2018-2019学年高中生物 课时跟踪检测（十三）多聚酶链式反应扩增DNA片段（含解析）新人教版选修1 .doc

多聚酶链式反应扩增DNA片段一、选择题1关于PCR的说法，错误的是()APCR是体外复制DNA的技术BPCR过程中只需要一个模板DNA、两个引物分子、大量脱氧核苷酸原料CTaq DNA聚合酶是一种热稳定的DNA聚合酶DPCR利用的是DNA双链复制原理解析：选BPCR技术是一种在体外迅速扩增DNA片段的技术；PCR过程除需要DNA分子双链作为模板、两种引物分子、大量脱氧核苷酸原料外，还需要酶等条件；Taq DNA聚合酶是一种耐热的DNA聚合酶；PCR技术的原理和DNA的复制原理是一样的，都是半保留复制。2关于DNA聚合酶催化合成DNA子链的说法，正确的是()ATaq DNA聚合酶是从深海生态系统中发现的BDNA聚合酶能特异性地复制整个DNA的全部序列CTaq DNA聚合酶必须在每次高温变性处理后再添加DDNA聚合酶是以DNA为模板，使DNA子链从5端延伸到3端的一种酶解析：选DTaq DNA聚合酶是在热泉中发现的。PCR扩增的是引物之间的固定长度的DNA序列。Taq DNA聚合酶能耐高温，所以在反应体系中可反复利用而不用另外再添加。DNA聚合酶不能从头开始催化合成DNA，而只能从DNA单链的3端延伸子链。3多聚酶链式反应是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温复性及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，其简要过程如图所示。下列关于PCR技术的叙述错误的是()APCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术B反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板CPCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增D应用PCR技术与DNA分子杂交技术可以检测基因突变解析：选CPCR技术是体外大量扩增DNA的技术，即以少量DNA制备大量DNA的技术；PCR技术的原理是DNA复制，反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板，所需原料是脱氧核苷酸，以指数方式扩增；应用PCR技术与DNA分子杂交技术可以检测基因突变。4PCR一般要经过三十多次循环，从第二次循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，由引物延伸而成的DNA单链作模板时将()A仍与引物结合进行DNA子链的延伸B与引物结合进行DNA子链的延伸C同时与引物和引物结合进行子链的延伸D无须与引物结合，在酶的作用下从头合成子链解析：选B当由引物延伸而成的DNA单链作模板时，此单链引物端为5端，因此与它互补的子链应从另一端开始合成，即与引物结合延伸DNA的子链。5在PCR扩增DNA的实验中，根据设计，一分子DNA经30次循环后，应得到约230个DNA分子，但结果只有约210个DNA分子。出现该现象的原因可能是()循环次数不够Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制引物不能与亲链结合系统设计欠妥A BC D解析：选B循环次数过少，产物的量比预期的少；Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制会导致扩增效率低，得到的产物比预期的少；如果引物设计不合理，则无法进行扩增；PCR系统设置不妥，将达不到预期的效果。6下列关于PCR技术的叙述，正确的是()APCR技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上B该技术需要解旋酶和热稳定的DNA聚合酶C该技术需要一对特异性的引物，要求一对引物的序列是互补的D该技术应用体内DNA双链复制原理，也需要模板、原料、酶等条件解析：选DPCR技术不必知道目的基因的全部序列，只需知道部分序列，就可根据已知序列合成引物。PCR技术不需要解旋酶。PCR技术需要引物，但引物的序列不能是互补的，否则，在复性时，两种引物通过碱基互补配对结合而失去作用。7下列有关PCR的叙述，正确的是()APCR所需要的引物只能是RNABPCR所需要的原料是核糖核苷酸CPCR所需要的酶在60 会变性DPCR需要在一定的缓冲液中进行解析：选DPCR所需的引物是一小段DNA或RNA。PCR所需要的原料是脱氧核苷酸。PCR所需要的酶是耐高温的Taq DNA聚合酶。8在PCR的实验操作中，下列说法正确的是()在微量离心管中添加各种试剂时，只需要一个枪头离心管的盖子一定要盖严用手指轻弹离心管壁离心的目的是使反应液集中在离心管的底部A BC D解析：选C在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，以确保实验的准确性；盖严离心管口的盖子，防止实验中外源DNA污染；用手指轻轻弹击离心管的侧壁，使反应液混合均匀；离心的目的是使反应液集中在离心管的底部，提高反应效果。9复性温度是影响PCR特异性的较重要的因素。变性后温度快速冷却至4060 ，可使引物与模板发生结合。PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合，原因不包括()A由于模板DNA比引物复杂得多B引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞C加入引物的量足够多而模板链数量少D模板链加热解旋已经变性不可能再次结合解析：选DDNA双链变性解旋后是可以再次结合的，只不过是在PCR中，引物量较多，与DNA模板链结合机会大，而原来两条母链再次结合的机会小。10如图中PCR第二轮产物a、b、c、d分别是以PCR第一轮产物的哪一条单链DNA为模板复制产生的()A BC D解析：选D因为PCR的反应过程需要引物，在第二轮循环的产物中，a、d的引物分别为、，无引物的为模板链(即、)，则b、c的模板链分别为、。二、非选择题11PCR技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回答：(1)A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的叙述，正确的是()A该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键B该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键C该过程不需要解旋酶的作用D该过程与人体细胞的过程完全相同(2)C过程要用到的酶是_。这种酶在高温下仍保持活性，因此在PCR扩增时可以_加入，_(填“需要”或“不需要”)再添加。PCR反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有_。(3)如果模板DNA分子共有a个碱基对，其中含有胞嘧啶m个，则该DNA复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸_个。(4)PCR中由碱基错配引起的变异属于_。假设对一个DNA进行扩增，第一次循环时一条模板链上发生碱基错配，之后正常配对，则扩增若干次后检测所有DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占_。解析：(1)高温所起的作用类似于解旋酶，使双链DNA变为单链。(2)C过程是PCR技术的延伸阶段，当系统温度上升至72 左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。Taq DNA聚合酶具有耐高温的特性，所以一次性加入即可。(3)在一个双链DNA分子中，CT占碱基总数的一半，则T的数目为(am)个，复制10次，新增加了(2101)个DNA分子，故需补充胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为(2101)(am)个。(4)基因中碱基对的改变属于基因突变。以一个DNA进行扩增，第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配，以后按正常配对方式进行扩增，以错配链作为模板扩增的都是错误的DNA分子，原正常链扩增得到的DNA分子都是正常的DNA分子，故若干次后检测所有DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占3/4。答案：(1)C(2)Taq DNA聚合酶一次不需要DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行(3)(2101)(am)(4)基因突变75%(或3/4)12请回答基因工程方面的有关问题：(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成、延伸的基础。从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为_。在第_轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。第1组：_；第2组：_。(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为_。解析：(1)从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为15/16。在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，原因：引物和引物局部发生碱基互补配对而失效；引物 自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。答案：(1)15/16三(2)引物和引物局部发生碱基互补配对而失效引物 自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上13如图为细胞内DNA复制过程示意图，该过程在体外也可进行，以获得大量相同的DNA片段，该项技术被称为PCR技术，又称多聚酶链式反应，请分析回答：(1)PCR过程与细胞内DNA复制相比，主要不同点是_。(2)PCR技术过程的三个步骤是：_、_、_。(3)假设PCR过程中，只用一个DNA片段作为模板，30次循环后，理论上反应物中有_个这样的DNA片段。(4)PCR技术能在几小时内将微量的DNA片段特异性地扩增上百万倍，从而解决了样品中DNA含量低，难以分离的难题，试举两例，说明PCR技术的应用：_。解析：(1)PCR过程与细胞内DNA复制相比，主要不同点是：PCR过程是高温变性解旋，不需要解旋酶。(2)PCR的每次循环可以分为变性、复性和延伸三个步骤。(3)由于一个DNA片段作为模板，一次循环能产生2个DNA片段，所以30次循环后，反应物中大约有230个这样的DNA片段。(4)PCR技术有广泛的应用，可以用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、亲子鉴定等方面。答案：(1)PCR过程是高温变性解旋，不需要解旋酶(2)变性复性延伸(3)230(4)刑侦破案、亲子鉴定、疑难疾病的诊断、基因序列分析等