人教版选修一 多聚酶链式反应扩增DNA片段 作业 (2).doc

多聚酶链式反应扩增dna片段一、 选择题(每小题5分，共50分)1下列有关pcr技术的说法不正确的是()apcr技术需要特殊的dna解旋酶bpcr技术体外复制dna以指数形式扩增cpcr技术的原理与dna复制的原理相同dpcr技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列【解析】pcr过程不需要解旋酶的参与，而是通过加热来实现dna解旋的。a错误。【答案】a2.关于dna的复制，下列叙述正确的是()adna聚合酶不能从头开始合成dna，只能从5端延伸dna链bdna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ddna的合成方向总是从子链的3端向5端延伸【解析】dna聚合酶(taq酶)的移动方向即子链合成方向是从3到5端，这和脱氧核苷酸的基本结构有关，dna的合成，不论体内或体外，都需要一段引物，原因是在dna合成中dna聚合酶仅仅可以把新的核苷酸加到已有的dna链上，引物与dna母链通过碱基互补配对进行结合。【答案】c3.下列有关pcr技术的叙述正确的是()a作为模板的dna序列必须不断的加进每一次的扩增当中b作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断的加进每一次的扩增当中c反应需要的dna聚合酶必须不断的加进反应当中d反应需要的dna连接酶必须不断的加进反应当中【解析】模板dna只需加入一次，a项错误；引物在合成中不断被利用，需不断加入，b项正确；dna聚合酶可反复使用，c项错误；dna连接酶也可反复使用，d项错误。【答案】b4从2001年初到现在，青岛某实验基地已孕育出上百只转基因克隆羊，它们的体内分别携带包括干扰素、抗凝血酶素、乙肝表面抗原在内的多种药用蛋白基因。这意味着，它们可以通过产奶的方式源源不断地提供药用蛋白基因，其应用前景非常光明。在其实验研究过程中，经常利用pcr技术制取大量的有关药用蛋白基因来供实验用。下列有关pcr技术的叙述中，不合理的是()apcr扩增反应中加入引物的作用是结合在模板dna上，提供dna延伸起始位点bdna聚合酶的作用是从引物的5端开始催化dna链的延伸cpcr技术依据是dna的热变性原理dpcr的反应过程一般经历三十多个循环，每次循环都包括变性、复性、延伸【解析】在pcr中引物能结合在模板dna上，提供dna延伸起始位点，故a正确；dna聚合酶的作用是从3端开始催化dna链的延伸，故b错；pcr的原理是dna分子复制，每次循环包括变性、复性和延伸，故cd均正确。【答案】b5pcr技术又称聚合酶链式反应，现在已成为分子生物学实验室的一种常规手段，它可以在体外很短的时间内将dna大量扩增。你认为下列符合在体外进行pcr反应条件的一组是()稳定的缓冲液环境dna模板合成引物四种脱氧核苷酸dna聚合酶dna解旋酶限制性核酸内切酶温控设备a bc d【解析】在pcr技术中，需要的条件有模板、引物、脱氧核苷酸、耐高温的dna聚合酶，此外还需要适宜的温度和ph，故d正确。【答案】d6.聚合酶链式反应(pcr)是一种体外迅速扩增dna片段的技术。pcr过程一般经历下述多次循环：95下使模板dna变性、解链55下复性(引物与dna模板链结合)72下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关pcr过程的叙述中不正确的是()a变性过程中使用高温破坏的是dna分子内碱基对之间的氢键b复性过程中引物与dna模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成c延伸过程中需要dna聚合酶、atp、四种核糖核苷酸dpcr与细胞内dna复制相比所需要酶的最适温度较高【解析】在pcr中，通过控制温度打开氢键，使dna双链变成单链，故a正确；复性过程中引物与dna模板链的结合是依靠碱基互补配对原则，故b正确；pcr中需要的原料是四种脱氧核苷酸，故c错；由于pcr中使用的是耐高温的dna聚合酶，因此比正常的细胞内复制需要的温度高，故d正确。【答案】c7pcr利用了dna热变性的原理，pcr仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器，对pcr过程中“温度的控制”的说法中错误的是()a酶促反应需要高的温度，是为了确保模板是单链b延伸的温度必须大于退火温度，而小于变性温度cdna聚合酶不具热变性，要用耐高温的聚合酶ddna解旋酶不具热变性，为了确保模板是单链【解析】pcr是一种体外dna扩增技术。dna双链的解开不需要解旋酶，靠高温使其变性，双链螺旋结构解体，双链分开，退火前，在耐高温的dna聚合酶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退火温度小于变性温度。【答案】d8pcr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的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【解析】pcr过程与细胞内的dna复制过程相比较，主要有两点不同：(1)pcr过程需要的引物是人工合成的单链dna或rna，长度通常为2030个核苷酸。(2)pcr过程中，dna解旋不依赖解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。【答案】c9退火温度是影响pcr特异性的较重要的因素。变性后温度快速冷却至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由于模板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加入引物的量足够多而模板链数量少d模板链加热解旋已经变性不可能再次结合【解析】dna分子在94 左右的温度范围内双螺旋结构解体，双链打开，在dna分子复制时提供模板，这个过程称为变性。当温度缓慢降低到4060 时，两条解聚的单链分别与引物结合，称为退火，故d项阐述错误。【答案】d10. pcr技术中下列说法错误的有几项()复性的目的是使原来分开的dna的两条单链重新连接成双链pcr技术是扩增完整的dna分子dna聚合酶不能从头开始合成dna，只能从5端延伸dna链dna引物在细胞外可在dna聚合酶的作用下合成a有一项 b有二项c有三项 d有四项【解析】pcr 全称为聚合酶链式反应，pcr 技术是一项在生物体外复制特定dna的核酸合成技术，原理是dna复制，前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物，条件还包括模板dna、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定dna聚合酶(taq酶)，具体过程有高温变性：dna解旋过程；低温复性：引物结合到互补链dna上；中温延伸：合成子链。pcr扩增中双链dna解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。【答案】d二、非选择题11(10分)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(如下图所示)。(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，最终合成两条dna分子，此过程中原料是_，遵循_。 (3)pcr技术的必需条件，除了模板、原料、_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，以含有14n的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次之后，则15n标记的dna分子占全部dna总数的比例为_。 (5)现有一段dna序列：5caaggatcc33gttcctagg5。如果它的引物1为5ggaoh，则引物2为_。 【解析】dna两条链之间的碱基通过氢键形成碱基对，从而将两条链连接起来。因而，要想打开dna双链，必须打开氢键，这一过程在细胞内是在解旋酶作用下完成的，在细胞外(pcr)则是通过高温实现的。合成dna时，所用的原料是4种游离的脱氧核苷酸，复制过程遵循碱基互补配对原则。pcr技术的条件除了模板、原料、酶以外，还要有适宜的温度和酸碱度以及液体环境；用含15n标记的dna分子作为模板，连续复制4次，共得到dna分子数为2416个，其中含有15n标记的有两个，占全部dna分子总数的1/8。【答案】(1)氢变性解旋(2)4种脱氧核苷酸碱基互补配对原则(3)taq dna聚合温度ph(4)1/8(5)5caaoh12(10分)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pcr反应中第二轮的产物。(5)简述pcr技术的主要应用。【解析】(1)dna聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3羟基上，与dna母链结合的rna引物就提供这个羟基。(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。13(15分)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)细胞内dna复制过程中，引物的作用是_，而且dna复制的前提是_。(2)pcr利用了_原理，可通过控制温度来控制双链的解旋与结合。(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_。(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_。原料atpdna体内复制四种脱氧核苷酸需要pcr反应脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸不需要(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苷酸链占总链数的比值为_。【解析】(1)dna具有双螺旋结构，复制时遵循碱基互补配对原则，所以打开氢键，dna聚合酶方可在引物的引导下从引物3端开始连接脱氧核苷酸。(2)pcr技术就是模拟细胞内dna复制的一项技术，只不过该技术中双链的解旋与结合是通过温度来控制的，原因在于dna具有热变性。(3)taqdna聚合酶具有耐高温的特性。(4)dna无论是体内复制还是体外复制，子链合成过程中都要消耗能量，而pcr反应不加入atp供能，且加入的原料也不是四种脱氧核苷酸，可见pcr所用原料在水解成相应脱氧核苷酸时，能释放出等同于atp水解的能量。(5)dna复制n次产生2n个dna，共有2n1条脱氧核苷酸链，由于母链不具有放射性，所以具有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为。【答案】(1)使dna聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸解开双链(或打开氢键)(2)dna的热变性(3)taqdna聚合酶耐高温(4)所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量(5)14(15分)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，图中黑色短线是引物)。在很短的时间内将dna扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实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、延伸分别是指_。(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，第二轮的产物4个子代dna为n2，n1、n2中分别含有模板dna单链的dna分别有_个、_个。若继续循环，该dna片段共经过30次循环后能形成_个dna片段。(3)某样品dna分子中引物之间的序列共含3 000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_个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)【解析】(1)pcr技术中dna变性是指作为模板的dna双链解旋形成单链。延伸是指