1、课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段一、选择题1PCR技术控制DNA的解聚与结合所利用的DNA的原理是()A特异性B稳定性C热变性 D多样性解析：选CDNA分子在80100 的温度范围内变性，双链解开成单链；当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合形成双链。PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。2PCR反应体系中含有热稳定性高的DNA聚合酶， 如下图所示的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为()ADNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上BDNA聚合酶只能将两个DNA片段连接起来CDNA聚合酶只能将两条脱氧核苷酸链连接起
2、来D以上叙述均错误解析：选ADNA聚合酶的作用是将单个脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链上，但起点为引物的3端，图中所示的过程无该条件，所以不能正确反映DNA聚合酶的功能。3PCR技术扩增DNA的过程中，DNA片段经若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的是()解析：选CPCR反应中DNA的扩增数目与体内DNA复制是类似的，即1个DNA分子复制一次，产生2个DNA分子，复制2次产生4个DNA分子，呈指数扩增。开始由1个DNA分子，经过n次复制后得到的DNA分子数量为2n，与曲线C相符。4(2019哈尔滨检测)下列关于PCR引物的说法，不正确的是()A引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补，并能引导
3、模板DNA的互补链合成的核苷酸序列B引物常根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成的方法获得CPCR过程中需要一种引物或两种引物D引物的3端具有游离的OH解析：选C由于DNA聚合酶不能从头合成DNA链，因此引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补，并能引导模板DNA的互补链合成的核苷酸序列，A项正确；PCR扩增的DNA片段取决于两种引物的结合位点，因此所用的引物通常是根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成的方法获得，B项正确，C项不正确；引物的3端具有游离的OH，D项正确。5PCR仪实质上是一台自动调控温度的仪器，它调控不同温度的目的是()95 ，使DNA分子变性，失去生物活性95
4、 ，使DNA分子变性，解开螺旋55 ，使DNA分子开始复制、延伸55 ，使引物与DNA单链结合72 ，使DNA分子开始复制、延伸72 ，使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性A BC D解析：选C在PCR的反应过程中，当温度上升至90 以上时，DNA分子变性，解开双螺旋结构；温度下降到50 左右，引物与DNA单链结合；温度上升至72 左右，DNA分子开始复制、延伸，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。6下图是PCR反应过程中哪次循环的产物()A第一次循环B第二次循环C第三次循环 D第四次循环解析：选A在PCR反应中，以引物为标记，以第一次循环时加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物和引物
5、与其结合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每个子代DNA分子中只有一种引物；从第二次循环开始，上次产生的DNA分子又可作为模板，形成的DNA分子两端均含引物。7在PCR扩增的实验中，加入一种提取物(一种模板DNA片段)，但实验得到的产物却有2种DNA，其原因可能是()A基因突变BTaq DNA聚合酶发生变异C基因污染D温度过高解析：选C此现象属于PCR技术中的假阳性现象。其原因是靶基因污染造成的。因此，在PCR实验中，一定要做到隔离操作区、分装试剂、简化操作程序、使用一次性吸头等。尽量避免靶基因污染，C项正确；若是基因突变，则可能得不到扩增产物或扩增产物仍为一种，A项错误；若Taq DN
6、A聚合酶发生变异则不会有扩增产物，B项错误；若温度过高，亦不会有扩增产物，D项错误。8下列操作过程的叙述中错误的是()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，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为了防止外源DNA等因素的污染，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必须进行高压灭菌；所用的缓冲液及酶应分装成小份，并在20 保存，使用一次性枪头。A、B、D三项均正确；在冰箱中放置的缓冲液和
7、酶从冰箱中取出后应放在冰块上缓慢融化，而不能迅速融化，C项错误。9下列有关DNA含量测定的叙述，错误的是()A可利用DNA在260 nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰这一特点来进行DNA含量的测定B测定时通常需要对样品进行稀释C直接将样品放在波长260 nm处，测定其光吸收值D可利用“DNA含量50光吸收值稀释倍数”来计算样品中的DNA含量解析：选C对样品进行测定前要以蒸馏水作为空白对照，在波长260 nm处，将紫外分光光度计的读数调节至零，而不能直接测定样品的光吸收值。二、非选择题10(2019青岛二中期末)RTPCR是将mRNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式反应相结合的技术，具体过程如
8、图所示，请回答：(1)过程需要加入缓冲液、原料、_、_和引物A等。(2)过程首先要将反应体系的温度升高到95 ，其目的是_，该反应体系中所用的Taq DNA聚合酶至少应能耐受_ 高温。(3)决定RTPCR扩增片段的是引物，要对图中单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上至少需要_个引物B。(4)利用RTPCR技术可对某些微量RNA病毒进行检测，并可提高检测的灵敏度，原因是_。(5)RTPCR过程中主要通过对_的控制，影响酶的活性，从而使得化学反应高效有序地进行。解析：(1)过程是逆转录过程，操作时需要加入缓冲液、原料、模板(RNA提取物)、酶(逆转录酶)和引物A等。(2)过程将反应体系的温度升高
9、到95 的目的是让逆转录酶变性失活，同时使mRNAcDNA杂合双链解开。接下来所用的Taq DNA聚合酶至少应能耐受95 高温。(3)决定RTPCR扩增片段的是引物A和引物B上的脱氧核苷酸序列，要对图中单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上至少需要2n1个引物B。(4)利用RTPCR技术可对某些微量RNA病毒进行检测，并可提高检测的灵敏度，原因是增加了待测RNA逆转录产生的DNA的数量(或浓度)，便于检测。(5)RTPCR过程中主要通过对温度的控制，影响酶的活性，从而使得化学反应高效有序地进行。答案：(1)RNA提取物逆转录酶(2)让逆转录酶变性失活、使mRNAcDNA杂合双链解开95(3)2
10、n1(4)增加了待测RNA逆转录产生的DNA的数量(或浓度)，便于检测(5)温度11请回答基因工程方面的有关问题：(1)体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中应用_。(2)Taq DNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。为什么Taq细菌能从热泉中被筛选出来呢？Taq DNA聚合酶的功能是_。为了使Taq DNA聚合酶能够多次反复利用，可采用_技术，常用的方法为_。(3)与体内DNA复制相比，PCR反应要在_中才能进行，并且要严格控制_条件。(4)PCR中加入的引物有_种，加入引物的作用是_。解析：(1)体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中应用高温使
11、DNA分子热变性。(2)热泉7080 的高温条件淘汰了绝大多数微生物，因此Taq细菌能从热泉中被筛选出来；Taq DNA聚合酶的功能是催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键；为了使Taq DNA聚合酶能够多次反复利用，可采用固定化酶技术，常用的方法为化学结合法、物理吸附法。(3)与体内DNA复制相比，PCR反应要在一定的缓冲溶液中才能进行，并且要严格控制温度条件。(4)PCR中加入的引物有2种，其作用是作为DNA复制的起点。答案：(1)高温使双链DNA分子解聚为单链(2)热泉7080 的高温条件淘汰了绝大多数微生物。催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键固定化酶化学结合法、物理吸附法(3)一定的缓冲溶液温
12、度(4)2作为DNA复制的起点12如图为细胞内DNA复制过程示意图，该过程在体外也可进行，以获得大量相同的DNA片段，该项技术被称为PCR技术，又称多聚酶链式反应，请分析回答：(1)PCR过程与细胞内DNA复制相比，主要不同点_。(2)PCR技术过程的三个步骤是_、_、_。(3)假设PCR过程中，只用一个DNA片段作为模板，30次循环后，理论上反应物中有_个这样的DNA片段。(4)PCR技术能在几小时内将微量的DNA片段特异性地扩增上百万倍，从而解决了样品中DNA含量低，难以分离的难题，试举两例，说明PCR技术的应用：_。解析：(1)PCR过程与细胞内DNA复制相比，主要不同点是：PCR过程是
13、高温变性解旋，不需要解旋酶。(2)PCR的每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。(3)由于一个DNA片段作为模板，一次循环能产生2个DNA片段，所以30次循环后，反应物中大约有230个这样的DNA片段。(4)PCR技术有广泛的应用，可以用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、亲子鉴定等方面。答案：(1)PCR过程是高温变性解旋，不需要解旋酶(2)变性复性延伸(3)230(4)刑侦破案、亲子鉴定、疑难疾病的诊断、基因序列分析等13(2019大连检测)PCR技术是基因工程中获取目的基因的常用方法，请分析回答下列有关问题：(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为
14、单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为_。在第_轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)设计引物是PCR技术的关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。第1组：_；第2组：_。解析：(1)以原来的每条母链为模板合成的两个新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子链为模板合成的新DNA分子中，两种引物都含有，故第四轮循环共产生16个DNA分子，其中只含有引物A、引物B的DNA分子各1个。同时含有引物A和引物B的DNA分子有14个，因此含有引物A的分子
15、是15个，占15/16。第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两次循环产生的四个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均不等长，第三个循环产生的DNA分子存在等长的两条脱氧核苷酸链。(2)在第1组引物中，引物的部分碱基序列是CAGGCT，引物的部分碱基序列是AGCCTG，若利用这两个引物进行DNA扩增，会因其中部分碱基发生碱基互补配对而使该组引物失效。在第2组引物中，引物的部分碱基序列是AACTG和CAGTT，该引物一旦自身折叠后，也将会出现部分碱基发生碱基互补配对而使该引物失效。答案：(1)15/16三(2)引物和引物局部发生碱基互补配对而失效引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
