2024-2025学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段课后限时作业含解析新人教版选修1

PAGEPAGE6课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段(建议用时：30分钟)考点基本目标发展目标1.多聚酶链式反应(PCR)1,2,3,411,12,13，14,152.PCR的试验设计、结果分析及评价5,6,7,8,9,10[基本目标]1．下列关于PCR的说法，不正确的是()A．PCR是体外复制DNA的技术B．PCR过程中只须要一个模板DNA、两种引物分子、大量脱氧核苷酸原料C．TaqDNA聚合酶是一种热稳定的DNA聚合酶D．PCR利用的是DNA双链复制原理B解析PCR技术是一种在体外快速扩增DNA片段的技术；PCR过程除须要DNA分子双链作为模板、两种引物分子、大量脱氧核苷酸原料外，还须要酶等相宜条件；TaqDNA聚合酶是一种耐热的DNA聚合酶；PCR和DNA的体内复制原理相同，都是半保留复制。2．PCR技术中，引起DNA变性的因素是()A．pH过高 B．pH过低C．上升温度 D．加入酒精C解析PCR中引起DNA变性的因素是上升温度，在80～100℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构会解体，双链分开。3．PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是()①PCR过程须要的引物是人工合成的单链DNA或RNA②PCR过程不须要DNA聚合酶③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的限制来实现的④PCR过程中，DNA不须要解旋，干脆以双链DNA为模板进行复制A．③④ B．①②C．①③ D．②④C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：①PCR过程须要的引物是人工合成的单链DNA或RNA，长度通常为20～30个核苷酸；②PCR过程中，DNA解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的限制来实现的。4．标准的PCR过程一般分为变性、复性、延长三大步，这三大步须要的温度可能依次是()A．92℃、50℃、72℃ B．72℃、50℃、92℃C．50℃、92℃、72℃ D．80℃、50℃、72℃A解析当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，称为变性；当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，称为复性；当温度上升到72℃5．PCR反应的最大特点是具有较大扩增实力与极高的灵敏性，但令人头痛的问题是易污染，极其微量的污染即可造成假阳性的产生。下列防止污染的方法中不正确的是()A．将样品的处理、配制PCR反应液、PCR循环扩增及PCR产物的鉴定等步骤分区或分室进行B．吸样枪吸样要慢，吸样时尽量一次性完成，枪头、小离心管应一次性运用，以免交叉污染C．全部PCR试剂都应放置于大瓶分装，以削减重复加样次数，避开污染机会D．PCR试剂、PCR反应液应与样品及PCR产物分开保存，不应放于同一冰盒或同一冰箱C解析全部的PCR试剂都应小瓶分装，一次性用完，避开因多次运用造成污染。6．如图所示为PCR扩增的产物，请分析此产物是哪次循环的产物()A．第一次循环 B．其次次循环C．第三次循环 D．第四次循环A解析在PCR反应中，以引物为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合并在DNA聚合酶的作用下延长，所形成的每个DNA中只有一种引物。从其次次循环起先，上次产生的DNA分子又可作为模板参加反应，所形成的DNA分子两条单链均含引物，如下图所示，因此题干中出现的状况是第一次循环的产物。7．DNA扩增过程中DNA片段经若干次扩增后，产物数目理论值变更应与下图中曲线相符的是()ABCDC解析DNA在扩增过程中呈指数式增长，即一个DNA分子连续扩增n次，理论上所产生的DNA分子数为2n个。8．PCR利用了DNA的热变性原理，PCR仪事实上是一种能自动调控温度的仪器。下列对PCR过程中“温度的限制”的说法，错误的是()A．PCR反应须要高温，是为了确保模板是单链B．延长的温度必需大于复性温度，而小于变性温度C．要用耐高温的DNA聚合酶D．须要耐高温的解旋酶D解析PCR是体外扩增DNA的技术，DNA双链的解开不须要解旋酶，而是靠高温使其变性解旋。复性后，在耐高温的TaqDNA聚合酶的作用下依据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延长的温度要大于复性温度但小于变性温度。9．PCR一般要经过三十多次循环，从其次轮循环起先，上一次循环的产物也作为模板参加反应，由引物Ⅰ延长而成的DNA单链作为模板时将()A．仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延长B．与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延长C．同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链延长D．无需与引物结合，在酶的作用下从头合成子链B解析由引物Ⅰ延长而成的DNA单链作为模板时，此单链引物端为5′端，因此与它互补的子链应从另一端起先合成，即与引物Ⅱ结合延长DNA子链。10．下列关于DNA光汲取特点或DNA含量计算的叙述，正确的是()A．DNA主要汲取蓝紫光B．DNA主要汲取红橙光C．可依据DNA在260nm紫外线波段光汲取值的多少推算DNA的含量D．计算DNA含量的公式可表示为“50×(紫外分光光度计260nm的读数)”C解析DNA主要汲取波长为260nm的紫外线，可据光汲取量的多少推算DNA的含量，公式可表示为：DNA含量(μg/mL)＝50×(紫外分光光度计260nm的读数)×稀释倍数。[发展目标]11．如图是PCR其次轮的产物a、b、c、d，它们分别是以PCR第一轮产物的哪一条单链DNA为模板复制产生的()A．②①③④ B．①③④②C．①②④③ D．①②③④D解析因为PCR的过程须要引物，在其次轮循环过程中，DNA分子a、d形成时须要的模板链分别为①链、④链，DNA分子b、c形成时须要的模板链分别为②链、③链。12．下列关于PCR技术的叙述，错误的是()A．该技术须要一对特异性的引物，要求这对引物的序列是互补的B．PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮的产物可作为下一轮反应的模板C．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可以利用解旋酶实现D．在95℃、55℃、72℃A解析PCR过程须要一对特异性的引物来引导DNA扩增时子链的延长，但引物的序列是不能互补的，否则引物自连会形成引物二聚体，而不会与模板DNA链结合，A项错误；PCR扩增DNA的过程为半保留复制，则上一轮的产物可作为下一轮反应的模板，从而使DNA数量呈指数扩增，B项正确；变性过程中利用高温破坏DNA分子内碱基之间的氢键，细胞内DNA复制利用解旋酶破坏氢键，C项正确；PCR过程中，通过变更温度即95℃、55℃、72℃13．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()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须要知道基因的全部序列C．PCR体系中G—C碱基对含量将影响使DNA解链时所需温度D．PCR体系中肯定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶C解析设计扩增目的基因的引物时，要考虑表达载体相关序列，从而保证目的基因能与表达载体相连接及正常表达，A项错误；用PCR方法扩增目的基因时只需知道目的基因两端的核苷酸序列，以便依据这一序列合成引物，B项错误；在每个双链DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，且DNA分子含有的氢键数越多，其热稳定性就越高，因此PCR体系中G—C碱基对含量将影响使DNA解链时所需温度，C项正确；PCR体系中肯定要添加耐高温的热稳定DNA聚合酶，而从受体细胞内提取的DNA聚合酶一般不耐高温，D项错误。14．PCR是一种体外快速扩增DNA的方法，用于扩增特定的DNA片段，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个拷贝。请回答相关问题：(1)DNA分子的两条链在碱基关系上表现为________，DNA的两条链在方向上表现为________；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________起先延长DNA链，故DNA子链复制的方向是____________。(2)PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度上，在PCR中先用95℃高温处理的目的是________________________；而这一过程在细胞内是通过________实现的。解析DNA的两条链在碱基关系上表现为互补配对，在方向上表现为反向平行。通常将DNA含有磷酸基团的一端称为5′端，DNA聚合酶只能从引物的3′端连接脱氧核苷酸，故子链复制的方向是5′端到3′端。在PCR技术中，95℃高温处理的目的是使DNA两条链之间的氢键断裂。这一过程在细胞内通过解旋酶来实现的。答案(1)互补配对反向平行磷酸基团3′端5′端到3′端(2)使两条链之间的氢键断裂解旋酶15．PCR技术是一种体外快速扩增DNA片段的技术，操作步骤概括如下：第Ⅰ步：打算“汤”和模板DNAA．配制多聚酶链式反应“汤”(注：①SPU是一种溶液的计量单位；②矿物油可防止聚合酶在冻结时受损害，以保证酶的活性；③dNTP有四种：dATP、dGTP、dCTP、dTTP。)B．打算要拷贝的DNA如要拷贝试验人员的DNA，可以用一牙签轻刮口腔内壁，将牙签放入蒸馏水中摇动。加热使蒸馏水沸腾，使细胞破裂释放出DNA。用离心机离心后，去除蒸馏水中较大的细胞碎片。这时上清液中就有了较纯的DNA。第Ⅱ步：多聚酶链式反应①将DNA(B)放入汤(A)中。②水浴加热。首先，95℃，使DNA双螺旋打开，历时1min；然后，55℃，使引物结合到DNA上，历时30s；最终，72℃，与DNA聚合酶结合使DNA复制，历时1min。③重复步骤②。每重复一次，即完成一次拷贝。依据上述操作过程回答下列问题：(1)以上材料可以说明()A．DNA的复制必需在活细胞中才能完成B．DNA能指导蛋白质的合成C．在合适的条件下，非细胞环境也能进行DNA的复制D．PCR技术是一种无性生殖技术(2)若用人体细胞内的遗传物质做PCR扩增，则扩增后的几百亿个DNA分子至少可分为46种。要将其分开，可用电泳、染色等技术，常用的试剂有溴化乙锭等。有些试剂毒性较强，因此应戴上化学试验专用手套作为爱护措施，以避开其与皮肤接触。溴化乙锭是一种剧烈的诱变物，若接触皮肤活细胞，很可能会引起()A．基因重组B．该个体会产生变异较大的后代C．癌变D．皮肤外层是死细胞，该物质接触皮肤后对人体不会有影响(3)PCR技术中用到的DNA聚合酶，取自生长在热泉中的一种细菌。就PCR技术来讲，你认为运用从这种细菌中提取的酶相较于从一般动植物体内提取的DNA聚合酶的优势是____________________________________________。(4)PCR技术能将某一DNA分子扩增成很多相同的DNA片段，缘由是：①DNA分子具有__________________结构；②DNA复制时遵循______________原则。(5)DNA分子进行扩增时，除了所要扩增的DNA片段外，还须要四种__________________、__________________和__________________等条件。若已知DNA的一种单链的碱基组成为ATCCGAT，则与它互补的另一条单链的碱基组成为______________。解析(1)在合适的条件下，细胞外也可完成DNA复制。(2)溴化乙锭是一种化学诱变物，能在DNA的复制过程中诱发基因突变，可能