2013年高中生物 6.2 DNA片段的扩增 PCR技术同步训练 中图版选修1[1]

1、2013年高中生物 6.2 DNA片段的扩增 PCR技术同步训练 中图版选修11.在实验室内模拟生物体内的DNA复制，需要哪些条件()酶游离的脱氧核苷酸ATPDNA分子引物tRNA适宜的温度适宜的酸碱度ABC D解析：选D。在实验室内模拟DNA复制时，需要DNA聚合酶催化合成DNA子链；四种脱氧核苷酸为合成子链的原料；DNA母链为DNA复制的模板；还需要引物；还有适宜的温度，适宜的酸碱度等。2.标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是()A95 、55 、72 B72 、55 、95 C55 、95 、72 D80 、55 、72 高考资源网解析：选A。当温度在

2、95 时，双链DNA解旋为单链，称之为高温变性；当温度下降到55 时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合称为低温复性；当温度上升到72 时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在TaqDNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，称为延伸。3.如图表示PCR扩增的产物，请分析它是哪次循环的产物()A第一次循环 B第二次循环C第三次循环 D第四次循环解析：选A。在PCR反应中以引物为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物和引物与其结合，并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以，形成的每个子代DNA中只有一种引物。从第二次循环开始，第一次产生的DN

3、A分子又可作为模板参与反应，形成的DNA分子两端都含有引物。4.(2012·银川一中高二检测)关于PCR技术的应用，错误的一项是()A古生物学、刑侦破案、DNA序列测定B诊断遗传病、基因克隆、古生物学CDNA序列测定、基因克隆、刑侦破案D诊断遗传病、合成核苷酸、DNA序列测定解析：选D。PCR技术在医学上用于遗传病的基因诊断、基因克隆、DNA序列测定，法医上用于刑侦破案，古生物学上用于生物化石样品分析。PCR技术是以4种脱氧核苷酸为原料，合成双链DNA的过程，PCR技术不能合成核苷酸。5.Taq聚合酶的热稳定性是该酶用于PCR的前提条件，也是PCR技术能迅速发展和广泛应用的原因。Ta

4、q聚合酶还具有逆转录性，其作用类似于逆转录酶。Taq聚合酶表现为Mg2依赖，该酶的催化活性对Mg2浓度非常敏感。测定结果为MgCl2浓度在2.0 mmol/L时该酶催化活性最高，此浓度能最大限度地激活Taq聚合酶的活性，Mg2过高就会抑制酶活性，因此MgCl2的浓度在不同的反应体系中应适当调整，优化浓度。(1)从材料可知，影响PCR反应的因素除引物、反应温度和Taq聚合酶外，还应有_。(2)Taq聚合酶的作用是_，且只能由_端开始。(3)“PCR”与人体内的DNA复制相比，有何不同之处？_。(4)实验室中微生物的筛选，应用了Taq细菌能在热泉中生长的原理，人为提供有利于目的菌株生长的条件：_、

5、_、_等。解析：PCR技术所需条件是模板、引物、原料、DNA聚合酶和Mg2，同时需要恰当的温度及缓冲液维持近中性酸碱度。PCR是体外扩增模板DNA，与细胞内的DNA复制不同，需要耐高温的DNA聚合酶，通常用Taq聚合酶，且引物为DNA。Taq聚合酶是从生活在热泉中的Taq细菌中提取出来的、一种耐高温的DNA聚合酶。答案：(1)Mg2(2)催化合成DNA子链3(3)PCR技术发生在体外，且需耐高温的Taq聚合酶，引物为DNA(4)较高温度营养物质适宜pH1.DNA的复制需要引物，其主要原因是()A可加快DNA的复制速度B引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合C引物的5端有助于DNA聚合酶延伸DN

6、A链D DNA聚合酶只能从3端延伸DNA链解析：选D。DNA的两条链是反向平行的，为了明确地表示DNA的方向，通常将DNA的羟基(OH)末端称为3端，而磷酸基团的末端称为5端。DNA聚合酶不能从5端开始合成DNA，而只能从3端延伸DNA链。因此，DNA复制需要引物。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3端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。2.下列有关PCR的描述不正确的是()A是一种酶促反应B引物决定了扩增的特异性C扩增产量为y(1x)nD扩增对象是氨基酸序列解析：选D。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

7、，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，短时间迅速复制上百万份的DNA拷贝，其扩增产量为y(1x)n，y代表DNA片段扩增后的拷贝数，x表示平均每次的扩增效率，n代表循环次数。3.(2012·长安一中高二检测)用于PCR的引物长度通常为2030个核苷酸，是一小段()ADNA BRNACDNA或RNA D双链DNA解析：选A。用于PCR的引物是一小段DNA(单链)，细胞内DNA复制的引物，一般为RNA。4.PCR利用了DNA热变性的原理，PCR仪实际上是一种能自动调控温度的仪器，对PCR过程中“温度的控制”的说法中错误的是()A酶促反应需要高的温

8、度，是为了确保模板是单链B延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度CDNA聚合酶不具热变性，要用耐高温的聚合酶DDNA解旋酶不具热变性，为了确保模板是单链解析：选D。PCR是一种体外DNA扩增技术。DNA双链的解开不需要解旋酶，靠高温使其变性，双螺旋结构解体，双链分开，延伸时，在耐高温的DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延伸的温度要大于复性温度小于变性温度。5.PCR实验中使用的微量离心管、吸头、缓冲液以及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是()A反复洗涤 B外源DNA污染C高压蒸汽灭菌 D在20 储存解析：选C。通过对PCR实验中所用仪器和试剂进行高压蒸汽灭菌，可以避

9、免外源DNA等因素的污染。6.DNA扩增过程中，DNA片段经若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的图是()解析：选C。PCR反应中DNA的扩增数目和生物体内的DNA复制是类似的，即1个DNA分子复制一次，变为2个，复制2次，产生4个DNA分子，呈指数扩增，开始有一个DNA分子为模板，经过n次复制后得到的DNA分子的数量为2n，与曲线C相符合。7.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，只需一个吸头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：选A。在微量离心管中添加各种

10、试剂时，每吸取一种试剂后，移液器上的吸头必须更换，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。8.(2012·南通一中高二检测)一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，利用PCR循环5次后标记的DNA分子占总数的()A1/10 B1/5C1/16 D1/25解析：选C。DNA的复制是半保留复制，其特点是：新形成的DNA双链，一条来自亲代DNA分子的母链，另一条是新合成的子链。在没有标记的环境中培养，不论经过多少次复制，最终标记的两条链始终分别存在于两个DNA分子中，这样经过n次循环后，

11、标记的DNA分子占总数的2/2n，即1/2n1。Taq DNA聚合酶由水栖高温菌分离而得。其生长适宜温度为70 75 。回答下列问题：(1)用Taq DNA聚合酶代替一般的DNA聚合酶是使PCR普及应用的关键。因为普通的酶不能耐受95 时使双链DNA变性的温度，因此，每次循环都要_，Taq DNA聚合酶的发现和应用解决了上述问题，提高了PCR的效率，使PCR技术趋向_。(2)PCR反应扩增DNA片段时，_决定了扩增片段的长短。(3)若加入的模板是两个相同的DNA分子，如果只想要“拷贝”这两个长长的DNA分子中“特定区间”，在其他条件均理想时，经过三十次循环，理论上能获得_个“特定区间”片段。解

12、析：普通DNA聚合酶在DNA变性温度条件下失活。因此，必须循环一次更换一次新酶才能保证DNA复制顺利进行，而Taq DNA聚合酶在95 的DNA变性条件下不会失活，故可以反复利用，解决了PCR反应连续扩增DNA片段的关键因素。DNA聚合酶只能从两引物的3端开始连接脱氧核苷酸，是DNA片段延伸的起始位点，两引物的5端决定了扩增产物DNA片段终点。每个DNA分子中“特定区间”经过30次PCR反应后理论上可获得230个“特定区间”，其中两个位于DNA分子的两条链上，不是“特定区间”片段。故两个DNA经30次PCR循环后获得的“特定区间”片段理论上有230×24。答案：(1)加入新酶自动化(

13、2)两个引物(3)230×24PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的方法，用于放大特定的DNA片段，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个拷贝的分子生物学技术。PCR需要模板DNA、引物、脱氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等条件。下图为模板DNA分子及2种引物，请回答相关问题：(1)PCR的全称是_。PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度环境的不同，在PCR中先用95 高温处理的目的是_；而这一过程中在细胞内是通过_实现的。(2)在PCR技术中所需要的引物实质上是一种_。请在图中绘出引物结合的位置。(3)若将1个DNA分子拷贝10次，则需要在缓冲液中至少加入_个引物。(4)DNA子链

14、复制的方向是_，这是由于_。解析：本题考查考生对PCR技术的理解，属于知识识记和理解层次的考查，符合高考对选修内容考查的特点。PCR技术又称多聚酶链式反应，在PCR中先用95 高温处理的目的是使DNA分子中的氢键断裂，两条链解开，即使DNA分子变性。引物是一种单链DNA或RNA分子，它能与解开的DNA母链的3端结合，为DNA聚合酶提供吸附位点，使DNA聚合酶从引物的3端开始连接脱氧核苷酸，从而决定了DNA子链复制的方向是从5端到3端。在DNA分子扩增时，需要2种引物，由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点，故所需的引物数目等于新合成的DNA子链数目，即2×21022112个。答案：(1)多聚酶链式反应使DNA变性(使DNA的两条链解开)解旋酶的催化(2)单链DNA或RNA分子，见右图(3)2112(4)5端到3端DNA聚合酶只能从引物的3端拼接单个脱氧核苷酸分子1.DNA体外扩增技术的反应过程称为聚合酶链式反应(PCR)。2PCR过程需要的引