1、多聚酶链式反应扩增DNA片段一、选择题(每小题4分，共24分)1关于DNA的复制，下列叙述正确的是(C)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：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3端即复制方向由3端向5端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链的5端向3端延伸。2有关PCR技术的说法，不正确的是(D)APCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术BPCR技术的原理是
2、DNA双链复制C利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列DPCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA解析：PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术；PCR技术的原理是DNA双链复制；利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列；PCR扩增中通过高温解开双链DNA。3利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n代，需(A)A测定DNA分子两端的核苷酸序列，以便设计引物对B2n对引物参与子代DNA分子的合成C向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等D保持反应体系温度恒定，确保扩增的正常进行解析：利用PCR技术扩增目的基因的前提是，要有一段已知
3、目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，A项正确；依题意，将某小段DNA分子扩增n代，子代DNA分子总数为2n，其中除了两条最初的模板链不含引物外，其他的链均含有引物，因此需要2n1对引物参与子代DNA分子的合成，B项错误；利用PCR技术扩增目的基因时，需向反应体系中加入DNA模板、4种脱氧核苷酸、引物、DNA聚合酶等，C项错误；每一次扩增的步骤及其温度的控制为：变性90 以上复性50 左右延伸72 左右，D项错误。4以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是(B)A催化过程的酶是RNA聚合酶B过程发生的变化是引物与单链DNA结合C催化过程的酶都是DNA聚
4、合酶，都能耐高温DRNA单链中C与U之和占该链碱基含量一定是50%解析：过程为逆转录过程，故催化过程的酶是逆转录酶，A错误；为复制过程，发生的变化是引物与互补DNA链结合，B正确；催化过程(DNA复制)需要的酶是DNA聚合酶，催化此过程的DNA聚合酶不耐高温，催化过程(DNA单链延伸)的酶是耐高温DNA聚合酶Taq酶，C错误；RNA单链不遵循碱基互补配对原则，其中C与U之和占该链碱基含量的比例不一定是50%，D错误。5下列操作过程的叙述中错误的是(C)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所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在20 储存CPCR所用的缓
5、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解析：为了防止外源DNA等因素的污染，PCR反应中所用的微量离心管、枪头、缓冲液及蒸馏水等，在使用前要进行高压蒸汽灭菌；并且使用一次性吸液枪头。在使用前，将PCR所需试剂从冰箱内拿出来，放在冰块上缓慢融化，故C项错误。6PCR一般要经过三十多次循环，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，由引物延伸而成的DNA单链作模板时(B)A仍与引物结合进行DNA子链的延伸B与引物结合进行DNA子链的延伸C同时与引物和引物结合进行子链的延伸D无需与引物结合，在酶的作用下从头合成子链解
6、析：当由引物延伸而成的DNA单链作模板时，此单链引物固定端为5端，因此与它互补的子链应从另一端开始合成，即与引物结合延伸DNA子链。二、非选择题(共26分)7(12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，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸，而且DNA复制的前提是解开双链(或打开氢键)。(2)PCR利用了DNA的热变性原理，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Taq_DNA聚合酶，与细胞内DNA复制时发挥相
7、同作用的酶相比区别在于耐高温。(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子链时能量来源于所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量。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)Taq DNA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
8、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。8(14分)美国科学家穆里斯发明了PCR技术，它是一种DNA“复印机”，可以在数小时内，将一个DNA复制出一千亿个，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，他因发明PCR技术而荣获了诺贝尔奖。(1)在DNA复制时，需要大量的脱氧核苷酸作为原料，在DNA聚合酶的催化作用下，以解旋后的单链为模板进行生物合成。(2)在DNA分子解旋时，必须加热，普通的酶容易变性(失活)，科学家从温泉中找到了耐95 高温的Taq_DNA聚合酶，解决了酶重复使用的难题，使链式反应成为可能。每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。(3)耐高温酶的发现及应用说明了地球生物多样性的重要，大自然的基因库是人类的宝贵财富。解析：本题主要考查了PCR技术的原理。PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步，在DNA复制过程中需要较高的温度，所以需要耐高温的Taq DNA聚合酶，还需要以母链DNA为模板，大量的脱氧核苷酸为原料，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
