《多聚酶链式反应扩增DNA片段》试题库2

《多聚酶链式反应扩增DNA片段》试题库题组11．PCR技术扩增DNA，需要的条件是()。①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖体A．②③④⑤ B．①②③⑥C．①②③④ D．①③④⑤解析PCR技术需要目的基因作为扩增的模板，DNA聚合酶催化反应的进行，而引物是满足DNA聚合酶起作用的需要，四种脱氧核苷酸是该过程的原料。答案C2．下列有关PCR反应的叙述正确的是()。A．PCR反应所需要的引物只是RNAB．PCR反应所需要的材料是核糖核苷酸C．PCR反应所需要的酶在60℃会变性D．PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行解析PCR反应需要的引物是DNA或RNA，反应所需要的材料是脱氧核苷酸，PCR所需要的酶是耐高温的，在60℃不会变性。答案D3．下列各项属于引物作用的是()。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分子的复制具有方向性，即只能从子链的5′→3′方向进行复制。当引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链。所谓3′、5′是指脱氧核糖上C原子的位置。脱氧核糖的结构图如上图所示。答案C4．PCR一般要经过三十多次循环，从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时()。A．仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸B．与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸C．同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链的延伸D．无需与引物结合，在酶的作用下从头合成子链解析考查同学们对PCR反应中的变性、复性、延伸的实质是否理解。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。答案B5．PCR仪实质上是一台自动调控温度的仪器，它调控不同温度的目的是()。①95℃，使DNA分子变性，失去生物活性②95℃，使DNA分子变性，解开螺旋③55℃，使DNA分子开始复制、延伸④55℃，使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性⑤72℃，使DNA分子开始复制、延伸⑥72℃，使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性A．①③⑤B．②③⑤C．②④⑤D．②④⑥解析PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解旋与结合。PCR仪实质上是一台能够自动调控温度的仪器。当温度上升至95℃时，DNA分子变性，解开双螺旋结构；温度下降到50℃左右(55℃)，引物与DNA单链结合，DNA恢复双螺旋结构，恢复活性；温度上升至72℃，DNA分子开始复制、延伸，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。答案C6．(14分)PCR技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行研究的问题，而被广泛应用，此过程需要一种TaqDNA聚合酶。(1)体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中应用________。(2)TaqDNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。①为什么Taq细菌能从热泉中被筛选出来呢？__________________________________________________________。②TaqDNA聚合酶的功能是______________________________________。③TaqDNA聚合酶的化学本质为蛋白质，可用________法和________法进行分离。④为了使TaqDNA聚合酶能够多次反复利用，可采用______技术，常用的方法为____________________________。(3)从土壤中分离分解尿素的细菌时，应采取的措施是________，原因是__________________________________________________________。(4)相对于细菌分离，DNA分子的分离和提取操作要复杂的多。①在DNA提取中两次用到蒸馏水，其目的分别是：________、________。②实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料？为什么？____________________________________________________________________________________________________________________。(5)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。(6)PCR中加入的引物有________种，加入引物的作用是____________________。答案(1)高温使DNA分子热变性(2)①热泉70～80℃的高温条件淘汰了绝大多数微生物②催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键③凝胶色谱电泳④固定化酶化学结合法、物理吸附法(3)将细菌在培养基中培养，其中唯一的氮源是尿素只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长和繁殖(4)①使血细胞破裂，释放出DNA分子稀释NaCl溶液，使DNA分子析出②不能，哺乳动物成熟的红细胞中无DNA分子(5)一定的缓冲溶液温度(6)2作为DNA复制的起点7．(7分)下图是PCR技术示意图，请回答下列问题。(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，引物是一小段________。(3)将双链DNA________，使之变性，从而导致________。(4)引物延伸需提供________作为原料。解析(1)PCR过程一般分变性→复性→延伸三大步骤。(2)引物的化学本质为一小段单链DNA或RNA。(3)将DNA加热至90℃以上，可导致DNA解旋。(4)引物延伸需提供脱氧核苷酸作为原料以形成DNA子链。答案(1)变性复性延伸(2)单链DNA或RNA(3)加热到95℃双链DNA解聚成两条单链(4)四种脱氧核苷酸8．(9分)近十年来，PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)加热使DNA双链打开，这一步是打开________键，称为________。(2)当温度降低时，引物与模板________端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，此过程中原料是________，遵循的原则是________。(3)PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，即：液体环境、适宜的________和________，前者由PCR仪自动调控，后者则靠________来维持。(4)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DNA链D．DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链解析本题考查体内DNA复制与PCR技术的原理以及基本条件。打开DNA双链需破坏碱基对间的氢键；引物的游离端为3′，即5′→3′，它需与模板的3′结合；PCR所用液体环境需保障适宜的温度和酸碱度，其pH可借助缓冲液维持；DNA复制，不能从头开始，故须提供引物。答案(1)氢变性(2)3′四种脱氧核苷酸碱基互补配对原则(3)温度酸碱度缓冲液(4)D题组21．生物体内DNA复制的条件(1)原料：4种脱氧核苷酸。(2)模板：解旋后的每一条DNA母链。(3)酶：打开DNA双链的解旋酶和合成DNA单链的DNA聚合酶。(4)引物：为DNA聚合酶的起始提供3′末端。2．PCR扩增的原理(1)概念：PCR即多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。(2)原理：①DNA变性：在80_～100_℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性。②DNA复性：当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链，这个过程称为复性。③DNA合成：DNA聚合酶从引物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。(3)条件：①模板：解旋后的每一条DNA母链。②引物：能分别与两条模板链结合的两种引物。③原料：4种脱氧核苷酸。④酶：耐热的DNA聚合酶。⑤其他条件：需要稳定的缓冲溶液和能自动调节温度的温控设备。3．PCR的反应过程1．实验用具(1)PCR仪：该仪器能自动调控温度，实现DNA的扩增。如果没有PCR仪，可用3个恒温水浴锅代替，操作时按程序在3个水浴锅中来回转移PCR反应的微量离心管。(2)微量离心管：总容积为，实际上是进行PCR反应的场所。(3)微量移液器：用于向微量离心管中转移PCR配方中的液体，每吸取一种试剂后其上的一次性吸液枪头都必须更换。2．实验步骤含量的测定(1)原理：利用DNA在260_nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰。(2)计算公式：DNA含量(μg/mL)＝50×(260_nm的读数)×稀释倍数。eq\a\vs4\al(点拨：)在PCR实验操作中，常用微量离心管作为反应场所，在操作时，用微量移液器按照PCR反应体系的配方在微量离心管中依次加入各组分，再设计好PCR仪的循环程序就可以了。1．下列有关PCR的描述，不正确的是(B)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。2．PCR技术最突出的优点是(D)A．原理简单B．原料易找C．TaqDNA聚合酶有耐热性D．快速、高效、灵活、易于操作3．PCR技术的操作步骤依次是(B)A．高温变性、中温延伸、低温复性B．高温变性、低温复性、中温延伸C．中温延伸、高温变性、低温复性D．中温延伸、低温复性、高温变性4．聚合酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火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，其简要过程如下图所示。下列关于PCR技术的叙述，不正确的是(C)A．PCR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C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变解析：PCR技术是人工合成DNA的方法，原料是脱氧核苷酸，不是核糖核苷酸。5．PCR实验室中使用的微量离心管、缓冲溶液以及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是(C)A．反复洗涤B．用酒精擦洗C．高压灭菌D．在－20℃下储存解析：为了避免外源DNA等因素的污染，PCR实验室中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20℃储存。使用前，将所需的试剂从冰箱内拿出，放在冰块上缓慢融化。6．PCR技术扩增DNA，需要的条件是(A)①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖体A．①②③④B．②③④⑤C．①③④⑤D．①②③⑥解析：PCR技术需要目的基因作为扩增的模板，DNA聚合酶催化反应的进行，而引物是满足DNA聚合酶起作用的需要，四种脱氧核苷酸是该过程的原料。7．有关PCR反应的叙述中，正确的是(D)A．PCR反应所需要的引物只有RNAB．PCR反应所需要的原料是核糖核苷酸C．PCR反应所需要的酶在60℃会变性D．PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行解析：PCR反应所需要的引物是DNA或RNA；原料是四种脱氧核糖核苷酸；变性是在高温下进行的，在60℃下不会变性。8．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)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。9．引物一般不是指(D)A．引物是指一小段DNA或RNAB．它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对C．PCR的引物长度通常为20～30个核苷酸D．合成子链的原料10．PCR利用了DNA的热变性原理，PCR仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器。下列对PCR过程中“温度的控制”的说法，错误的是(D)A．PCR反应需要高温，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C．要用耐高温的DNA聚合酶D．需要耐高温的解旋酶11．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片段在PCR反应中第二轮的产物。(5)简述PCR技术的主要应用。解析：(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的两条链中只有一条带有引物。(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TaqDNA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。12．PCR技术是将某一特定DNA片段在体外酶的作用下，复制出许许多多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段。它的基本过程如下：[注：图中“▄”表示每次扩增过程中需要的引物(用P代表)。每个引物含20个脱氧核苷酸，并分别与DNA片段两端碱基互补，其作用是引导合成DNA子链]请据图分析回答：(1)PCR技术的原理是模拟生物体内__________________________的过程。(2)PCR扩增过程中对DNA片段进行高温加热处理，其目的是__________________________，其作用相当于细胞内________酶的作用。(3)在③适温延伸过程中，必需加一特定的DNA聚合酶，从图示中可判断，该酶与一般人体细胞中的DNA聚合酶相比，最主要的特点是________________________________________________________________________。(4)假如引物都用3H标记，从理论上计算，DNA片段经3次扩增所得的8个DNA分子中，含有3H标记的DNA分子占________%。(5)假定DNA片段含200对脱氧核苷酸，经3次扩增，从理论上计算，除需要引物14个外，还需要游离的脱氧核苷酸________个。解析：PCR技术是一种在体外模拟生物细胞内DNA复制的过程，在这一过程中存在DNA分子变性(高温使双链解旋)、复性(低温引物与单链结合)、延伸(中温复制延伸)，其中高温下双链解旋相当于解旋酶的作用。PCR过程中所使用的DNA聚合酶必须要能够耐高温。由于每一个DNA分子都要和引物结合，所以每一个DNA分子中都要含有引物；每个DNA都含有400个脱氧核苷酸，则计算式为：400×8－400－20×14＝2520。答案：(1)DNA复制(2)使DNA双链解开成为单链解旋(3)耐高温(4)100(5)252013．下图是PCR技术示意图，请回答下列问题：(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，引物是一小段__________________。(3)将双链DNA________________，使之变性，从而导致________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)TaqDNA聚合酶的作用是__________________，且只能由_____端开始。(5)引物延伸需提供________________________作为原料。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)催化合成DNA子链3′(5)四种脱氧核苷酸题组3过程与细胞内的DNA复制过程相比,主要有两点不同,它们是()。①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA②PCR过程不需要DNA聚合酶③PCR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④PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链DNA为模板进行复制A.③④B.①②C.①③ D.②④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20~30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:C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()。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10s的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效果。答案:A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 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()。主要吸收蓝紫光主要吸收红橙光C.可根据DNA在260nm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260nm的读数”解析:DNA主要吸收波长为260nm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(μg/mL)=50×(紫外分光光度计260nm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3000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A∶T∶G∶C=1∶1∶2∶2,所以A的比例为1/6,在一个DNA分子中的数量为3000×2×(1/6)=1000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31×1000=31000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)31000(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:5'CAAGGATCC3'3' G T T C C T A G G 5'。如果它的引物1为5'GGA—OH,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)5'CAA—OH11.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TaqDNA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。题组4过程与细胞内的DNA复制过程相比,主要有两点不同,它们是()。①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA②PCR过程不需要DNA聚合酶③PCR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④PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链DNA为模板进行复制A.③④B.①②C.①③ D.②④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20~30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:C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: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与其结合并在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。因此题干中所出现的情况是第一次循环的产物。答案:A4.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:A5.下列有关PCR的描述,不正确的是()。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:B6.下列有关PCR过程的叙述,不正确的是()。A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸与细胞内DNA复制相比,其所需要酶的最适温度较高解析:变性是破坏碱基之间的氢键,解旋酶与高温都可起到相同的作用,A项正确;复性过程引物与模板DNA结合过程遵循碱基互补配对原则,B项正确;延伸过程需要DNA聚合酶和四种脱氧核糖核苷酸,PCR是体外操作的,不需要ATP供能,C项错误;PCR所需酶为耐高温的TaqDNA聚合酶,D项正确。答案:C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 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:A8.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是()。A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B.用PCR方法扩增目的基因时必须知道基因的全部序列体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析:本题考查PCR技术。A项中,设计扩增目的基因的引物时,要考虑扩增的目的基因与载体两端序列碱基互补配对,故错误。B项中,DNA复制沿着模板进行,不必知道基因的全部序列,故错误。C项中,PCR技术中的DNA聚合酶是耐高温的DNA聚合酶,不是从受体细胞中提取的DNA聚合酶,故错误。D项中,目的基因编码产物不同,相应的受体细胞不同,故正确。答案:D9.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:C技术(多聚酶链式反应)是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,如图表示合成过程。下列说法错误的是()。过程高温使DNA变性解旋,该过程不需要解旋酶的作用过程要用到的酶在高温下失活,因此在PCR扩增时需要再添加C.如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不标记,控制“94℃~55℃~72℃”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占25%中由碱基错配引起的变异属于基因突变解析:PCR技术中用的TaqDNA聚合酶是耐高温的,在72℃时不会失活,因此在PCR扩增时不需添加。答案:B11.一个有15N标记的DNA分子,放在没有15N标记的环境中培养,利用PCR循环5次后15N标记的DNA分子占总数的()。10 516 25解析:一个DNA分子复制n次后产生的DNA分子数目为2n。在没有15N标记的环境中培养,不论经过多少次复制,得到的DNA分子中只有2个DNA分子被15N标记,则经过5次循环后,标记的DNA分子占总数的2/25,即1/16。答案:C12.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()。DNA聚合酶的活力不够,或活性受到抑制B.系统设计欠妥C.循环次数不够D.引物不能与亲链结合解析:如果TaqDNA聚合酶活力不够,或活性受到抑制,则导致催化效率降低,得到的产物比预期的少,则A项正确。如果PCR系统设置欠妥,达不到预期的结果,则B项正确。如果循环次数过少,产物的量比预期的少,则C项正确。如果引物设计不合理,也许不能与模板DNA结合,造成无法进行扩增,则D项错误。答案:D13.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3000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A∶T∶G∶C=1∶1∶2∶2,所以A的比例为1/6,在一个DNA分子中的数量为3000×2×(1/6)=1000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31×1000=31000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)31000(4)如图14.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:5'CAAGGATCC3'3' G T T C C T A G G 5'。如果它的引物1为5'GGA—OH,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)5'CAA—OH15.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的两条链中只有一条带有引物。(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TaqDNA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。题组5过程中,引物的作用是()A.打开DNA双链,使DNA解旋为单链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.为DNA复制过程提供模板的每次循环都可以分为三步,按循环的顺序排列是()A.变性、延伸、复性B.变性、复性、延伸C.复性、变性、延伸D.延伸、变性、复制利用了DNA的热变性原理,PCR仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器。下列对PCR过程中“温度的控制”的说法,错误的是()反应需要高温,是为了确保模板是单链B.延伸的温度必须高于复性温度,而低于变性温度C.要用耐高温的DNA聚合酶D.需要耐高温的解旋酶4.假设PCR反应中,只有1个DNA的片段作为模板,在5次循环后,反应物中大约有这样的DNA片段的个数是()B.165.下列有关PCR的叙述,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.扩增对象是氨基酸序列D.扩增对象是DNA序列6.关于DNA的复制,下列叙述正确的是()聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从5′端延伸DNA链复制不需要引物C.引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸7.下列有关PCR的叙述中正确的是()反应所需要的引物只是RNA反应所需要的原料是核糖核苷酸反应所需要的酶在60℃反应需要在一定的缓冲溶液中进行8.在PCR的实验操作中,下列说法正确的是()①PCR所用的缓冲液和酶要在常温下储存②离心管的盖子一定要盖严③用手指轻弹离心管壁④离心的目的是使反应液集中在离心管的底部A.①②③B.①②④C.②③④ D.①③④9.下列操作过程的叙述中错误的是()实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌所用缓冲液和酶从冰箱拿出之后,迅速融化所用的缓冲液和酶应分装成小份,并在-20℃D.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是一种DNA体外扩增技术,被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定等各方面。下图是PCR技术示意图,请回答下列问题:(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,引物是一小段。(3)将双链DNA,使之变性,从而导致。(4)引物延伸需提供作为原料。操作中,从第二轮循环开始扩增的DNA片段()A.固定长度 B.一端固定C.都不固定 D.不能确定2.复性温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度冷却至40℃～60℃,可使引物和模板发生结合。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3.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4.在PCR反应中,只有一个DNA的片段作为模板,经过一次循环后,含引物Ⅰ的DNA单链占DNA总链数的()2485.(2013·江苏高考)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(多选)()A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞6.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(如图,图中黑色长方形是引物)。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DNA分子中共含3000个碱基对,碱基数量满足若经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。7.在遗传病及刑事侦破案件中常需要对样品DNA进行分析,PCR技术能快速扩增DNA片段,在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝,有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。据图回答相关问题:(1)在相应的横线上写出引物Ⅱ,并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。(3)若将作为原料的4种脱氧核苷酸用32P标记,请分析循环一次后生成的DNA分子的特点:,循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为。(4)PCR反应过程的前提条件是,PCR技术利用DNA的原理解决了这个问题。(5)在对样品DNA进行分析的过程中发现,DNA掺杂着一些组蛋白,要去除这些组蛋白可加入的物质是。答案解析1.【解析】选C。DNA聚合酶无法从头合成脱氧核苷酸链,只能从3′端开始。引物是一小段核苷酸序列,使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始复制。2.【解析】选B。PCR的过程为:变性(解开DNA双链)、复性(母链和引物碱基配对结合)、延伸(DNA聚合酶从引物的3′端合成脱氧核苷酸链)。3.【解析】选D。PCR是体外DNA扩增技术,DNA双链的解开不需要解旋酶,而是靠高温使其变性解体。复性前,在耐高温的TaqDNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA,因此延伸的温度要高于复性温度但低于变性温度。4.【解析】选C。经过5次循环,DNA复制5次,可得DNA的个数为25=32个。5.【解析】选C。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,在引物的作用下使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。6.【解析】选C。由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从引物的3′端开始延伸;由于DNA分子是反向平行的,子链是依据碱基互补配对原则,在DNA聚合酶作用下合成的,其合成方向是从子链5′端向3′端延伸。7.【解析】选D。PCR一般用DNA单链片段作为引物,这样合成的DNA分子就不用再切去末端,也可以是一小段RNA,A项错误。PCR要合成的是DNA,所以需要的原料是脱氧核苷酸,B项错误。PCR所需的酶至少要耐受DNA变性的温度,即90℃题组61．关于DNA复制，下列叙述正确的是()A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链B．DNA复制不需要引物C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合D．DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸解析：DNA复制是指利用母链DNA为模板，从5′端到3′端进行复制合成与亲代DNA完全相同的两个DNA分子的过程。在复制过程中，需要引物、四种脱氧核苷酸、DNA聚合酶等条件，引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合，作为复制的起点。答案：C2．DNA的复制需要引物，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聚合酶的延伸DNA链D．DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链解析：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。答案：D3．下列对操作过程的叙述，错误的是()A．PCR反应中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌B．PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20℃储存C．PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融化D．在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的吸液枪头都必须更换解析：为了防止外源DNA等因素的污染，PCR反应中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌；所用的缓冲液及酶应分装成小份保存，并使用一次性吸液枪头，即A、B、D均正确。在冰箱中放置的缓冲液和酶取出后应放在冰块上缓慢融化，而不能迅速融化，故C错误。答案：C4．多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。这项技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。请结合有关知识，回答下列问题：(1)PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是________________________。(2)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为________、________、________三步。从第二轮循环开始，上一次循环的________也作为模板参与反应。(3)试列举PCR技术在现实生活中的应用(至少三点)。解析：PCR技术利用DNA复制的原理，其条件是需要原料、酶、引物等。每次循环包括变性、复性和延伸三步。答案：(1)DNA分子具有双螺旋结构和DNA分子中碱基的互补配对并能进行半保留复制(2)变性复性延伸产物(3)PCR技术在遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆等方面都有着广泛的应用。[课时跟踪训练](满分:50分时间：25分钟)一、选择题(每小题3分，共24分)1．下列有关PCR技术的叙述，不正确的是()A．PCR技术利用的是碱基互补配对原则B．PCR技术可用于基因诊断，判断亲缘关系等C．PCR技术需在体内进行D．PCR技术可能为变性、复性、延伸三个阶段解析：PCR技术是聚合酶链式反应的简称，是在体外快速大量复制DNA片段的一种新技术。答案：C2．用PCR技术扩增的某样品DNA分子中共含3000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的腺嘌呤脱氧核苷酸数是()A．31000 B．32000C．3100 D．16000解析：由(A＋T)/(G＋C)＝1/2可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例为1/6，在一个DNA分子中的数量为3000×2×(1/6)＝1000(个)，5次循环的DNA数为32个，所以利用原料合成的DNA数相当于32－1＝31(个)，至少需腺嘌呤脱氧核苷酸数为31×1000＝31000(个)。答案：A3．下图是PCR反应过程中哪次循环的产物()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：在PCR反应中，以引物为标记，第一次循环时加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ与其结合并在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，上次产生的含引物的DNA分子单链又可作为模板，形成的DNA分子两端均含引物。答案：A4．PCR一般要经过三十多次循环，从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将()A．仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸B．与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸C．同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链延伸D．无需与引物结合，在酶的作用下从头合成子链解析：当由引物Ⅰ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Ⅱ结合延伸DNA的子链。答案：B5．在PCR扩增实验中，引物是很重要的。下列属于引物特点的是()①引物长度一般是80～100个碱基对(bp)为宜②DNA聚合酶能从引物的5′端开始延伸DNA链③引物是一小段DNA或RNA④引物能与DNA母链的一段碱基序列互补配对A．①② B．③④C．①③ D．②④解析：引物长度一般以20～30个碱基对(bp)为宜，包括引物Ⅰ和引物Ⅱ两种。引物太短或太长，都可能降低产物的特异性。引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对；DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，当引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链。答案：B6．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()①循环次数不够②TaqDNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制③引物不能与母链结合④系统设计欠妥A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④解析：解答本题应从PCR扩增过程的条件进行分析：①循环次数过少，产物的量比预期的少；②TaqDNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制，导致催化效率降低，得到的产物比预期的少；③如果引物设计不合理，则无法进行扩增；④PCR系统设置不妥，达不到预期的效果。答案：B7．有关PCR技术的下列叙述，不正确的是()A．聚合酶链式反应，是用DNA聚合酶在体外扩增DNA片段的技术B．在用PCR技术扩增DNA时，DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似C．PCR反应需在一定的缓冲溶液中进行，只需提供DNA模板以及四种脱氧核苷酸即可D．PCR一般经历三十多次循环，每次循环均分为变性、复性和延伸三个阶段[解析：PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供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、耐热的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。答案：C8．下图表示DNA变性和复性示意图，相关说法正确的是()A．向右的过程为加热(50℃～60B．向左的过程是DNA双链迅速致冷复性C．变性与在生物体内解旋过程的实质相同D．图中DNA片段共有8个游离的磷酸基、8个3′端解析：DNA体外的变性同体内的解旋实质是相同的，都是使氢键断裂，DNA双螺旋打开，只是体内需解旋酶，体外是高温条件。答案：C9．(11分)PCR技术是把一DNA片段在体外酶的作用下，合成许许多多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异性地扩增任何目的基因或DNA片段，它的基本过程如下图所示：注：图中短线表示每次扩增过程中需要的引物。每个引物约含20个脱氧核苷酸，并分别与两条单链DNA结合，其作用是引导合成DNA子链。(1)PCR技术的原理是模拟生物体内________的过程。(2)PCR扩增过程中需要对DNA片段进行高温处理，其目的是_____________________，此过程在生物体内称为________，需________酶的参与。(3)假如引物都用3H标记，从理论上计算，所得DNA分子中含有3H标记的占________。解析：由图可知高温变性的过程就是DNA在高温条件下解旋的过程，在生物体内则需要解旋酶催化才能进行；低温复性时两个DNA分子都需要引物。答案：(1)DNA复制(2)使DNA的两条链彼此分开解旋解旋(3)100%10．(15分)DNA洗牌技术即将单个基因用DNA酶切割成小片段，混合后进行PCR扩增，以获得大量的随机组合的新基因，再进一步筛选，可获得有意义的新基因。此项技术已广泛应用于育种。具体过程如图所示，请据下图回答下列问题：(1)图中①过程所用的酶作用于________键。(2)图中②③④相当于PCR技术的____________________________________________等三个阶段。(3)图示的PCR与常规的PCR不同之处在于，此PCR无引物且不需________酶，不需要________作为合成材料。(4)该过程最终产生的新基因与原基因相比，不同之处在于________________________，所以从本质上看该基因发生了________。解析：题中的酶是指限制性核酸内切酶，它可将DNA序列随机切成许多DNA小片段，其作用的化学键为磷酸二酯键；PCR过程包括变性、复性、延伸三个阶段，图示中②属变性、③属复性、④属延伸阶段；图示的PCR不需要引物，也不需要DNA聚合酶使DNA链延伸，也不需要游离的脱氧核苷酸作原料，仅是原有的DNA小片段的随机组合；由于是随机组合，与原基因相比，核苷酸的排列顺序发生变化，属于基因突变。答案：(1)磷酸二酯(2)变性、复性、延伸(3)DNA聚合游离的脱氧核苷酸(4)脱氧核苷酸的排列顺序不同突变题组71.从2001年初到现在，青岛某实验基地已孕育出上百只转基因克隆羊，它们的体内分别携带包括β—干扰素、抗凝血酶素、乙肝表面抗原在内的多种药用蛋白基因。这意味着，它们可以通过产奶的方式源源不断地提供药用蛋白基因，其应用前景非常光明。在其实验研究过程中，经常利用PCR技术制取大量的有关药用蛋白基因来供实验用。以下有关PCR技术的选项中，不合理的是（）A．PCR扩增反应中加人引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点B．DNA聚合酶的作用是从引物的5'端开始催化DNA链的延伸。C．PCR技术依据是DNA的热变性原理D．PCR的反应过程一般经历三十多个循环，每次循环都包括变性、复性、延伸2.现有一滴血液样品中约含有6，000个某特定DNA片段的拷贝，以聚合酶链式反应（PCR）进行扩增．经过20个循环反应后，可得此DNA分子拷贝为（）A．6，000×202 B．6，000×2×20C．6，000×220 D．6，000203.目前，甲型H1N1流感疫情让人担忧．科学工作者要想快速检测流感病原体，以正确诊断是否感染,以下不是诊断甲型H1N1流感病原体的生物技术的是（）A．PCR：体外基因复制技术，可在几十分钟内把病原体的基因扩展到数百万倍B．DNA探针技术：用放射性同位素标记的特殊的DNA分子做探针，利用分子杂交原理来检测病原体C．抗原抗体法：用特殊制备的病原体蛋白质检测病人血清中的有无相关抗体，以发现病原体D．镜检法：在光学显微镜下直接观察病人的痰液或血液，以发现病原体4.下列关于PCR技术应用的叙述，不正确的是（）A．检测糖尿病患者血液中胰岛素的含量B．在同一反应体系里加入多对特异性引物以同时检测多种病原微生物C．检测乙肝患者的血液中乙肝病毒的含量D．对编码凝血因子Ⅷ的基因发生突变的位点进行检测5.目前，墨西哥、美国等国家都发现了甲型H1N1疫情，并引起了人体感染，造成多人死亡．科学工作者经研究，发现了数种快速检验甲型H1N1的方法，以下与H1N1的说法中不正确的是（）A．镜检法：在光学显微镜下直接观察病人的痰液或血液，以发现病原体B．PCR技术：可在几十分钟内把病原体的基因扩展到数百万倍C．酶联法：用特殊制备的病原体蛋白质与病人血清中的相关抗体特异性结合，通过酶联反应，以发现病原体D．DNA探针技术：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理来检测病原体6.多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历30多次下述循环：90-95℃模板DNA变性，55-60℃下复性（引物与DNA模板链结合），70-75℃A．变性过程中被破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键B．复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高7.多聚酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火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，其简要过程如右图所示。下列关于PCR技术叙述不正确的是（）。A．PCR技术制备大量DNA时引物要被不断消耗B．PCR技术能使整个加入体系DNA片段呈指数扩增C．PCR技术中需要4钟脱氧核糖核苷酸作为原料D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变8.关于PCR的说法不正确的是（）A．PCR是体外复制DNA的技术 B．Taq酶是一种热稳定DNA聚合酶C．PCR过程中只需要两个引物分子 D．PCR利用的是DNA半保留复制原理9.DNA复制过程的第一步是()A．获得引物 B．催化合成DNA子链C．解旋 D．四种脱氧核苷酸10.利用PCR技术可获得目的基因，下列相关叙述错误的是（）A．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列B．PCR反应体系中需添加磷酸、脱氧核糖和含氮的碱基作为原料C．PCR体系中需要添加从受体细胞中提取的解旋酶和DNA聚合酶D．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应11.PCR是一种体外快速扩增DNA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。PCR需要模板DNA、引物、脱氧核苷酸和DNA聚合酶等条件。下图为模板DNA分子及2种引物，请据图回答相关问题：(1)PCR的全称是______________________。PCR与体内DNA复制的不同之外主要表现在温度环境的不同，在PCR技术中先用95℃(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子链复制的方向是________，这是由于______________________________________。12.下图是PCR技术示意图，请回答下列问题：(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，引物是一小段______________。(3)将双链DNA____________，使之变性，从而导致________________________。(4)引物延伸需提供_________________________________________________作为原料。参考答案一、单项选择1.【答案】B【解析】试题分析：在PCR中引物能结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点，故A正确；DNA聚合酶的作用是从3'端开始催化DNA链的延伸，故B错；PCR的原理是DNA分子复制，每次玄幻包括变性、复性和延伸，故CD均正确。考点：本题主要考查PCR技术，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。2.【答案】C【解析】解：聚合酶链式反应（PCR）技术是在人为条件下进行的DNA分子复制技术，而DNA复制为半保留方式，经过20个循环即复制20次，则合成220个DNA拷贝，原先有6000个DNA，则最终可得到6000×220个DNA分子拷贝．故选：C．3.【答案】D【解析】解：A、利用PCR技术可在几十分钟内把病