高中生物 专题5 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段练习 新人教版选修1.doc

课题2多聚酶链式反应扩增dna片段一、pcr的原理及反应过程1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。2pcr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：dna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。dna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。dna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：模板：解旋后的每一条dna母链。引物：能分别与两条模板链结合的两种引物。原料：4种脱氧核苷酸。酶：耐热的dna聚合酶。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。3pcr的反应过程二、pcr的实验操作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0.5ml，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3.a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(g/ml)50(260_nm的读数)稀释倍数。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。一、选择题1下列有关pcr的描述，不正确的是(b)apcr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)dpcr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。2pcr技术最突出的优点是(d)a原理简单b原料易找ctaq dna聚合酶有耐热性d快速、高效、灵活、易于操作3pcr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)apcr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cpcr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。5pcr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。6pcr技术扩增dna，需要的条件是(a)目的基因引物四种脱氧核苷酸dna聚合酶等mrna核糖体a b c d 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)apcr反应所需要的引物只有rnabpcr反应所需要的原料是核糖核苷酸cpcr反应所需要的酶在60 会变性dpcr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。8dna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 bdna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cpcr的引物长度通常为2030个核苷酸d合成子链的原料10pcr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)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二、非选择题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2532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taq dna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。12pcr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：400840020142 520。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)2 52013下图是pcr技术示意图，请回答下列问题：(