1、课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段课时过关能力提升基础巩固1.有关PCR技术,下列叙述错误的是()A.用于PCR的引物长度通常为2030个核苷酸B.在用PCR技术扩增DNA时,DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似C. PCR反应只需一定的缓冲溶液和DNA模板以及四种脱氧核苷酸D.PCR一般经历三十多次循环,每次循环分为变性、复性、延伸解析:PCR反应中需要的条件有模板(DNA分子)、原料(四种脱氧核苷酸)、酶(耐高温的Taq DNA聚合酶)、引物(小片段单链DNA或RNA)和一定的缓冲液等。答案:C2.标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步,这三大步需要的温度依次是()A.95 、
2、55 、72 B.72 、55 、95 C.55 、95 、72 D.80 、55 、72 解析:当温度上升到90 (9096 )以上时,双链DNA解聚为单链,称之为变性;当温度下降到50 左右(4060 )时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;当温度上升到72 左右(7075 )时,溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在耐高温DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。答案:A3.使用PCR仪进行DNA扩增的具体实验操作顺序应为 ()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A.
3、B.C.D.解析:使用PCR仪进行DNA扩增时,首先按照PCR体系配方,依次将各组分加入微量离心管,离心使反应液集中于试管底部,然后再设计好PCR仪的循环程序进行PCR反应。答案:C4.利用PCR技术扩增目的基因的过程中,需加入()A.耐高温的解旋酶以保证DNA双链完全解开B.2种已知核苷酸序列的引物以保证核苷酸链的延伸C.4种足量的核糖核苷酸以保证目的基因的扩增D.一定量的盐酸和氢氧化钠溶液以维持pH的稳定解析:在PCR过程中DNA解旋是通过控制温度实现的,不需要加入解旋酶;DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3端延伸DNA链,因此需要2种已知序列的引物分别与两条模板链结合(注意由于D
4、NA分子的两条链是反向的,2种引物会分别在DNA的两端与互补的模板链结合);PCR的原料是4种脱氧核苷酸;反应溶液体系的pH依靠缓冲液维持稳定。答案:B5.下列不属于PCR与体内DNA复制相同点的是()A.都需要模板DNAB.都需要解旋酶C.都需要引物D.都需要游离的脱氧核苷酸解析:体内DNA复制需要解旋酶解开双链,PCR通过热变性解开双链,不需要解旋酶。答案:B6.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链答案:D7.变性作
5、用是指核酸双螺旋结构被破坏,双链解开,但共价键并未断裂。引起变性的因素很多,升高温度、过酸、过碱以及加入变性剂等都能造成核酸变性。PCR的反应过程中,引起DNA变性的因素是()A.pH过高B.pH过低C.升高温度D.加入酒精解析:各选项的条件均能导致DNA分子变性,但在PCR反应中,变性后还要进行复制和延伸等过程,过酸、过碱、酒精等能够导致反应过程中的酶变性失活,使DNA扩增不能进行,而PCR反应中的DNA聚合酶是耐热的,所以可选用升高温度使DNA变性。答案:C8.PCR技术扩增DNA的过程中,DNA片段经若干次扩增后,下图中与其数目的理论值变化相符的是()解析:PCR反应中DNA的扩增与体内
6、DNA复制是类似的,即1个DNA分子复制1次,产生2个DNA分子,复制2次产生4个DNA分子,呈指数扩增。1个DNA分子,经过n次复制后得到的DNA分子数量为2n,与C项曲线相符。答案:C9.PCR需要模板DNA、引物、脱氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等条件,其简要过程如下图所示。请分析回答下列有关问题。(1)PCR技术能把某一DNA 片段进行扩增,依据的原理是。(2)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。(3)若将1个DNA分子拷贝10次,则需要在缓冲液中至少加入个引物。(4)DNA子链复制的方向是,这是由于 。解析:PCR又称多聚酶链式反应,扩增
7、过程中遵循的原理就是DNA复制。引物是一种单链DNA或RNA分子,它能与解开的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子链复制的方向是从5端到3端。在DNA分子扩增时,需要两种引物,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2210-2=211-2(个)。答案:(1)DNA复制(2)碱基互补配对原则(3)211-2(4)从5端到3端DNA聚合酶只能从引物的3端连接单个脱氧核苷酸分子能力提升1.下列有关PCR技术的说法,错误的是()A.PCR技术是在细胞内完成的B.PCR技术是一
8、项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术C.PCR技术的原理与DNA复制的原理相同D.PCR技术的前提是有一段已知的目的基因的核苷酸序列解析:PCR技术是在生物体外进行DNA复制的技术,其原理与DNA复制的原理相同,但前提是必须要有一段已知的目的基因的核苷酸序列和根据核苷酸序列合成的引物。答案:A2.PCR操作中,从第二轮循环开始扩增的DNA片段 ()A.长度固定B.一端固定C.都不固定D.不能确定解析:从第二轮循环开始,由引物延伸而成的DNA单链会与引物结合,进行DNA单链的延伸,这样DNA聚合酶只能特异地扩增处于两个引物之间的DNA序列。答案:A3.下面关于DNA对高温的耐受性的说法,错误
9、的是()A.DNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强B.温度超过80 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:超过80 后DNA将变性,恢复到常温,其生物活性还能恢复;深海热泉附近温度很高,生活在那里的生物的DNA的稳定性也应很高。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,DNA分子越稳定。答案:B4.下图a、b、c均为PCR扩增的DNA片段,下列有关说法正确的是()A.片段a、b、c的长度均相同B.片段a、b只是第一次循环的产物C.
10、片段c最早出现在第二次循环的产物中D.经过30次循环后,片段c的数量为230解析:图中片段a、b中都只有一种引物,是以原始DNA链为模板复制而来,其长度比片段c长,A项错误;由于原始模板在每次循环中均可作为模板,故每次循环都能产生图中片段a、b,B项错误;经过30次循环后,得到的DNA片段总数为230,这包括图中的片段a、b、c,D项错误。答案:C5.具有x个碱基对的一个DNA分子片段含有m个腺嘌呤,该片段利用PCR技术完成n次循环需要多少个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸?()A.(2n-1)(x-m)B.2n(x-m)C.(2n-1)(x/2-m)D.2n(x/2-m)解析:该DNA片段具有x个碱基
11、对,则有2x个碱基;m个腺嘌呤对应着m个胸腺嘧啶,则每个DNA分子含胞嘧啶脱氧核苷酸(x-m)个。如果完成n次循环,则产生DNA分子2n个,除去模板DNA分子上的胞嘧啶,还需要(2n-1)(x-m)个。答案:A6.下列关于用DNA片段进行PCR扩增的描述,错误的是 ()A.加入的Taq DNA聚合酶耐高温B.95 是Taq DNA聚合酶的最适温度C.此过程不需要DNA连接酶D.扩增区域由2个引物来决定解析:PCR是体外DNA扩增技术,该技术需要高温打开DNA双链,因此需要耐高温的Taq DNA聚合酶,不需要DNA连接酶。95 是DNA变性时的温度,Taq DNA聚合酶的最适温度应是DNA延伸时
12、的温度。扩增出的DNA的长度是DNA模板上两引物之间的长度。答案:B7.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30多次下述循环: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,错误的是()A.95 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完成的C.延伸过程中需要热稳定DNA聚合酶和四种脱氧核苷酸D.引物为一小段RNA解析:DNA分子在高温下解链就是两条脱氧核苷酸链之间的氢键发生断裂,A项正确;引物是一小段DNA
13、或RNA,引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对完成的,B项正确,D项错误;PCR技术的原理是DNA分子的复制,PCR技术是在高温条件下进行的,需要热稳定DNA聚合酶和四种脱氧核苷酸,C项正确。答案:D8.下图表示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 )变性的过程B.向左的过程表示在迅速降温的条件下DNA双链复性C.变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同D.图中该DNA片段共有4个游离的磷酸基、4个3端解析:变性后的DNA在缓慢降温后才会复性;变性与在生物体内解旋过程的条件不同,实质相同;一个DNA片段有2个游离的磷酸基和2个3端。答案:A9
14、.在进行DNA亲子鉴定时,需大量的DNA。PCR(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增,获得大量DNA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(如下图,图中黑色长方形是引物)。利用PCR技术可在很短的时间内将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中含有原始模板DNA单链的DNA分别有个、个。若继续循环,该DNA模板经过30次循环后能形成个DNA片段。(3)某样品DNA分子
15、中共含3 000个碱基对,碱基数量满足A+TG+C=12,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)(4)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;延伸的实质是以DNA单链为模板,按照碱基互补配对原则合成子链。(2)由于PCR原理为DNA复制,其特点是半保留复制,所以无论复制几次,原始模板链一直存在于2个DNA分子中。DNA复制时,DNA的数量呈指数增长。(3)由(A+T)/(G+C)=1/2可知,ATGC=1122,所以A的比例为1/6,在一个DNA分子中A的数量为3 0002(1/6)=1 000(个),5次循环获得的DNA分子数为32个,所以新合成的DNA分子数相当于32-1=31(个),至少需加入腺嘌呤脱氧核苷酸311 000=31 000(个)。(4)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,脱氧核苷酸连接在引物上,形成新的DNA链(2)22230(3)31 000(4)如下图