1、专题5DNA和蛋白质技术课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段一、选择题1(2019双鸭山期末)下列有关PCR的描述，不正确的是()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，需要用到耐高温的解旋酶和DNA聚合酶C一个DNA片段经PCR扩增n次，可形成2n个DNA片段DPCR利用DNA的热变性来控制DNA的解聚与结合解析：选BPCR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。PCR利用DNA在不同温度下变性或复性的特性来解旋并结合引物，不需要解
2、旋酶。2下列有关PCR技术的叙述，错误的是()APCR技术利用了 DNA的热变性来控制DNA的解聚与结合，不需要解旋酶BDNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从引物的3端延伸DNA链CPCR的引物的基本单位是一定脱氧核苷酸D扩增DNA时，需要加入两种引物解析：选CPCR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，A正确；DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从引物的3端延伸DNA链，B正确；引物是一段单链DNA或RNA，因此其基本单位是脱氧核苷酸或核糖核苷酸，C错误；采用PCR技术扩增DNA时，需要加入两种引物，D正确。3PCR利用了DNA的热变性原理，PCR仪实际上也
3、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()APCR反应需要高温，这是为了确保模板是单链B延伸的温度必须高于复性温度，而低于变性温度C要用耐高温的DNA聚合酶D需要耐高温的解旋酶解析：选DPCR是体外DNA扩增技术，DNA双链的解开不需要解旋酶，高温可使其变性解聚。延伸是在耐高温的Taq DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，延伸的温度要高于复性温度但低于变性温度。 4(2019重庆八中期中)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CDNA序列测定、基因克隆、刑侦破案 D诊
4、断遗传疾病、合成核苷酸、DNA序列测定解析：选DPCR技术是体外扩增DNA的技术，用来在体外合成大量DNA，供各种研究或诊断需要。本技术以脱氧核苷酸作为原料，但这个过程无法合成核苷酸。5下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是()APCR实验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所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，放在高温环境中迅速融化D在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换解析：选C为了避免外源DNA等因素的影响，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前
5、必须进行高压灭菌，A正确；PCR所用的缓冲液和酶一般需要分装成小份，并在20 储存，B正确；PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，放在冰块上缓慢融化，C错误；为避免液体的交叉污染，在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，D正确。6(2019大连期末)PCR反应的最大特点是具有较强的扩增能力与极高的灵敏性，但令人头痛的问题是易污染，下列关于防止污染的办法不正确的是()A将样品的处理、PCR反应液的配制、PCR反应及PCR产物的鉴定等步骤分区或分室进行B用移液器吸样时要慢，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换C所有的PCR试剂都应用大瓶分装，以减少重复加样次
6、数，避免污染DPCR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中解析：选CPCR所用的缓冲液和酶等应分装成小份，并在20 储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。7(2019西安期中)科学家分离出真核细胞中某种结构的各种成分，对分离的成分用双缩脲试剂和二苯胺试剂进行检测，发现能够使双缩脲试剂呈现紫色反应，使二苯胺试剂呈现蓝色反应。则该细胞结构不可能是()A叶绿体B线粒体C细胞壁D染色体解析：选C能够使双缩脲试剂呈现紫色反应的是蛋白质，使二苯胺试剂呈现蓝色反应的是DNA，所以该细胞结构既含有蛋白质，又含有DNA，选项中满足这两个条件的结构有叶绿体、线粒体和染色
7、体。8使用PCR仪的具体操作顺序应为()设计好PCR仪的循环程序按配方准备好各组分用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分进行PCR反应离心使反应液集中在离心管底部ABCD解析：选C使用PCR仪的操作步骤一般分为准备移液混合离心反应。PCR仪是一种自动控制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了。9在PCR过程中，双链DNA解聚为单链、引物与单链结合以及形成新的子链所需要的大致温度依次是()A72 、50 、90 B90 、50 、72 C50 、72 、90 D50 、90 、72 解析：选B双链DNA的解旋，需要高温(一般需要90 左右)来破坏氢键。温度下降到50 左右，两种引物通过碱基
8、互补配对与两条单链DNA结合，此过程为复性。温度上升到72 左右时，在DNA聚合酶的作用下，以四种脱氧核苷酸为原料合成新的DNA链，此过程为延伸。10(2019临川期中)PCR一般要经过三十多次循环，从第二次循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，下列相关叙述正确的是()A由引物延伸而成的DNA单链作模板时，仍与引物结合进行DNA子链的延伸B由引物延伸而成的DNA单链作模板时，无需与引物结合，直接在酶的作用下从头合成子链C若只有1个DNA片段作为模板，经过5次循环，会含有这样的DNA片段32个D若只有1个DNA片段作为模板，经过2次循环，含引物的DNA单链占DNA总链数的1/4解析：选C
9、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，A、B错误；若只有1个DNA片段作为模板，经过5次循环，DNA复制了5次，可以得到的DNA分子数是2532(个)，C正确；若只有1个DNA片段作为模板，经过2次循环，会形成4个DNA片段，8条单链，其中含有原始模板链(不含引物)2条，另外6条单链中含有引物的有3条单链，含有引物的有3条单链，即含有引物的DNA单链占DNA总链数的3/8，D错误。11如图表示PCR扩增的产物，请分析它是第几次循环的产物 ()A第一次B第二次C第三次D第四次解析：选A在PCR反应中，以引物
10、为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物和引物与模板链结合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每个子DNA中只有一种引物；从第二次循环开始，上次产生的DNA分子又可作为模板参与反应，所以会形成DNA分子两端均含有引物的情况。因此题图中所出现的情况是第一次循环的产物。12(2019成都期中)如图表示DNA的变性和复性，下列相关说法正确的是()A由左向右的过程表示热(80100 )变性的过程B由右向左的过程为DNA双链迅速制冷复性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个游离的磷酸基团、4个3端解析：选A变性后的DNA在缓慢降温后才会复性；
11、变性与在生物体内解旋过程的条件不同、实质相同；任一DNA片段都有两个游离的磷酸基团(5端)和两个3端。二、非选择题13(2019洛阳模拟)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。PCR需要模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸和耐热的DNA聚合酶等条件。如图为模板DNA分子及2种引物，请据图回答相关问题：(1)PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度环境的不同，在PCR技术中先用95 高温处理的目的是_，而这一过程在细胞内是通过_实现的。(2)在PCR技术中所需要的引物实质上是一小段_。请在图中绘出引物结合的位置。(3)若将1个D
12、NA分子拷贝10次，则需要在缓冲液中至少加入_个引物。(4)DNA子链延伸的方向是_，这是由于_。解析：(1)在PCR技术中，用95 高温处理的目的是使DNA分子中的氢键断裂，两条链解开，即使DNA分子变性。(2)引物是一小段单链DNA或RNA分子。(3)在DNA分子扩增时，需要2种引物，由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点，故所需的引物数目等于新合成的DNA子链数目，即221022112(个)。(4)引物能与解开的DNA母链的3端结合，为DNA聚合酶提供吸附位点，使DNA聚合酶从引物的3端开始连接脱氧核苷酸，从而决定了DNA子链延伸的方向是从5端到3端。答案：(1)使DNA变性(使DNA
13、的两条链解开)解旋酶的催化(2)单链DNA或RNA分子如图所示(3)2112(4)从5端到3端DNA聚合酶只能从引物的3端开始连接单个脱氧核苷酸分子14PCR技术广泛用于对少量DNA样品的大量扩增过程中，尤其在法医鉴定中有重要的意义。PCR扩增过程示意图如图，请回答下列问题：(1)PCR技术的原理是_。PCR反应中需要加入缓冲液、引物、DNA模板、_、_。(2)图中步骤1代表_，步骤2代表_，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。(3)引物1和引物2的碱基序列_(填“相同”或“不同”)。若一个DNA分子在PCR中经历n轮循环，理论上需要消耗_个引物，由引物形成子链的延伸方向是_。(4)PCR
14、扩增时，退火温度的设定是成败的关键，退火温度过高会破坏_之间的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但GC含量高的引物需要设定_(填“更高”或“更低”)的退火温度。(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有_(填序号)。升高退火温度降低退火温度重新设计引物解析：(1)PCR技术的原理是DNA的半保留复制。PCR反应中需要加入缓冲液、引物、DNA模板、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶。(2)图中步骤1、2、3分别代表变性、复性、延伸，这三个步骤组成一轮循环。(3)引物1和引物2的碱基序列不同。若一个DNA分子在PCR中经历n轮循环，理论上需要消耗2n12
15、个引物，由引物形成子链的延伸方向是由53。(4)退火表示引物与模板相连，若退火温度过高会破坏引物与模板的碱基配对，由于GC之间有三个氢键 AT之间有两个氢键，所以GC含量越高的引物，退火温度越高。(5) PCR反应得不到任何扩增产物，可能是退火温度过高，导致引物与模板不能相连；或引物间相互配对，引物自连，不能与模板相连，因此，可通过降低退火温度或重新设计引物进行改进。答案：(1)DNA的半保留复制四种脱氧核苷酸耐热的DNA聚合酶(2)变性复性(3)不同2n12由53(4)引物与模板更高(5)15.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
16、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(如图中黑色长方形是引物)。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)某样品DNA分子中共含3 000个碱基对，碱基数量满足：(AT)/(GC)1/2，若经五次循环，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)(3)若下图为第一轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。解析：(1)变性的实质是DNA双链解旋；延伸是以DNA单链为模板，按碱基互补配对原则合成子链的过程。(2)由(AT)/(GC)1/2可知，ATGC1122，所以A的比例为1/6，在一个DNA分子中的数量为3 0002(1/6)1 000(个)，五次循环形成的DNA数为32个，所以需要利用原料合成的DNA数相当于32131(个)，则至少需腺嘌呤脱氧核苷酸为311 00031 000(个)。(3)画图的关键是注意引物A、B的位置和所对应的模板链。答案：(1)模板DNA双链解旋形成单链在DNA聚合酶的作用下，原料脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链(2)31 000(3)如图所示：
