2020高中生物 专题5 DNA和蛋白质技术 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段练习（含解析）1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE15-学必求其心得，业必贵于专精多聚酶链式反应扩增DNA片段［基础全练］1．下列有关PCR原理的叙述,错误的是（)A．利用了DNA分子的热变性原理B．DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸C．PCR过程需要用到DNA模板、2种引物、4种脱氧核苷酸和酶D．TaqDNA聚合酶的特性是耐高温解析：PCR利用的是DNA分子的热变性原理，在80～100℃的温度范围内，DNA双螺旋结构解体，双链分开，当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又重新结合成双链，A正确；DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，B错误;PCR过程需要用到DNA模板、分别与两条模板链相结合的2种引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的TaqDNA聚合酶，C、D正确。答案：B2．在PCR过程中,双链DNA解聚为单链、引物与单链结合以及形成新的子链所需要的大致温度依次是（）A．72℃、50℃、90℃ B．90℃、50℃、72℃C．50℃、72℃、90℃ D．50℃、90℃、72℃解析：双链DNA的解旋,需要高温(一般需要90℃左右)来破坏氢键。温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，此过程为复性。温度上升到72℃左右时，在DNA聚合酶的作用下，以四种脱氧核苷酸为原料合成新的DNA链,此过程为延伸。答案：B3．如图表示PCR扩增的产物，请分析它是第几次循环的产物（)A．第一次 B．第二次C．第三次 D．第四次解析：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Ⅰ和引物Ⅱ与模板链结合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每个子DNA中只有一种引物；从第二次循环开始，上次产生的DNA分子又可作为模板参与反应，所以会形成DNA分子两端均含有引物的情况.因此题图中所出现的情况是第一次循环的产物.答案：A4．如图表示DNA的变性和复性，下列相关说法正确的是()A．由左向右的过程表示热（80～100℃)变性的过程B．由右向左的过程为DNA双链迅速制冷复性C．变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同D．图中DNA片段共有4个游离的磷酸基团、4个3′端解析:变性后的DNA在缓慢降温后才会复性；变性与在生物体内解旋过程的条件不同、实质相同；任一DNA片段都有两个游离的磷酸基团(5′端)和两个3′端.答案：A5．在PCR扩增的实验中，加入一种提取物（一种模板DNA片段)，但实验得到的产物中却有两种DNA.其原因可能是（)A．扩增时间过短B．TaqDNA聚合酶发生变异C．基因污染D．温度过高解析:发生题中所述状况的原因是基因污染。答案：C6．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．诊断遗传疾病、基因克隆、古生物学C．DNA序列测定、基因克隆、刑侦破案D．诊断遗传疾病、合成核苷酸、DNA序列测定解析：PCR技术是体外扩增DNA的技术,用来在体外合成大量DNA,供各种研究或诊断需要。本技术以脱氧核苷酸作为原料,但这个过程无法合成核苷酸。答案：D7．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,需要用到耐高温的解旋酶和DNA聚合酶C．一个DNA片段经PCR扩增n次，可形成2n个DNA片段D．PCR利用DNA的热变性来控制DNA的解聚与结合解析：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.PCR利用DNA在不同温度下变性或复性的特性来解旋并结合引物,不需要解旋酶。答案：B8．PCR反应的最大特点是具有较强的扩增能力与极高的灵敏性，但令人头痛的问题是易污染，下列关于防止污染的办法不正确的是（)A．将样品的处理、PCR反应液的配制、PCR反应及PCR产物的鉴定等步骤分区或分室进行B．用移液器吸样时要慢，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换C．所有的PCR试剂都应用大瓶分装，以减少重复加样次数，避免污染D．PCR反应液应与样品及PCR产物分开保存，不应放于同一冰盒或同一冰箱中解析：PCR所用的缓冲液和酶等应分装成小份,并在－20℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化，故C错误。答案:C9．PCR技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低难以对样品进行研究的问题,而被广泛应用，与细胞内的DNA复制相比，PCR可以快速扩增所需的DNA片段,请分析回答下列有关问题：（1）体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中的解旋原理是_______________________________________________________________。（2）此过程需要一种TaqDNA聚合酶。该酶是从________________中分离的。(3）与普通DNA聚合酶相比，TaqDNA聚合酶具有的特性是__________________。(4)与体内DNA复制相比较，PCR反应要在________中才能进行，并且要严格控制________条件.（5)PCR中加入的引物有________种，加入引物的作用是_________。解析：(1）PCR技术中用高温使DNA分子中的氢键打开，从而解旋,其原理是DNA的热变性原理。(2)TaqDNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中提取的。（3)与普通DNA聚合酶相比，TaqDNA聚合酶在90℃以上的环境中不变性,具有耐高温的特性。（4）PCR反应需要适宜的温度和pH,因此PCR反应要在一定的缓冲溶液中进行，并需严格控制好温度条件.（5)PCR需要两种引物，引物的识别位点决定了PCR扩增的DNA片段。PCR中加入的引物是小段单链DNA或RNA，作用是引导DNA复制，可以使游离的脱氧核苷酸与之结合形成磷酸二酯键，成为DNA复制的起点.答案：（1)DNA的热变性原理（2）水生耐热细菌Taq（3）耐高温（4）一定的缓冲溶液温度（5）2作为DNA复制的起点10．PCR是一种DNA体外扩增技术。1988年,PCR仪问世,并被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定，如图是PCR技术示意图，请回答：(1)标准的PCR过程一般分为________、________、________三大步骤。（2）引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，可引物是一小段_______。（3）将双链DNA________，使之变性，从而导致____________________。(4)引物延伸需要提供________________作为原料。解析：标准的PCR过程一般分为变性、复性和延伸三大步。引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，引物是一段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。在PCR过程中,当温度上升到90℃以上时,双链DNA解旋为单链，当系统温度上升到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。答案：（1）变性复性延伸(2）单链DNA或RNA(3）加热到95℃双链DNA分离成两条单链(4)四种脱氧核苷酸[素养提升]11．PCR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，下列相关叙述正确的是(）A．由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时,仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸B．由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时，无须与引物结合，直接在酶的作用下从头合成子链C．若只有1个DNA片段作为模板，经过5次循环,会含有这样的DNA片段32个D．若只有1个DNA片段作为模板，经过2次循环，含引物Ⅰ的DNA单链占DNA总链数的1/4解析：当由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时，此单链引物固定端为5′端，因此与它互补的子链应从另一端开始合成，即与引物Ⅱ结合延伸DNA子链，A、B错误；若只有1个DNA片段作为模板,经过5次循环,DNA复制了5次，可以得到的DNA分子数是25＝32（个)，C正确；若只有1个DNA片段作为模板，经过2次循环，会形成4个DNA片段，8条单链，其中含有原始模板链(不含引物)2条，另外6条单链中含有引物Ⅰ的有3条单链,含有引物Ⅱ的有3条单链,即含有引物Ⅰ的DNA单链占DNA总链数的3/8,D错误.答案：C12．如图表示PCR扩增某个目的基因的基本过程,有关叙述正确的是（）A．PCR技术的主要原理是DNA复制，解旋酶和DNA聚合酶分别在图中①、③两步中起作用B．据图分析PCR操作过程中使用的DNA聚合酶至少要能忍受72℃的高温C．PCR技术使用的前提是能够利用目的基因的部分序列合成至少1种引物D．因为引物不能重复使用，所以在第n轮扩增过程中至少消耗2n个引物解析：PCR技术的主要原理是DNA复制,PCR过程中通过高温变性而得到解旋的目的,不需要解旋酶，A错误；据图分析PCR操作过程中使用的DNA聚合酶至少要能忍受94℃的高温,B错误；PCR技术的原理是DNA的复制,而DNA复制方式为半保留复制，因此使用的前提是能够利用目的基因的部分序列合成至少1种引物，C正确；因为引物不能重复使用，所以在第n轮扩增过程中至少消耗(2n－2）－（2n－1－2）＝2n－1个引物，D错误。答案：C13．用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱．其中1号为DNA标准样液（Marker），10号为蒸馏水，PCR时加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析，不合理的是()A．PCR产物的分子大小在250～500bp之间B．3号样品为不含目的基因的载体DNAC．9号样品对应植株不是所需的转基因植株D．10号确定反应体系等对结果没有干扰解析:PCR过程中,可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段。4~9号是转基因植株，理论上应包含目的基因,结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250~500bp，A正确.3号PCR结果包含250～500bp片段，应包含目的基因,B错误.9号PCR结果不包含250～500bp片段,所以不是所需转基因植株,C正确。10号放入蒸馏水,可排除反应体系等对结果的干扰，D正确.答案：B14．在PCR扩增DNA的实验中，预计一个DNA分子经过30次循环后,应该得到230个DNA分子,但是结果只有约210个DNA分子，那么出现该现象的原因不可能是（)A．TaqDNA聚合酶的活力不够或活性受到抑制B．系统设置欠妥C．循环次数不够D．引物不能与模板链结合解析:如果TaqDNA聚合酶活力不够或活性受到抑制,则其催化效率会降低，得到的产物会比预期的少，A项正确。如果PCR系统设置欠妥，则达不到预期的结果，B项正确。如果循环次数过少，则产物的量比预期的少，C项正确.如果引物设计不合理,可能就不能与模板DNA结合，造成无法进行扩增，D项错误。答案:D15．RT－PCR是将mRNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式反应相结合的技术,具体过程如图所示，请回答：(1）过程①需要加入缓冲液、原料、________、________和引物A等.(2)过程②首先要将反应体系的温度升高到95℃，其目的是____________________,该反应体系中所用的TaqDNA聚合酶至少应能耐受________℃高温.(3）决定RT－PCR扩增片段的是引物,要对图中单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上至少需要________个引物B。（4)利用RT－PCR技术可对某些微量RNA病毒进行检测，并可提高检测的灵敏度，原因是_________________________________________。（5)RT－PCR过程中主要通过对________的控制，影响酶的活性，从而使得化学反应高效有序地进行.解析：(1)过程①是逆转录过程,操作时需要加入缓冲液、原料、模板(RNA提取物）、酶(逆转录酶）和引物A等。（2）过程②将反应体系的温度升高到95℃的目的是让逆转录酶变性失活，同时使mRNA—cDNA杂合双链解开。接下来所用的TaqDNA聚合酶至少应能耐受95℃高温。(3)决定RT－PCR扩增片段