2024-2025学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段精练含解析新人教版选修1

PAGEPAGE7课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段一、选择题1．(2024·双鸭山期末)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，须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的热变性来限制DNA的解聚与结合解析：选BPCR是一种体外快速扩增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，短时间内快速复制上百万份的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，不须要解旋酶。2．下列有关PCR技术的叙述，错误的是()A．PCR技术利用了DNA的热变性来限制DNA的解聚与结合，不须要解旋酶B．DNA聚合酶不能从头起先合成DNA，而只能从引物的3′端延长DNA链C．PCR的引物的基本单位是肯定脱氧核苷酸D．扩增DNA时，须要加入两种引物解析：选CPCR扩增中双链DNA解开不须要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开，A正确；DNA聚合酶不能从头起先合成DNA，而只能从引物的3′端延长DNA链，B正确；引物是一段单链DNA或RNA，因此其基本单位是脱氧核苷酸或核糖核苷酸，C错误；采纳PCR技术扩增DNA时，须要加入两种引物，D正确。3．PCR利用了DNA的热变性原理，PCR仪事实上也是一种能自动调控温度的仪器。下列对PCR过程中“温度的限制”的说法，错误的是()A．PCR反应须要高温，这是为了确保模板是单链B．延长的温度必需高于复性温度，而低于变性温度C．要用耐高温的DNA聚合酶D．须要耐高温的解旋酶解析：选DPCR是体外DNA扩增技术，DNA双链的解开不须要解旋酶，高温可使其变性解聚。延长是在耐高温的TaqDNA聚合酶的作用下依据碱基互补配对原则合成新的DNA，延长的温度要高于复性温度但低于变性温度。4．(2024·重庆八中期中)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：选DPCR技术是体外扩增DNA的技术，用来在体外合成大量DNA，供各种探讨或诊断须要。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。5．下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是()A．PCR试验中运用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在运用前必需进行高压灭菌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，放在高温环境中快速溶化D．在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必需更换解析：选C为了避开外源DNA等因素的影响，PCR试验中运用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在运用前必需进行高压灭菌，A正确；PCR所用的缓冲液和酶一般须要分装成小份，并在－20℃储存，B正确；PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，放在冰块上缓慢溶化，C错误；为避开液体的交叉污染，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需更换，D正确。6．(2024·大连期末)PCR反应的最大特点是具有较强的扩增实力与极高的灵敏性，但令人头痛的问题是易污染，下列关于防止污染的方法不正确的是()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需更换C．全部的PCR试剂都应用大瓶分装，以削减重复加样次数，避开污染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：选CPCR所用的缓冲液和酶等应分装成小份，并在－20℃储存。运用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢溶化。7．(2024·西安期中)科学家分别出真核细胞中某种结构的各种成分，对分别的成分用双缩脲试剂和二苯胺试剂进行检测，发觉能够使双缩脲试剂呈现紫色反应，使二苯胺试剂呈现蓝色反应。则该细胞结构不行能是()A．叶绿体 B．线粒体C．细胞壁 D．染色体解析：选C能够使双缩脲试剂呈现紫色反应的是蛋白质，使二苯胺试剂呈现蓝色反应的是DNA，所以该细胞结构既含有蛋白质，又含有DNA，选项中满意这两个条件的结构有叶绿体、线粒体和染色体。8．运用PCR仪的详细操作依次应为()①设计好PCR仪的循环程序②按配方打算好各组分③用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分④进行PCR反应⑤离心使反应液集中在离心管底部A．②③①④⑤ B．①⑤③②④C．②③⑤①④ D．④②⑤③①解析：选C运用PCR仪的操作步骤一般分为打算→移液→混合→离心→反应。PCR仪是一种自动限制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了。9．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须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：选B双链DNA的解旋，须要高温(一般须要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，此过程为延长。10．(2024·临川期中)PCR一般要经过三十多次循环，从其次次循环起先，上一次循环的产物也作为模板参加反应，下列相关叙述正确的是()A．由引物Ⅰ延长而成的DNA单链作模板时，仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延长B．由引物Ⅰ延长而成的DNA单链作模板时，无需与引物结合，干脆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：选C当由引物Ⅰ延长而成的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起先合成，即与引物Ⅱ结合延长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。11．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．其次次C．第三次 D．第四次解析：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Ⅰ和引物Ⅱ与模板链结合并在DNA聚合酶的作用下延长，所以形成的每个子DNA中只有一种引物；从其次次循环起先，上次产生的DNA分子又可作为模板参加反应，所以会形成DNA分子两端均含有引物的状况。因此题图中所出现的状况是第一次循环的产物。12．(2024·成都期中)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双链快速制冷复性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：选A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。二、非选择题13．(2024·洛阳模拟)PCR是一种体外快速扩增DNA的方法，用于扩增特定的DNA片段，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个。PCR须要模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸和耐热的DNA聚合酶等条件。如图为模板DNA分子及2种引物，请据图回答相关问题：(1)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技术中先用95℃高温处理的目的是____________________________，而这一过程在细胞内是通过________________实现的。(2)在PCR技术中所须要的引物实质上是一小段__________________。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，则须要在缓冲液中至少加入________个引物。(4)DNA子链延长的方向是_________，这是由于____________________。解析：(1)在PCR技术中，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。(2)引物是一小段单链DNA或RNA分子。(3)在DNA分子扩增时，须要2种引物，由于新合成的子链都须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2×210－2＝211－2(个)。(4)引物能与解开的DNA母链的3′端结合，为DNA聚合酶供应吸附位点，使DNA聚合酶从引物的3′端起先连接脱氧核苷酸，从而确定了DNA子链延长的方向是从5′端到3′端。答案：(1)使DNA变性(使DNA的两条链解开)解旋酶的催化(2)单链DNA或RNA分子如图所示(3)211－2(4)从5′端到3′端DNA聚合酶只能从引物的3′端起先连接单个脱氧核苷酸分子14．PCR技术广泛用于对少量DNA样品的大量扩增过程中，尤其在法医鉴定中有重要的意义。PCR扩增过程示意图如图，请回答下列问题：(1)PCR技术的原理是____________。PCR反应中须要加入缓冲液、引物、DNA模板、________、________。(2)图中步骤1代表________，步骤2代表________，步骤3代表延长，这三个步骤组成一轮循环。(3)引物1和引物2的碱基序列________(填“相同”或“不同”)。若一个DNA分子在PCR中经验n轮循环，理论上须要消耗________个引物，由引物形成子链的延长方向是________________________。(4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键，退火温度过高会破坏________之间的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但G—C含量高的引物须要设定________(填“更高”或“更低”)的退火温度。(5)假如PCR反应得不到任何扩增产物，则可以实行的改进措施有________(填序号)。①上升退火温度②降低退火温度③重新设计引物解析：(1)PCR技术的原理是DNA的半保留复制。PCR反应中须要加入缓冲液、引物、DNA模板、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶。(2)图中步骤1、2、3分别代表变性、复性、延长，这三个步骤组成一轮循环。(3)引物1和引物2的碱基序列不同。若一个DNA分子在PCR中经验n轮循环，理论上须要消耗2n＋1－2个引物，由引物形成子链的延长方向是由5′→3′。(4)退火表示引物与模板相连，若退火温度过高会破坏引物与模板的碱基配对，由于G—C之间有三个氢键A—T之间有两个氢键，所以G—C含量越高的引物，退火温度越高。(5)PCR反应得不到任何扩增产物，可能是退火温度过高，导致引物与模板不能相连；或引物间相互配对，引物自连，不能与模板相连，因此，可通过降低退火温度或重新设计引物进行改进。答案：(1)DNA的半保留复制四种脱氧核苷酸耐热的DNA聚合酶(2)变性复性(3)不同2n＋1－2由5′→3′(4)引物与模板更高(5)②③15.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，使试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、延长分别是指_______________、_____________。(2)某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满意：(A＋T)/(G＋C)＝1/2，若经五次循环，至少须要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)(3)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；延长是以DNA单链为模板