苏教版选修一分子生物学技术作业

1、第四章第二节课时作业一、选择题1. DNA的复制需要引物，其主要原因是 （）A 可加快DNA的复制速度B .引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合C.引物的5端有助于 DNA聚合酶延伸 DNA链D . DNA聚合酶不能从头开始合成 DNA，只能从3 端延伸DNA链解析： 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（一0H）末端称为3端，而磷酸基团的末端称为 5端o DNA聚合酶不能从头开始合成 DNA , 而只能从3端延伸DNA链。因此，DNA复制需要引物。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 3 端开始延伸DNA链，DNA的合成

2、方向总是从 子链的5端向3端延伸。答案： D2 .如图表示DNA变性和复性示意图，下列相关说法正确的是（）A .向右的过程为加热（80100 C ）变性的过程B .向左的过程是DNA双链迅速致冷复性C.变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同D .图中DNA片段共有4个游离的磷酸基、4个3端解析：本题主要考查 PCR的原理、过程及 DNA的结构。向左的过程是当温度缓慢降低后，两条彼此分离的 DNA链又会重新结合成双链；变性需 80100 C温度，而体内解旋需 解旋酶的作用，两者条件不同；图中DNA片段有两条脱氧核苷酸链，故有2个游离的磷酸基,2个3 端。答案： A3 .下面关于DNA对高温的

3、耐受性的说法不正确的是（）A . DNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强B .超过80 C后DNA将变性，即使恢复到常温，生物活性也不能恢复C.不同生物的DNA的“变性”温度不一定相同D .深海热泉附近生活的生物的DNA对高温的耐受性更强，其DNA中鸟嘌呤所占的比例更高解析：80 C后DNA将变性，恢复到常温，生物活性还能恢复；深海热泉附近温度很高， 生活的生物的DNA的稳定性也应更高。G与C之间含有三个氢键，T与A之间含有两个氢键， G、C含量越高分子越稳定。答案： B4. 关于PCR技术的应用，错误的一项是 （）A .古生物学、刑侦破案、 DNA序列测定B .诊断遗传疾病、基因克隆、古生物学

4、C. DNA序列测定、基因克隆、刑侦破案D .诊断遗传疾病、合成核苷酸、DNA序列测定解析：PCR技术是目前所有生物技术中发展最迅速、最成熟、应用最广泛的一项技术。有效地解决了因为样品中 DNA含量低而难以对样品进行分析研究的问题，被广泛应用于遗传病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆、DNA测序、亲子鉴定等各方面，而不能用于合成核苷酸。答案： D5. PCR仪实质上是一台自动调控温度的仪器，下列关于它调控不同温度的目的叙述错误的是（）A . 95 C,使DNA分子变性，解开螺旋B . 55 C,使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性C. 72 C,使DNA分子开始复制，延伸D . 72 C,使

5、DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性答案： D6 .下列关于PCR技术的说法，不正确的是 （）A . PCR仪能够自动调控温度B. PCR反应需要适宜的pH条件，并需要在一定的缓冲液中进行C. PCR反应需要的酶与人体内 DNA复制所需要的酶一样D . PCR技术利用了 DNA分子的热变性原理答案： C7 . PCR的材料即待扩增的 DNA片段，不需变性解旋可直接作模板用于扩增的是（）A .以病毒T2噬菌体中提取 DNAB. 以RNA逆转录形成的 cDNAC. 从原核细胞中直接提取D .从氨基酸的排列顺序中获取信息人工合成的双链DNA解析： 用来PCR的DNA需经高温变性解旋为单链后才可作模板。

6、但不需要高度纯化， 因为反应的特异性由寡聚核苷酸引物决定的，甚至把细胞煮沸，不经纯化，直接释放出的DNA 分子也可作为PCR的模板。从原核细胞中直接提取或从氨基酸的排列顺序中获取信息人工合成的DNA都是双链，病毒 T2噬菌体的遗传物质也是双链的DNA。因此以RNA逆转录形成的cDNA可直接作模板。答案： B8 .关于DNA片段PCR扩增实验的描述不正确的是 （）A .加入的TaqDNA聚合酶耐高温B .不同大小 DNA在电场中迁移速率不同C.此过程需要DNA连接酶D .扩增区域由两种引物来决定答案： C9 .符合PCR反应条件的一项是（）稳定的缓冲液环境DNA模板 合成引物四种脱氧核苷酸DNA

7、聚合酶DNA解旋酶限制性内切酶温控设备A .B .C.D .答案： D10. 某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中，发现了一种冰冻的已灭绝的巨大动物的肌肉。他想了解该大型动物的DNA与现今印度大象的 DNA的相似性，于是做了如下检测工作，其中正确的操作步骤及顺序是（）降低温度，检测处理后的杂合 DNA双链 通过PCR技术扩增巨型动物和印度大象 的DNA 把巨型动物的 DNA导入印度大象的细胞中 在一定温度条件下，将巨型动物 和印度大象的DNA水浴共热A .B .C.D .解析：通过PCR技术扩增巨型动物和印度大象的DNA，然后利用DNA分子在高温时解螺旋的特点，将巨型动物和印度大象的DNA水浴

8、共热，再降低温度。检测处理后的杂合DNA双链。答案： D11. 在PCR扩增实验中，弓I物是很重要的。下列属于引物特点的是（）引物长度一般是80100个碱基对（bp）为宜 DNA聚合酶能从引物的5端开始延伸DNA链 引物是一小段 DNA或RNA 引物能与DNA母链的一段碱基序列互补配对A .B .C.D .解析：引物长度一般以 2030个碱基对（bp）为宜，包括引物I和引物n两种。弓I物太短或太长，都可能降低产物的特异性。引物是一小段 DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对； DNA聚合酶不能从头开始合成 DNA，只能从3端延伸DNA链， 当引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶

9、就能从引物的 3端开始延伸DNA链。答案： B12. 在PCR扩增DNA的实验中，根据设计，一分子 DNA经30次循环后，应得到约 2 个DNA分子，但结果只有约 210个DNA分子。出现该现象的原因可能是 （）循环次数不够 Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制引物不能与母链结合系统设计欠妥A .B .C.D .解析：解答本题应从PCR扩增过程的条件进行分析：循环次数过少，产物的量比预期的少；Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制导致催化效率降低，得到的产物比预期的少； 如果引物设计不合理，则无法进行扩增；PCR 系统设臵不妥，达不到预期的效果。答案： B13. 复性温度是影响P

10、CR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至 4060 C,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80100 C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50 C左右时，两条解聚的单链重新结合成双链，称为复性，故D阐述错误。答案： D二、非选择题14. DNA扩增技术即将单个基因用 D

11、NA酶切割成小片段，混合后进行 PCR扩增，以获 得大量的随机组合的新基因，再进一步筛选，可获得有意义的新基因。此项技术已广泛应用于育种。具体过程如图所示，请据下图回答下列问题：-4 -随机DTM胪片段单平莹冈 DNA序疥Q无引物PCI?(1) 图中过程所用的酶作用于 键。(2) 图中相当于 PCR技术的等三个阶段。(3) 图示的PCR与常规的PCR不同之处在于，此 PCR无引物且不需 酶,不需要作为合成材料。该过程最终产生的新基因与原基因相比，不同之处在于。所以从本质上看该基因发生了 。解析：题中的酶是指限制性内切酶，它可将DNA序列随机切成许多 DNA小片段，其作用的化学键为磷酸二酯键；P

12、CR过程包括变性、复性、延伸三个阶段，图示中属变性、属复性、属延伸阶段；图示的 PCR不需要引物，也不需要 DNA聚合酶使DNA链延伸， 也不需要游离的脱氧核苷酸做原料，仅是原有的DNA小片段的随机组合；由于是随机组合，与原基因相比，核苷酸的排列顺序发生变化，属于基因突变。答案：磷酸二酯 变性、复性、延伸DNA聚合游离的脱氧核苷酸(4) 脱氧核苷酸的排列顺序不同突变15. 美国科学家莫里斯发明了PCR技术。PCR技术是一种DNA分子“复印机”，它可以在数小时内将一个 DNA分子复制出I千亿个，解决了检测样本扩增的难题。在人类基因组 计划实施中，PCR技术使每个核苷酸的识别成本降低至510美元。

13、莫里斯因发明 PCR技术而荣获了诺贝尔奖。(1) DNA复制时需要大量的 作原料，在DNA聚合酶的催化下以解旋后的单链为进行生物合成。(2) 在DNA分子解旋时必需加热，普通的酶容易 ，莫里斯从温泉中找到了耐 95 C高温的，解决了酶重复使用的难题，使链式反应成为可能。(3) 高温酶的发现及应用说明了地球生物 的重要性，大自然的 库是人类的宝贵财富。解析：本题结合实际考查PCR技术的原理，及生物多样性等问题，属于学科内综合题。在DNA聚合酶的作用下DNA聚合酶必须能耐DNA复制的模板是 DNA分子的第一条链， 并以脱氧核苷酸为原料, 进行复制。由于在体外打开双螺旋结构，需要加热处理，因此，选用

14、的高温，而耐高温的酶的发现，进一步体现了生物多样性的使用价值。答案：(1)脱氧核苷酸模板(2)变性(失活)Taq聚合酶(3)多样性基因16. 在遗传病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 GG” TC35 G G 0H（引物I ）-9 -b 链 3 C C, A G55 GG,T C 3C C, A G55 GG,T C 3C C, A G55 G G0H(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

15、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苷酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点是,循环n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。解析：(1)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3 端延伸DNA链，所以引物就提供了 3端，子链延伸方向为5宀3,引物I与b链部分碱基互补，引物n则与a链部 分碱基互补，且连接到a链的3端，故引物n的结构为5 GA OH，复性结果为：HO A G 55 GG, T C 3。经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物 I和引物n。(3)由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P

16、标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA各有一条链含32P,若复制n次，产生子链共2nX 2，其中只有亲本的两条母 链不含32P，则其所占比例为 2/(2n 2)= 1/2n。答案： (1)5 G A OHOH A G 55 GG, T C 33 CC, A G 55 G GOH(2) 3 C C, A G5 53 C C, A G55 一GG,TC 3，55 GG,T C 3(3) 每个DNA分子各有一条链含32P标记1/2n17. PCR技术(DNA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DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制(如下

17、图)，在很短的时间内，将DNA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：?為r| |磊门一門一開模砸DEM 卩悔单旌郭物DKA单琏峙勢畏脱氧核练完整的取(1) 加热至95 C的目的是使 DNA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 DNA分子中，A = T , C= G,这个事实说明 DNA分子的合成遵循 。(2) 新合成的 DNA分子与模板 DNA分子完全相同的原因是 和(3) 通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用 15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原

18、料，经 4次复制后，含15N标记的DNA分子单 链数占全部DNA总单链数的比例为 。(4) 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 H1N1病毒，你认为可以用 PCR扩增血液中的()A .白细胞DNAB .病毒蛋白质C 血浆抗体D 病毒核酸答案：(1)氢 解旋 解旋 碱基互补配对原则(2)DNA分子中独特的双螺旋结构 (或以模板DNA分子的一条链为模板进行半保留复制)复制过程中严格遵循碱基互补配对原则(3) 1/16(4)D18. PCR技术是把某一 DNA片段在体外酶的作用下，合成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；电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的