高中生物 专题1 基因工程 1_2 多聚酶链式反应扩增dna片段习题 新人教版选修3

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线专题1 基因工程1.2 多聚酶链式反应扩增DNA片段一、 PCR原理1 细胞内DNA复制条件条件组分作用模板DNA的两条单链原料合成DNA子链的原料酶解旋酶DNA聚合酶能量为解螺旋和合成子链供能引物为DNA聚合酶提供合成的3端起点2细胞内DNA复制过程DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为_，而磷酸基团的末端称为_。DNA聚合酶不能_开始合成DNA，而只能_，因此，DNA复制需要引物。DNA的合成方向总是_。在DNA的复制过程中，复制的前提是_。在体外可通过控制_来实现。在_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_。PCR利用了DNA的_原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。由于PCR过程的温度高，导致DNA聚合酶失活，后来_的DNA聚合酶的发现和应用，大大增加了PCR的效率。PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供：_，_，_，_，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。二、 PCR的反应过程PCR一般要经历_循环，每次循环可以分为_、_和_三步。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，并且由 延伸而成的DNA单链会与_结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能_，使这段固定长度的序列成指数扩增。三、 实验操作1PCR反应体系：缓冲液、 ， 、 、两种RNA引物、水。2实验操作步骤按照PCR反应体系配方配制反应液；将PCR反应体系50L用微量移液器转移到微量离心管（0.5 mL）中；将微量离心管放到PCR仪中；设置PCR仪的工作参数；DNA在PCR仪中大量扩增。一、1提供复制的模板 四种脱氧核苷酸 打开DNA双螺旋 催化合成DNA子链 ATP RNA23端 5端 从头 从3端延伸DNA链 从子链的5端向3端延伸双链解开 温度 80100 变性 热变性 耐高温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聚合酶二、三十多次 变性 复性 延伸 引物 引物 特异地复制处于两个引物之间的DNA序列三、DNA模板 四种脱氧核苷酸原料 热稳定DNA聚合酶1 PCR技术与DNA的复制相同点原理DNA复制（碱基互补配对）原料四种游离的脱氧核苷酸条件模板、ATP、酶、原料、引物等不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制（PCR扩增仪）主要在细胞核内酶热稳定的DNA合酶（Taq酶）细胞内含有的DNA聚合酶结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子1PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNAPCR过程不需要DNA聚合酶PCR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PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制A BC D【参考答案】C【试题解析】PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA，正确；PCR过程需要耐高温的DNA聚合酶，错误；PCR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，正确；PCR过程中，DNA不依靠解旋酶解旋，而是利用高温解旋，然后以单链DNA为模板进行复制，错误。2PCR的反应过程PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性（当温度上升到90 oC以上时，双链DNA解聚为单链）、复性（温度下降到50 oC左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合）和延伸（温度上升到72 oC左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链）三步。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，并且由引物延伸而成的DNA单链会与引物结合，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，使这段固定长度的序列成指数扩增。2PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，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RNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高【参考答案】C【试题解析】变性过程是打开DNA双链之间的氢键，A正确。复性过程是引物与DNA模板根据碱基互补配对原则而形成氢键，B正确。延伸过程需要的是Taq DNA聚合酶、ATP和四种脱氧核糖核苷酸，C错误。与细胞内DNA复制相比，PCR需要的酶的温度较高，D正确。1下列关于PCR的描述中，正确的是PCR是一种酶促反应 引物决定了扩增的特异性 扩增DNA利用了热变性的原理 扩增的对象是氨基酸序列A BC D2下列关于PCR反应体系中所加物质的作用的描述，错误的是ADNA聚合酶催化合成DNA子链B引物使DNA聚合酶能从引物的5端开始连接脱氧核苷酸C四种游离的脱氧核苷酸是用于合成子链的原料DDNA母链提供DNA复制的模板3引物的作用是A打开DNA双链B催化合成DNA子链C提供模板D使DNA聚合酶能够从引物的3端开始复制4在PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，经过三次循环后，含引物I的DNA单链占DNA总链数的A1/2 B1/4 C1 D7/165利用PCR技术可以快速扩增特定基因，下列有关PCR技术的叙述正确的是A需要加入解旋酶使模板DNA序列解旋B需要不断加入作为引物的核苷酸序列C反应需要的DNA聚合酶必须不断地加进反应体系中D反应必须在相对稳定的温度条件下进行6下列关于PCR技术的叙述，错误的是A利用了细胞内DNA复制的原理B引物是合成子链的条件之一CTaq酶在9095 时会变性D每一次循环后目的基因的量增加一倍7在PCR扩增前，需要将下列哪些物质加入微量离心管中模板DNA模板RNADNA解旋酶耐高温的DNA聚合酶引物PCR缓冲液脱氧核苷酸贮备液核苷酸贮备液ABCD8有关DNA聚合酶与RNA聚合酶的说法，不正确的是A均以DNA的两条链作为模板B均可催化形成磷酸二酯键C均以氨基酸作为基本组成单位D催化生成的产物不相同9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4060 ，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，原因不包括A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模板链加热解旋后已经变性，不可能再次结合D加入引物的量足够多而模板链数量少10下列关于操作过程的叙述，错误的是APCR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灭菌BPCR缓冲液和酶应分装成小份，在-20 储存CPCR所用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11下列有关核酸的变性与复性的叙述，正确的是A不同长度的DNA分子变性后，在合适温度下复性所用的时间基本相同B热变性后的DN A经缓慢冷却后可复性C热变性的DNA迅速降温过程也称作退火D复性的最佳温度为7085 12下列对PCR过程中“温度的控制”的叙述，不正确的是APCR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13一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，利用PCR循环5次后标记的DNA分子占总数的A1/10 B1/5 C1/16 D1/2514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，使实验所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。（1）PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是： 。（2）加热使DNA双链打开，这一步是打开 键，称为 ，在细胞中是在 的作用下使此键断裂。（3）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，最终合成2个DNA分子，此过程中加入四种脱氧核苷三磷酸的目的是 ，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 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（江苏卷）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（双选）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CPCR 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1【答案】D【解析】PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，在高温条件下，把DNA的双链打开，缓慢冷却后，又重新结合，需要耐高温的DNA聚合酶，同时，还需要引物，从引物的3端连接脱氧核苷酸。2【答案】B【解析】PCR反应体系中，DNA聚合酶催化合成DNA子链；引物使DNA聚合酶能从引物的3端开始连接脱氧核苷酸；四种游离的脱氧核苷酸是用于合成子链的原料；DNA母链提供DNA复制的模板。故选B。3【答案】D【解析】PCR技术的原理是DNA复制，而DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3端延伸DNA链。因此，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3端开始复制。4【答案】D【解析】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3次循环即复制3次，则合成23个DNA分子，共16条单链，而含有引物的DNA除亲代DNA片段外，其余每个DNA片段都有一条单链含引物，所以，含引物I的DNA单链占DNA总链数的7/16，选D。5【答案】B 【解析】PCR技术利用高温将氢键打开，不需要解旋酶的催化，A错误；模板链只要加入一次，引物片段必须不断加入，DNA聚合酶、DNA连接酶可以反复使用，B正确；反应需要的DNA聚合酶可以反复使用，不需要不断地加进到反应当中，C错误；PCR反应在整个过程中温度不断地发生改变，而且变化较大，D错误。6【答案】C【解析】PCR技术的原理是DNA分子的复制，A正确；PCR技术需要两个不同的引物，B正确；Taq酶是耐高温的DNA聚合酶，在9095 时不会变性，C错误；PCR技术的原理是DNA分子的复制，每一次循环后目的基因的量增加一倍，D正确。7【答案】A【解析】PCR扩增需要的条件是模板DNA 、耐高温的DNA聚合酶、引物、PCR缓冲液、脱氧核苷酸贮备液，A正确。8【答案】A【解析】DNA聚合酶催化合成DNA时，以DNA分子两条链为模板；RNA聚合酶催化转录合成mRNA时，以DNA分子一条链为模板，A错误。由于磷酸与五碳糖是通过磷酸二酯键相连，所以DNA聚合酶与RNA聚合酶都是通过形成磷酸二酯键逐个连接核苷酸的，B正确。DNA聚合酶与RNA聚合酶的成分为蛋白质，都以氨基酸作为基本组成单位，C正确。DNA聚合酶催化合成DNA，RNA聚合酶催化转录合成mRNA，D正确。9【答案】C【解析】复性的原理是碱基互补配对，解旋后DNA分子变成单链，碱基序列未发生改变，冷却后仍可以进行复性，C项错误。10【答案】C【解析】为避免外源DNA等因素污染，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灭菌，A正确。PCR缓冲液和酶应分装成小份，在20 储存，使用前，将所需试剂从冰箱取出，放在冰块上缓慢融化，B正确，C错。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，以免其他成分污染，D正确。11【答案】B【解析】不同长度的DNA分子变性后，在合适温度下复性所用的时间不同，DNA的片段越大，复性越慢，；热变性的DNA骤然冷却时，DNA不会复性，经缓慢冷却后可以复性；当将双链呈分散状态的DNA溶液缓慢冷却时，它们可以发生不同程度的重新结合而形成双链螺旋结构，这现象称为“退火”；DNA复性温度受G+C含量影响而各不相同。12【答案】D【解析】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链，A项正确，D项错误；复性前，在耐高温的Taq DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延伸的温度要大于复性温度但小于变性温度，B项正确；PCR过程中DNA聚合酶要在7075条件下催化DNA链的延伸，所以要用耐高温的DNA聚合酶，C项正确。13【答案】C【解析】一个DNA分子利用PCR技术循环5次后产生的DNA分子数目为2n。而DNA的复制是半保留复制，其特点是：新形成的DNA双链，一条是来自亲代DNA分子的母链，另一条是新形成的子链。这样最初由15N标记的DNA分子复制后，其标记的两条链就分别进入两个子代DNA分子中，这样两个子代DNA分子带标记。以后均是在没有标记的环境中培养，不论经过多少次复制，最初标记的两条链始终存在于两个DNA分子中，这样经过n次循环后，标记的DNA分子占总数的2/2n，即1/2n-1。14【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（2）氢 解旋 解旋酶（