生物课后集训：专题课题多聚酶链式反应扩增DNA片段

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课后集训基础达标1.（四川高考，3）细胞增殖过程中DNA含量会发生变化.通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组,每组的细胞数如下图.从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是（）A.乙组细胞正在进行DNA复制B.细胞分裂间期的时间比分裂期长C。丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍D.将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少解析：该细胞中DNA含量的变化范围为2C~4C，复制前为2C，复制后为4C，所以乙细胞正在复制。DNA复制发生在分裂间期,图中甲和乙所代表的细胞处于分裂间期,数量多于分裂期的细胞,分裂间期时间长。丙组细胞已经完成DNA复制,而染色体数目加倍只发生在有丝分裂后期，所以丙组中只有部分细胞处于分裂后期。答案：D2。(山东潍坊统考）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：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链。因此，DNA复制需要引物。首先复制的是3′端、即复制方向为3′→5′；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,其合成方向从子链5′→3′。答案：C3。DNA的羟基（-OH）末端称为（)A。3′端B.5′端C。1′端D.2′端解析：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。答案：A4.DNA复制过程中的前提是(）A.获得引物B。催化合成DNA子链C。解旋D。4种脱氧核苷酸解析：在DNA的复制过程中,双链的解开是进行DNA复制的前提。答案：C5。PCR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。不能确定解析：从第二轮循环开始，由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列。答案：A6。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：C7.DNA合成方向是（）A。从子链的3′端向5′端延伸B.从引物的5′端开始延伸C.从子链的5′端向3′端延伸D。以上皆可解析:DNA聚合酶能从引物的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：C8.PCR过程中DNA复性所需的温度条件为(）A。90℃以上B。72℃左右C。80℃左右D。50℃左右解析：在80～100℃的温度范围内DNA变性；在温度下降到50℃左右时复性。答案：D9。下图是哪次循环的产物（）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：根据引物的特点，可以确定为第一次循环。答案:A10。从第二次循环开始，复制的DNA片段呈扩增（）A.直线B。指数C.对数D.不变解析：从第二轮循环开始，复制的DNA片段呈指数扩增。答案：B11。PCR具体操作时用（)A.微量离心管B.微量移液管C。玻璃试管D。塑料瓶解析：在实验室中,做PCR通常用微量离心管，它是一种薄壁塑料管，总容积为0.5mL.具体操作时用微量移液管将各组分加到微量离心管中。答案：AB12.PCR利用了DNA的原理，来控制DNA的解聚与结合（）A。特异性B.稳定性C.热变性D.多样性解析：PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合.答案：C综合运用13。TaqDNA聚合酶是从一种嗜热细菌中分离提取的，该菌是1966年从美国黄石国家森林公园的一个热泉中发现的。实验表明,PCR反应时变性温度为95℃，50个循环后，TaqDNA聚合酶仍有65％的活性。TaqDNA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。TaqDNA聚合酶还具有逆转灵活性，其作用类似于逆转录酶。TaqDNA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。0mmol/L时该酶催化活性最高，此浓度能最大限度地激活TaqDNA聚合酶的活性，Mg2+过高就抑制酶活性，因而MgCl2的浓度在不同的反应体系中应适当调整，优化浓度。TaqDNA聚合酶具有5′→3′聚合酶活性和5′→3′外切酶活性，而无3′→5′外切酶活性，它不具有校对活性。因而在PCR中如发生某些碱基的错配，该酶是没有校正功能的.TaqDNA聚合酶的碱基错配几率为2。1×10-4.（1)TaqDNA聚合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。（2）影响PCR反应的影响因素除引物、反应温度、时间和TaqDNA聚合酶浓度外,从材料中可知，还应有________。(3）这种嗜热细菌能够在热泉中生存，这是________的结果。（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,第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配,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：此题考查阅读能力。要求能从所给的材料中获取新知识，科学地接受知识并进行逻辑推理。由于文字较多，首先快速阅读获得大致信息,然后根据问题再仔细阅读分析，科学地接受并应用材料信息。TaqDNA聚合酶的发现，解决了PCR中高温导致DNA聚合酶失活的问题，使PCR技术趋于自动化，只需要一次性加入,不需要每次变性后再添加。阅读材料后会发现，Mg2+浓度可以影响酶的活性从而影响PCR。答案：（1）一次性不需要（2）Mg2+浓度（3）长期自然选择（4）基因突变1/214。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）,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）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2条DNA分子，此过程中原料是________,遵循的原则是________________________________。（3）PCR技术的必需条件，除了模板、原料、ATP、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14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次以后，则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为________。解析:考查PCR技术过程中DNA的解旋、DNA复制的原料、碱基互补配对原则以及DNA复制的条件.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）温度酸碱度（4)1/815。(2006山东淄博统考)在遗传病诊断及刑侦破案中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。参照下图，完成相关问题：(1）在相应的空格内写出引物2，并在复性这一步骤中将引物2置于合适的位置。(2）在相应的空格内写出循环一次后生成的DNA分子。(3）若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P标记，请分析循环一