高中生物 專題5 課題2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴增DNA片段創(chuàng)新演練大沖關(guān)每課一練 新人教版選修1

【創(chuàng)新方案】高中生物專題5課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴增DNA片段創(chuàng)新演練大沖關(guān)每課一練新人教版選修1(時間：20分鐘；滿分50分)一、選擇題(每小題3分，共21分)1．TaqDNA聚合酶的特點是()A．耐強酸 B．耐強堿C．耐高溫 D．最適溫度37℃解析：TaqDNA聚合酶是從熱泉中一種嗜熱細菌中提取到的，此酶具有以下特點：①耐高溫，在95℃下反應(yīng)2h后其殘留活性是原來的40%；在70℃下反應(yīng)2h后其殘留活性大于原來的90%。②在熱變性時不會被鈍化，不必每次在擴增后再加新酶。③大大提高了擴增片段特異性和擴增效率，增加了擴增長度。答案：C2.用于PCR的引物長度通常為20～30個核苷酸，是一小段單鏈()A．DNA B．RNAC．單鏈DNA或RNA D．雙鏈DNA解析：體內(nèi)DNA復(fù)制所需引物是一小段RNA，而PCR過程所需引物是一小段DNA或RNA。答案：C3．PCR技術(shù)中，如何設(shè)計引物()A．PCR引物要根據(jù)需要擴增的目標(biāo)DNA的堿基序列來設(shè)計B．PCR引物要根據(jù)已知的DNA序列對應(yīng)的RNA序列來設(shè)計C．PCR引物要根據(jù)已知的DNA序列對應(yīng)的tRNA的序列來設(shè)計D．以上都不是正確方法解析：DNA復(fù)制需要引物，引物是一小段DNA或RNA，能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對，故引物的設(shè)計要根據(jù)目標(biāo)DNA的堿基序列來確定。答案：A[4.右圖表示DNA變性和復(fù)性示意圖，下列相關(guān)說法正確的是()A．向右的過程為加熱(80℃～100℃)變性的過程B．向左的過程必須在DNA解旋酶的作用下才能完成C．變性與在生物體內(nèi)解旋過程的條件、實質(zhì)都相同D．圖中DNA片段共有4個游離的磷酸基團、4個3′端解析：DNA體外的變性同體內(nèi)的解旋，實質(zhì)是相同的，都是使氫鍵斷裂，DNA雙鏈打開，只是體內(nèi)需解旋酶，體外是高溫條件。圖中實際上是一個DNA分子，共含2個游離的磷酸基團和2個3′端。答案：A5．在PCR實驗操作中，下列說法不正確的是()A．在微量離心管中添加各種試劑時，只需一個槍頭B．離心管的蓋子一定要蓋嚴，防止液體外溢C．用手輕彈離心管壁的目的是使反應(yīng)液充分混合D．離心的目的是使反應(yīng)液集中在離心管底部，提高反應(yīng)效果解析：在微量離心管中添加各種試劑時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭必須更換，以確保實驗的準(zhǔn)確性。答案：A6．關(guān)于PCR技術(shù)的應(yīng)用，錯誤的一項是()A．古生物學(xué)、刑偵破案、DNA序列測定B．診斷遺傳疾病、基因克隆、古生物學(xué)C．DNA序列測定、基因克隆、刑偵破案D．診斷遺傳疾病、合成核苷酸、DNA序列測定解析：PCR技術(shù)能以極少量的DNA為模板，在幾小時內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝。這項技術(shù)有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進行分析研究的問題，被廣泛應(yīng)用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆、DNA序列測定等各個方面，但不能用于合成核苷酸。答案：D7．DNA擴增過程中DNA片段經(jīng)若干次擴增，其數(shù)目理論值變化應(yīng)與下圖中曲線相符的是()解析：DNA在擴增過程中呈指數(shù)式增長，即一個DNA分子連續(xù)擴增n次，理論上所產(chǎn)生的DNA分子數(shù)為2n個。答案：C二、非選擇題(共29分)8．(12分)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。請回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問題。(1)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ_______的末端稱為5′端，當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的________開始延伸DNA鏈。(2)PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細菌中分離到_________________，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問題；要將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養(yǎng)基叫________________________。(3)PCR的每次循環(huán)可以分為__________________________________________________三步。假設(shè)在PCR反應(yīng)中，只有一個DNA片段作為模板，請計算在5次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有___________________________________________________________________個這樣的DNA片段。解析：(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在的核酸的3′－羥基上，與DNA母鏈結(jié)合的引物就提供這個羥基。(2)因PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，所以用于催化DNA復(fù)制過程的DNA聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養(yǎng)基可將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來。(3)DNA復(fù)制兩條鏈均作為模板，進行半保留式復(fù)制，所以復(fù)制5次后得到的子代DNA分子數(shù)為25＝32個。答案：(1)磷酸基團3′端(2)耐高溫的TaqDNA聚合酶選擇培養(yǎng)基(3)變性、復(fù)性和延伸329.(17分)結(jié)合右圖回答下列問題：(1)PCR是一種DNA體外擴增技術(shù)。1988年，PCR儀問世，并被廣泛應(yīng)用于基因擴增和DNA序列測定。下圖是PCR技術(shù)示意圖，請回答：①引物是此過程中必須加入的物質(zhì)，從化學(xué)本質(zhì)上說，引物是一小段________________________。②將溫度加熱到________________，使雙鏈DNA變性，從而導(dǎo)致________________________。③引物延伸需提供________________________作為原料。(2)現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，通過比較不同生物的DNA序列，可以確定不同生物間的親緣關(guān)系。下圖為編碼甲、乙、丙三種生物血紅蛋白的部分相對應(yīng)的基因片段、DNA單鏈及DNA單鏈中的堿基序列。①如果讓c′鏈和b′鏈分別與a鏈混合，能配對的堿基間則形成氫鍵，相同的堿基間則形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。試填寫下表：環(huán)的數(shù)目配對的堿基對數(shù)目b′鏈與a鏈混合 c′鏈與a鏈混合 分析表中數(shù)據(jù)可推測：與甲的親緣關(guān)系最近的生物是________________________；引起三種生物堿基序列差異的根本原因是______________________________________。②上述研究為生物進化提供了_____________________________________________(方面)的證據(jù)，從______________________的本質(zhì)上，揭示了生物進化的原因。解析：DNA復(fù)制時，DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3'端延伸DNA鏈，因此需要一小段單鏈DNA或RNA做引物，DNA聚合酶從引物的3′端開始延伸DNA鏈；導(dǎo)致DNA變性解開雙鏈的溫度是80～100℃；延伸實際就是DNA合成的過程，因此需要四