高中生物选修一多聚酶链式反应扩增DNA片段-同步练习含答案

高中生物选修一多聚酶链式反应扩增DNA片段同步练习含答案

卷I（选择题）

一、选择题（本题共计10小题，每题3分，共计30分，）

1.PCR含义是（）

A.亲子代反应技术B.多聚酶链式反应

C.DM4片断复制D.DM4序列测定

2.下列有关PCR技术的叙述，错误的是（）

A.Taq酶从引物起始进行互补链的合成

B.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.延伸过程中需要引物、热稳定DNA聚合酶、ATP、四种核糖核昔酸

D.用PCR技术扩增目的基因时不必知道目的基因的全部序列

3.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

（）

A.94℃>55℃>72℃B.72℃、55℃、94℃

C.55℃、94℃、72℃D.80°C、55℃>72℃

4.PCR（多聚酶链式反应）技术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（）

94七55七72七.

甲》乙丙

DNA样品两个DNA分子

A.甲过程高温使DNA变性解旋，该过程不需要解旋酶的作用

B.丙过程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的两条链用好N标记，游离的脱氧核昔酸不做标记，循环3次后,

在形成的子代DNA中含有"N标记的DNA占25%

D.PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变

5,下列有关PCR技术的说法，正确的是（）

A.原理是DNA双链复制

B.应加入碱基序列相同的引物

C.需要在扩增仪中加入解旋酶

D.PCR过程中应保持温度不变

6.下列符合PCR反应条件的是（）

①稳定的缓冲液环境②DNA模板③引物④四种脱氧核昔酸©TaqDNA聚合

酶⑥解旋酶⑦限制性内切酶⑧温控设备

A.①②③④⑤⑥B.①②③④⑤⑥⑦⑧

C.③④⑤⑥⑦⑧D.①②③④⑤⑧

7.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。下列

DNA样品单健DNA游离核昔段引游离核甘酸连接2个完整的双

模板物与DNA单链到DNA单链t链DNA分子

形成配对结构

A.加热使DNA双链打开，这一步是打开氢健，在细胞中是在解旋酶的作用下进行的

B.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个DNA分子，此过程中原料是脱氧核甘酸，遵循的原则是碱基互补配对原

则

C.PCR技术的必需条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还有液体环境、适宜的

温度和pH等三个条件

D.若将一个用第N标记的DNA分子放入试管中，以MN标记的脱氧核甘酸为原料，连续

复制4次之后，则标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为1/16

8.在表达融合蛋白时可以利用融合PCR技术把两个不同的基因片段连接起来，其原理

如图所示，下列分析正确的是（）

试卷第2页，总44页

■因甲格因乙

引物PI引物P3

引物P2引物P4

PCR扩增PCR扩增

切胶网收切胶何收

融合PCR第一步

附会PCR第一步

:融合她因

眼合PCR第二步

64个融合基因

A.该过程使用的引物P2和P3的碱基完全互补配对，所以不能放在一个系统中工作

B.融合PCR的第一步需要加入耐高温DNA聚合酶、DNA连接酶等

C.融合PCR的第一步是不需要引物的，可能是因为两条链重叠的部位互为另一条链的

引物

D.若融合PCR的第二步获得了64个融合基因，则该过程消耗了128个引物

9.人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后，其DNA会以游离的形式存在于血液中，称

为cfDNA。近几年，结合PCR及电泳鉴定、DNA测序等技术，cfDNA在临床上得到了

广泛应用。下列相关说法错误的是（）

A.PCR反应中设置不同的温度是为了使DNA聚合酶催化不同的反应

B.在琼脂糖凝胶中，cfDNA的迁移速率与cfDNA分子的大小、构象等有关

C.在进行电泳时，要预留一个加样孔，加入指示分子大小的标准参照物

D.对cfDNA进行检测，可以用于肿瘤的早期筛查

10.下列有关PCR过程的叙述中不正确的是（）

A.变性过程中破坏的是DM4分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现

B.复性过程中引物与模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成

C.延伸过程中需要DM4聚合酶、ATP,四种核糖核昔酸

D.PCR与细胞内DM4复制相比所需要酶的最适温度较高

卷II（非选择题）

二、填空题（本题共计10小题，每题3分，共计30分，）

11.提纯生物大分子、离心、X射线衍射、（）等技术与物理学和化学方法的

应用紧密结合，系统应用于探测生命活动的过程。

12.人类胰岛素基因位于第11号染色体上，长度8416bp,包含3个外显子和2个内

含子，人类胰岛素的氨基酸序列已知。回答相关问题:

目的基因

/II号染色体上DNA分子

第抡循环《

（1）上图是利用PCR技术获取人胰岛素基因的方法，该过程在缓冲液中除了要添加模

板和引物外，还需要添加的物质有，一个DNA分子经过5轮循环，需要引物

A个，从PCR的过程和DNA分子的特点，试着写出设计引物需要注意的问题

（2）基因工程中需要DNA连接酶，根据酶的来源不同分为两类，其中"缝合"双链

DNA片段平末端的是，利用SDS-凝胶电泳分离不同DNA分子，迁移速度取

决于0

（3）将获得的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，一般先用处理大肠杆菌细胞，

再将重组表达载体DNA分子溶于中与该类细胞混合，在一定温度下促进细胞

吸收DNA分子完成转化过程。

（4）若利用图示方法获取的胰岛素基因，直接构建基因表达载体后导入大肠杆菌，能

不能表达出人胰岛素，说明理由。。

13.H7N9型禽流感是一种新型禽流感，科研人员采用聚合酶链式反应（PCR）技术结合

荧光探针技术，可以对禽流感"7N9特异性核酸片段进行荧光PCR检测.利用PCR反应

扩增核酸片段，要有一段已知的该核酸片段的核甘酸序列，以便根据这一序列

.PCR每次循环可以分为变性、复性和延伸三步，为增大模板彻底变性

的概率，在第一次反应之前，常要进行一次.检测PCR产物用到的荧光探针

指的是.

14.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DM4半保留复制，在试管中进行DM4的人工复制（如图），在很短的时间

内，将DM4扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验所需要的遗传物质不再受限于活的生

物体.

w旋游离糠苦派夏朝_

.或至--至“，《山热至

样品单楼昔徽引将游离核甘酸连接两个完整的双

模板与链形到单链上使D'A分孑

成配财结构

试卷第4页，总44页

(1)加热使DM4双链打开，这一步是打开键，在细胞中是在的作用下

使此键断裂.

(2)当温度降低时，引物与模板3,端结合，在DM4聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，

最终合成2个DM4分子，此过程中遵循的原则是.

(4)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、适宜的温度和.

(5)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为、、三

个步骤.

15.利用PCR技术扩增目的基因的前提，是

16.请回答(1)~(4)有关问题：

(1)“闻着臭，吃着香”的臭豆腐驰名中外，其制作过程中所用的微生物主要是，

臭豆腐表面往往有一层致密的皮，这层皮实际上是微生物的，它对人体是无

害的.

(2)欲从土壤中分离出能高效降解有机磷农药的细菌，可在培养基中加入制成

选择培养基进行分离；若想对初步筛选得到的目的菌进行纯化并计数，可采用的接种

方法是.

(3)Taq细菌在1966年被发现于美国黄石国家公园，它的发现促成了PCR技术的自动化,

这是因为它为PCR技术提供了.PCR一般要经过三十多次循环，每次循环可

以分为三步.

(4)微生物培养过程中，获得纯净培养物的关键是,其中对培养皿进行灭菌常

用的方法是.

17.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0M4序列测定.图是PCR技术小意图，请回答下列问题：

①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.

②将双链DM4.,使之变性，从而导致.

DNA片段

U变性]

1；1i与引物结台瑞

引物K仲

③引物延伸需提供作为原料.

18.PCR技术成为分子生物学实验室的一种常规手段，其原理是0M4半保留复制.

在试管中进行DM4的人工复制(如图)，在很短的时间内，将DM4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.

加熊至958

DNA单链子物与DNA游离脱辄核两个完整的

样品DNA单链形成配甘酸连接到双链DNA

模板对结构DNA单链上分子

①PCR即,是一种体外迅速扩增DM4片段的技术.加热使DM4双链打开，这

一步是打开键，称为变性.

②当温度降低时，引物与模板末端结合，在DM4聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，

此过程中原料是脱氧核甘酸，遵循的原则是.

③若将一个用】5N标记的DM4分子放入试管中，以14N标记的脱氧核甘酸为原料，连续

复制4次以后，贝！115N标记的DM4分子占全部DM4总数的比例为.若继续循环,

该DM4片段共经过30次循环后需要个引物.

④某样品OM4分子中共含5000个碱基对，碱基数量满足：W=|，若经4次循环，至

G+C3

少需要向试管中加入个腺喋吟脱氧核甘酸.（不考虑引物所对应的片段）

19.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。

DMA除0

”b

与引，姑介〉.

+物）

♦n、

*

引物”伸1

20.1980年第一例转基因动物--转基因小鼠问世，基因工程发展迅速，成果层出不穷.

试卷第6页，总44页

(1)-<TO：A⑵…M(3)

(4)(5)©•••⑹

,,,CTTAAA0GTC-

I>NA1«A

(?)GT-(8)AATie-

第二次It杯

图1图2

邛艮制性核酸内切酶主要是从中分离纯化出来的，每种限制酶能够识别双链

DM4分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中断开.如图1所示是四种

不同限制酶切割形成的DM4片段：其中的（2）能和（填序号）在的作

用下连接成.

〃干扰素是一种抗病毒的特效药，人血液中每升只能提取0.05mg干扰素，科学家用基

因工程方法在大

肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，可大大提高产量也降低价格.

（1）干扰素的化学本质是,在人体内参与其形成的相关具膜的细胞结构有

（2）人的干扰素基因在酵母菌细胞内的表达过程为.

〃/PCR技术（聚合酶链式反应）可以使目的基因扩增，获得大量DM4克隆分子.（过程

如图2所示，图中黑色长方形是引物）

（1）该技术的依据的原理是,图中的变性是指.

（2）假设PCR反应中的DM4模板为尸，第一轮循环的产物2个子代DN4为刈，第二轮的产

物4个子代DM4为何，则代中分别含有模板DM4单链的DM4分别有个.若继

续循环，该片段共经过30次循环后能形成个这样的片段.

（3）某样品DM4分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足：空=；，若经5次循环，至

少需要向试管中加入个腺喋吟脱氧核甘酸.（不考虑引物所对应的片段）

三、解答题（本题共计20小题，每题10分，共计200分，）

21.学者研究发现突变的APP基因会导致老年痴呆症发生，科学家通过基因工程建立老

年痴呆症狮猴模型，用于人类老年痴呆症治疗的研究。科学家常用PCR扩增突变的

APP基因。如图为某同学实验中，所用引物与模板配对情况。回答相关问题：

|一突变的APP基因一

U,I.0JU.N是外物•帝关是注伸才向

（1）PCR反应体系中含缓冲液、模板DNA、dNTP（包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、

引物及热稳定DNA聚合酶；其中，dNTP的作用是,引物应选用图中的

（填图中标号）。

（2）在DNA复制中引物所起的作用是-若所用引物为n和HI进行扩增可以

获得种序列不同的产物；若用引物I和IV可以获得种序列不同的产

物。

（3）为了避免出现"目的基因自我环化”“目的基因在运载体上反向连接"的问题，请提

出一种解决该问题的思路：。

22.多聚酶链式反应（PCR）是一种体外扩增DNA片段的技术，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。回答以下问题：

（1）DNA复制过程中，引物的作用是,而且DNA复制的前提是o

（2）PCR技术利用了原理，可通过控制温度来控制DNA双链的解旋与结合。

（3）PCR技术用到的酶是,与细胞内DNA复制时发挥相同作用的酶相比,

区别在于o

（4）下面表格是DNA体内复制与PCR反应的部分比较结果。通过比较分析，请推导

出PCR反应合成DNA子链时能量来源于o

原料ATP

DNA体内四种脱氧核甘酸而■=!='笠r~t+i

复制

PCR反应脱氧胞昔三磷酸、脱氧腺昔三磷酸脱氧胸甘三磷酸、不需

脱氧鸟昔三磷酸要

（5）假如PCR反应所用的引物含有放射性、模板不具有放射性，且引物不被切除，则

经过n次循环，具有放射性的脱氧核甘酸链占总链数的比值为。

23.（成都高中毕业班诊断）科学家研究发现，细胞膜的跨膜蛋白中，有一种与水的跨

膜运输有关的水通道蛋白。回答下列问题：

细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链，需要在中

加工和修饰后，再运输到细胞膜上。

从细胞膜的结构分析，由于的原因，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一

定的阻碍。现在研究确认，细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶

液方向跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是o

哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。

请设计实验，验证这个推测是正确的。（要求：写出实验思路、预期实验结果）

试卷第8页，总44页

24.RT-PCR是将RNA逆转录（过程I）和cDNA的聚合酶链式扩增反应（过程U）相

结合的技术，具体过程如图1所示，图2为某兴趣小组设计的引物。请分析回答下列

问题：

图1

j引物A:5,1~I­I_ILiIII

CGACTGATTA

1引物B:5,

iIrniriir-r?

AACTGCAGTT

图2

（i）过程i主要涉及的酶是。进行过程n的反应体系中常用的酶是

二者都能催化键的形成。

（2）过程I和过程n利用的原料（填"相同""不同"或"不完全相同一般情

况下，引物A和B的长度越长、G和c比例越高，则过程n内循环步骤中的

（填"变性""退火"或"延伸"）温度设定就越高。

（3）该兴趣小组实验后发现几乎不能得到扩增产物，据图2分析，其原因是.

改正后，过程n中拟对6个单链cDNA进行71次循环的扩增，理论上至少需要

个引物Bo

（4）利用RT—PCR技术获取的真核生物的目的基因通过转基因技术（填"可

以"或"不可以"）在原核细胞中正确表达。

25.科学家研究表明，新冠病毒是蛋白质包裹的单链RNA病毒，通过刺突蛋白（S蛋白）

与人的ACE2受体识别结合，来感染人的呼吸道上皮细胞。请回答下列问题：

（1）获取病毒RNA后，采用法得到cDNA,再利用PCR技术扩增S蛋白基因,

扩增前要根据一段目的基因的核甘酸序列合成引物，PCR中需要引物的原因是

（2）科学家利用S蛋白刺激实验动物的免疫系统，获取,用于

新冠病毒的检测及筛查。

（3）将重组质粒导入受体细胞后，首先要检测,这是目的基因

能否在受体细胞中稳定遗传的关键。检测的方法是DNA分子杂交技术，即在含有目的

基因的片段上用等做标记，以此作为探针来检测o

（4）用荧光探针检测目的基因时，先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中

断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基依据

，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。两条姐妹

染色单体中最多可有条荧光标记的DNA片段。

26.

真核生物基因中通常含有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所

具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。下图表示基因文库的制备和从基因文库中

提取胰岛素基因的过程。回答下列问题：

mRNA

mKIMA

①获得含有胰岛素

基因的受体菌

cDNA

法因表达载体

受体菌落

（1）从基因结构分析，与基因组文库中的基因相比，从cDNA文库中获得的目的基因

缺少的结构有（至少写两个）等。利用PCR技术扩增一个目的基因需要

种引物，目的基因的获取也可以通过DNA合成仪用人工方法直接合成，其前

提条件是。

（2）.为了便于导人基因，细菌培养基中一般加入,理由是0

（3）依据图中杂交结果，应选取培养基上________（填字母）菌落继续培养，才能获

得还有胰岛素基因的受体菌。

（4）转基因克隆动物器官的优点是。

（5）蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能ff推测应有的氨基酸

序列玲找到相对应的脱氧核甘酸序列。

27.研究发现，肆虐全球的新型冠状病毒（2019-nCoV）为有包膜病毒，基因组为单股

试卷第10页，总44页

正链RNA,长度为29.8Kb.基于其特异性的基因组序列，科研工作者研制的新型冠状

病毒核酸检测试剂盒（RT-PCR荧光探针法）为新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控提

供了快速、简便、精准的核酸检测方案。RT-PCR荧光探针法即实时荧光定量PCR技

术（RealTimeQuantitativePCR）,通过荧光标记的特异性探针，对PCR产物进行标记跟

踪，实时在线监控反应过程，通过仪器和相应的软件分析结果，对待测样品通过检测

荧光信号的累积（以Ct值表示）来确定样本中是否有病毒核酸。新型冠状病毒检测的

具体操作过程如图。根据所学知识，请回答下列相关问题：

（1）新型冠状病毒（2019-nCoV）的相关蛋白能在宿主细胞中正常表达的理论基础是

（2）该反应体系中，过程①需要用到酶，在该体系中使用TaqDNA聚合酶而

不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是0

（3）过程③使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是,其作用是破坏

了DNA双链分子中的,引物A、B的作用是o

（4）采集新冠肺炎疑似患者的咽部细胞样本提取核酸进行上述RT-PCR过程，每一个

扩增出来的DNA序列，都可与预先加入的一段荧光标记探针结合，产生荧光信号，扩

增出来的目的基因越多，观察到的Ct值就越O

（5）RNA病毒分两类，一类以自身RNA为模板直接进行RNA的复制；另一类以自身

RNA为模板逆转录合成DNA,再以DNA为模板合成RNA,即逆转录病毒。请利用同位

素标记法设计实验证明新型冠状病毒是否是逆转录病毒。（现有放射性同位素标记的胸

腺喀咤脱氧核甘酸及其他必要试剂，请简要写出实验思路）

28.干细胞中Oct3/4,Soxz,C-Myc和Klf4基因，对其增殖至关重要。科学家利用逆

转录病毒将上述基因导入小鼠的成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的iPs细胞。回

答下列问题：

（1）将干细胞的全部基因导入到受体菌的群体中储存，构建的基因文库叫。

（2）利用PCR技术扩增上述4种基因需要种引物，引物是根据合成

的。

（3）PCR技术需要酶，该酶具有特点。实验中逆转录病毒的作用是

（4）胚胎干细胞来源于或,在形态上具有的特点（答2点

即可）。

29.科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，使番茄的耐寒能力大大提

高。请回答下列问题：

（1）PCR技术的关键是耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,

而只能,因此，DNA复制需要引物。

（2）提取鱼的抗冻蛋白基因的mRNA进行得到目的基因，在对目的基因扩增

时，需要种引物，若计划用1个目的基因为模板获得m（m大于2）个目的

基因，则需要的引物总量是个。

（3）PCR利用DNA热变性原理，通过控制控制双链的解聚与结合。

（4）PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为

三步。在循环之前，需要进行一次预变性，以便增加o

30.基因检测是指通过检测生物体中的DNA序列，以了解生物体基因状况的技术手段。

Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的基本方法，其原理是：核酸模板在核酸聚合酶、

带有3,-OH末端的单链核昔酸引物、四种dNTP存在的条件下复制或转录时，如果在

反应系统中分别引人单一种类的ddNTP（即2、3双脱氧核昔三磷酸，在脱氧核糖的3,

位置缺少一个羟基，故不能同后续的dNTP形成磷酸二酯键），只要ddNTP掺入链端，

该链就停止延长，链端掺入dNTP的片段可继续延长。通过电泳将不同长度的片段分开,

DNA片段越小，距离起点越远，根据末端核甘酸可得到原始序列信息。具体流程图如

图lo

试卷第12页，总44页

5,

模板TAGCAACT

引物

DNA麋合附+

dATPdATPdATPdATP*ddATP

dGTPdGTPdGTP+ddGTPdGTP

dCTPdCTHddCTPdCTPdCTP

dTTP+ddTTPdTTPdTTPdTTP

-ATCGTddT-ATddC•ATCGTTddG-ATCGTTGddA

图1

(l)若待测核酸模板为双链DNA,首先要作处理，与引物结合后，在DNA

聚合酶作用下子链沿方向(填"5,端向3,端"或叼端向5,端")进行延伸反应。

若待测核酸模板为RNA,则需要在酶的帮助下合成DNA单链片段。

(2)ddNTP为2,3-双脱氧核昔三磷酸，只要ddNTP掺入链端，该链就停止延长的

原因是O

(3)假设某反应体系中，待测DNA单链序列3GTACCGTA51加入4种dNTP和ddATP,

经过双脱氧链终止法处理，会得到种片段，其中最短的片段序列是。

(4)假设某次Sanger双脱氧链终止法测序得到的电泳图如图2所示，则待测DNA序

列从5,端至U3,端为。

31.微卫星DNA是广泛分布于真核生物基因组中的简单重复序列。由于重复单位的重

复次数在个体间呈高度特异性并且数量丰富，因此，微卫星DNA可以作为分子标记，

并有着广泛应用。

3'_5'

RLH—>ILU—►

_n।iv1n

,JJTTI—EI__________3,

—微卫星DNA序列一A|

注：i、i【、ni、iv是引物，甫•头是延伸方向

（1）为了分离捕获到某种生物的微卫星DNA分子标记，可以用生物素标记的特定简

单重复序列作为探针，与该生物的文库进行杂交，然后再经多个步骤筛选获

取微卫星DNA。

（2）扩增分离到的微卫星DNA序列的PCR反应体系中含缓冲液、模板DNA、dNTP

（包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、引物及热稳定DNA聚合酶等。其中dNTP的作用

是;该技术的前提是，以便根据这一序列合成引物，所以引物应选

用如图中（填图中标号）。

（3）PCR的基本反应步骤为,其产物量以形式扩增。

（4）根据"微卫星DNA"的特点判断，这种分子标记可应用于（）（填字母）。

A.人类亲子鉴定B.种群遗传多样性研究

C.诱导基因突变D.冠状病毒遗传物质测序

32.结合图示回答下列问题:

试卷第14页，总44页

DNA片段

。________

___________________变性

周

.二・与引物结合期

i

引物延伸

(1)PCR是一种DNA体外扩增技术。PCR仪问世后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o

②将温度加热到，使双链DNA变性，从而导致»

③引物延伸需提供作为原料。

(2)现代科学研究发现，通过比较不同生物的DNA序列，可以确定不同生物间的亲

缘关系。如图为编码甲、乙、丙三种生物血红蛋白的部分相对应的基因片段、DNA单

链及DNA单链中的碱基序列。

基因片段DNA单使

国a———.iA|G|G|C|A|T|A|A|A|C|C|A[A|C|C|G|A]T[T]A]

乙M二74b•--|T|C|C|G|G|G|G|A|A|G|G|T|T|G|G|T|C|C|G|T|

国C，7TT=/____|T|C|C】G|T|G]G|A|T|G|G|T|T|GIG|C|T[A|A|T|

①如果让d链和卜链分别与a链混合，能配对的碱基间则形成氢键，相同的碱基间则

形成环状结构。试填写下表：

环的数目配对的碱基对数目

b'链与a链混合

c'链与a链混合

分析表中数据可推测：与甲的亲缘关系最近的生物是；引起三种生物碱基序

列差异的根本原因是。

②上述研究为生物进化提供了(方面)的证据，从的本质上，揭示

了生物进化的原因。

33.大引物PCR定点突变常用来研究蛋白质结构改变导致的功能变化。单核昔酸的定点

诱变仅需进行2轮PCR反应即可获得，第一轮加诱变引物和侧翼引物，第一轮产物作

第二轮PCR扩增的大引物，过程如图所示。请分析回答下列问题：

造变明物

—

第一轮PCR］一

PCR产物而作人叫物

第二ftPCR

(1)引物结合到互补DNA链时的温度称退火温度，常规PCR设定的退火温度通常是

0为了使两轮PCR反应在同一支试管中进行，引物设计时应考虑不同的退火

温度，第二轮PCR的退火温度应该比第一轮,第二轮PCR仍需加入的引物是

(2)PCR扩增的定点诱变产物通常需要连接到载体分子上才能表达出相应的性状，该

定点诱变产物需具备等结构才能进行转录和翻译。新发现UGA(终止密码子)

可以对应一种新的氨基酸，如下是已转录出的mRNA部分碱基序列，预测虚线框后的

第一个密码子最多有种。

5'-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU…-3'

(3)欲将某功能蛋白的第17位Cys(UGU)改造成Ser(UCU),应将诱变引物设计包

含序列，该过程属于技术范畴。

34.资料显示，近十年来，PCR技术(DM4聚合酶链式反应技术)成为分子生物实验的

一种常规手段，其原理是利用DM4半保留复制的特性，在试管中进行DM4的人工复制

(如图)，在很短的时间内，将DM4扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需

的遗传物质不再受限于活的生物体.请据图回答：

孑瑞m।枭一

模板DNADNA单链引物DNA单链与满离脱氧核2条完整的

模板通过碱基H仃酸连接到双镣DNA分子

补配对结合DNA单链上

(1)加热至94。。的目的是使DM4样品的键断裂，这一过程在生物体细

胞内是通过酶的作用来完成的.通过分析得出新合成的DM4分子中，A=T,

C=G,这个事实说明DM4分子的合成遵循.

试卷第16页，总44页

（2）通过PCR技术使DM4分子大量复制时，若将一个用"N标记的模板DM4分子（第

一代）放入试管中，以I4N标记的脱氧核甘酸为原料，连续复制到第五代时，含"N标

记的DM4分子单链数占全部DM4总单链数的比例为.

（3）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方

法.若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的

A.白细胞DM4B.病毒蛋白质C.血浆抗体D.病毒核酸.

35.多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DN4片段的技术，该技术的原理是利用

DM4的半保留复制，在试管中进行DM4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DM4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.

55七退火|72七延伸

95七变性.

-A'-B*IC_"

DNA

样品

'-------------------v-------------------------'

第一次循环第二次

循环

（1）DM4的两条链是反向平行的，当引物与DM4母链通过碱基互补配对结合后,

DM4聚合酶就能从引物的（填"3'"或"5'"）端开始延伸DM4链.

（2）PCR利用了DM4的热变性原理解决了打开DM4双链的问题，但又导致了DM4聚合

酶失活的新问题.到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到的。M4

聚合酶，它的发现和应用解决了上述问题.要将7咳细菌从其他普通的微生物中分离

出来，可在条件下培养进行初步筛选，若要进一步纯化Taq细菌，可用

接种方法.

（3）"PCR"与人体内的DM4复制相比有何特殊之处？（至少答出两点）

（4）若进行3次循环，共需加入引物种个.

（5）某样品DM4分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足：怨=；，若经5次循环,

G+C2

至少需要向试管中加入个腺喋吟脱氧核昔酸.（不考虑引物所对应的片段）

36.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1,图中黑色长方形是引物）。

954变性一1性172七发”

-A~-B_*j-C~*

IIIII

DNA____________________________

样品_________________.......................

第腌一环运三元引物“引物B

循环|山WllWllWHlwfliTHTT

图1图2

（1）图中的变性、延伸分别是指、o

（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

轮循环的产物4个子代DNA为N2,Nl、N2中含有模板DNA单链的DNA分别有

个、个。

（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喋吟脱氧核甘酸。（不考虑引物所对应的片段）

（4）若图2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。

37.在遗传病及刑事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：

a链5'-G-G……T-C-3'5'-G-G-OH（引物I）

b链3'-C-C……A-G-5'_______________（引物n）

95r|

5'-G-G……T-C-3'3'-C-C……A-G-5'

55七|

5'-G-G-OH

5'—G—GT-C—3'3'—C—CA—G—5'

72r

（1）在相应的横线上写出引物n,并在复性这一步骤中将引物n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）若将作为原料的四种脱氧核甘酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子

的特点，循环几次后生成的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的原理来控制

试卷第18页，总44页

DNA双链的解聚和结合。

（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O

38.在遗传病监测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，在几个小时内复制上百万份的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：

a链5—G-G……T—C—3'5'一G-G-OH（引物I）

b链3，C—C••…-A—G-5'------------------（引物II）

95-cJ

5—G—G……T—C-3'3—C—C……A—G-5'

55"c]5'—G-G-OH,

5—G—G……T—C-3'3'—C—C……A-G-5

72℃!

DNA分子①DNA分子②

（1）在PCR中先用95℃高温处理的目的是；而这一过程中在细胞内DNA复

制时是通过实现的。

（2）在PCR技术中所需要的引物实质上是一种,在相应的横线上写出引物

n。

（3）在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA：

（4）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。

（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。

39.PCR技术有效地解决了因为样品中DM4含量太低而难以对样品进行研究的问题，而

被广泛应用，此过程需要一种聚合酶.请回答有关问题：

（1）体内DM4复制过程中用解旋酶打开双链DM4,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.

①TaqDM4聚合酶的功能是.

②TaqDM4聚合酶的化学本质为蛋白质，可用法和法进行分离.

（3）相对于细菌分离，CM4分子的分离和提取操作要复杂的多.

①在DM4提取中两次用到蒸储水，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？

（4）与体内DM4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

40.利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DM4复制类似（如图所示）.图中引

物a、b为单链OM4样品片段，它是子链合成延伸的基础.请回答有关问题：

引物a

95七变性55、退火

B'

二NA样品引物b

第一次循环第二次循环

（1）a过程的目的是

（2）B过程的结果是

（3）C过程所需要的酶是酶，该酶能促进形成键.此过程所需原料

为.

试卷第20页，总44页

参考答案与试题解析

高中生物选修一多聚酶链式反应扩增DNA片段同步练习含答案

一、选择题（本题共计10小题，每题3分，共计30分）

1.

【答案】

B

【考点】

PCR技术的基本操作和应用

【解析】

PCR技术：

1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DM4的核酸合成技

术.

2、原理：DM4复制.

3、前提条件：要有一段已知目的基因的核昔酸序以便合成一对引物.

4、条件：模板DM4、四种脱氧核昔酸、一对引物、热稳定DM4聚合酶（Taq酶）

5、过程：①高温变性：DM4解旋过程（PCR扩增中双链DM4解开不需要解旋酶，高

温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链上；③中温延伸：合

成子链

【解答】

解：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定O