,在细胞中是在酶的作用下进行的。(2)当温度降低时,引物与模板末端结合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板延伸,最终合成两条DNA分子,此过程中原料是,遵循。(3)PCR技术的必需条件,除了模板、原料、酶以外,至少还有三个条件,即:液体环境、适宜的和。(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制,若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中,以含有14N的脱氧核苷酸为原料,连续复制4次之后,则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为。(5)现有一段DNA序列:5CAAGGATCC33GTTCCTAGG5。如果它的引物1为5GGAOH,则引物2为。解析:DNA两条链之间的碱基通过氢键形成碱基对,从而将两条链连接起来。因而,要想打开DNA双链,必须打开氢键,这一过程在细胞内是在解旋酶作用下完成的,在细胞外(PCR)则是通过高温实现的。合成DNA时,所用的原料是4种游离的脱氧核苷酸,复制过程遵循碱基互补配对原则。PCR技术的条件除了模板、原料、酶以外,还要有适宜的温度和酸碱度以及液体环境;用含15N标记的DNA分子作为模板,连续复制4次,共得到DNA分子数为24=16个,其中含有15N标记的有两个,占全部DNA分子总数的1/8。答案:(1)氢解旋解旋(2)4种脱氧核苷酸碱基互补配对原则(3)TaqDNA聚合温度pH(4)1/8(5)5CAAOH11.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。(1)DNA的两条链是反向平行的,通常将的末端称为5端,当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的开始延伸DNA链。(2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代,科学家从一种Taq细菌中分离到,它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来,所用的培养基叫。(3)PCR的每次循环可以分为三步。假设在PCR反应中,只有一个DNA片段作为模板,请计算在5次循环后,反应物中大约有个这样的DNA片段。(4)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物。(5)简述PCR技术的主要应用。解析:(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3羟基上,与DNA母链结合的RNA引物就提供这个羟基。(2)因PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)DNA复制两条链均作为模板,进行半保留复制,所以复制5次后得到的子代DNA分子数为25=32个。(4)新合成的DNA链带有引物,而最初的模板DNA的两条链不带有引物。(5)PCR技术可以对DNA分子进行扩增,所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。答案:(1)磷酸基团3端(2)耐高温的Taq DNA聚合酶选择培养基(3)变性、复性和延伸32(4)(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等。