生物中圖版課后訓(xùn)練：第六章第二節(jié)DNA片段的擴(kuò)增-PCR技術(shù)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精DNA片段的擴(kuò)增—-PCR技術(shù)練習(xí)1具有x個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子片段含有m個(gè)腺嘌呤,該片段利用PCR技術(shù)完成了第n次循環(huán)后需要多少游離的胞嘧啶脫氧核苷酸？（）A．（2n－1）（x－m）B．2n（x－m)C．（2n－1）（x/2－m）D．2n（x/2－m）2引物的作用是(）。A．打開DNA雙鏈B．催化合成DNA子鏈C．使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始復(fù)制D．提供模板3關(guān)于PCR技術(shù)的應(yīng)用，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（）。A．古生物學(xué)研究、刑偵破案、DNA序列分析B．診斷遺傳疾病、基因克隆、古生物學(xué)研究C．DNA序列分析、基因克隆、刑偵破案D．診斷遺傳疾病、合成核苷酸、DNA序列分析4關(guān)于DNA復(fù)制，下列敘述正確的是（）.A．DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從5′端延伸DNA鏈B．DNA復(fù)制不需要引物C．引物與DNA母鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行結(jié)合D．DNA的合成方向總是從子鏈的3′端向5′端延伸5PCR利用了DNA的（)原理，來(lái)控制DNA的解聚與結(jié)合。A．特異性B．穩(wěn)定性C．熱變性D．多樣性6PCR技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是（）。A．原理簡(jiǎn)單B．原料易找C．Taq酶具有耐熱性D．快速、高效、靈活、易于操作7PCR操作中，從第二輪循環(huán)開始擴(kuò)增的DNA片段（）。A．固定長(zhǎng)度B．一端固定C．都不固定D．不能確定8PCR技術(shù)可擴(kuò)增DNA分子，電泳技術(shù)是將待測(cè)樣品放在光滑的凝膠薄膜上，并加上直流電場(chǎng),可利用分子帶電荷不同，分離分析氨基酸和多核苷酸片段等有機(jī)物。這兩項(xiàng)技術(shù)綜合應(yīng)用于現(xiàn)代刑偵,可以獲得最可靠的證據(jù).下圖是一次尋找嫌犯的測(cè)試結(jié)果：甲是把遺跡中含有21個(gè)氨基酸的多肽進(jìn)行水解，將氨基酸混合物進(jìn)行電泳的結(jié)果；乙是通過(guò)提取罪犯B遺跡DNA和四位嫌犯的DNA進(jìn)行擴(kuò)增,并采用特定限制酶處理后進(jìn)行電泳，所得到的一組DNA指紋圖譜.甲：其氨基酸混合物電泳結(jié)果乙：DNA指紋圖譜（F1～F4為待測(cè)男性其中一位是B）請(qǐng)據(jù)圖回答，多肽由幾種氨基酸組成和B最可能的對(duì)象分別是（)。A．6和F4B．4和F1C．6和F2D．7和F29PCR反應(yīng)的最大特點(diǎn)是具有較大擴(kuò)增能力與極高的靈敏性，但令人頭痛的問(wèn)題是易污染,極其微量的污染即可造成假陽(yáng)性的產(chǎn)生。防止污染的辦法不包括（）。A．將樣品的處理、配制PCR反應(yīng)液、PCR循環(huán)擴(kuò)增及PCR產(chǎn)物的鑒定等步驟分區(qū)或分室進(jìn)行B．吸樣槍吸樣要慢，吸樣時(shí)盡量一次性完成，槍頭小套、小離心管應(yīng)一次性使用，以免交叉污染C．所有的PCR試劑都應(yīng)放置于大瓶分裝，以減少重復(fù)加樣次數(shù)，避免污染機(jī)會(huì)D．PCR試劑、PCR反應(yīng)液應(yīng)與樣品及PCR產(chǎn)物分開保存，不應(yīng)放于同一冰盒或同一冰箱10在PCR擴(kuò)增的實(shí)驗(yàn)中,加入一種提取物（一種模板DNA片段）,但實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)物卻有2種DNA。其原因可能是（）。A．基因突變B．TaqDNA聚合酶發(fā)生變異C．基因污染D．溫度過(guò)高11下面關(guān)于DNA對(duì)高溫的耐受性的說(shuō)法不正確的是(）.A．DNA對(duì)高溫的耐受性一般要比蛋白質(zhì)強(qiáng)B．超過(guò)80℃后DNA將變性，即使恢復(fù)到常溫，生物活性也不能恢復(fù)C．不同生物的DNA的“變性”溫度不一定相同D．深海熱泉附近生活的生物的DNA對(duì)高溫的耐受性更強(qiáng)，其DNA中鳥嘌呤所占的比例更高12美國(guó)科學(xué)家莫里斯發(fā)明的PCR技術(shù)，是一種DNA分子“復(fù)印機(jī)”，它可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)將一個(gè)DNA分子復(fù)制出1千億個(gè)，解決了檢測(cè)樣本擴(kuò)增的難題。在人類基因組計(jì)劃實(shí)施中，PCR技術(shù)使每個(gè)核苷酸的識(shí)別成本降至5～10美元。莫里斯因發(fā)明PCR技術(shù)榮獲了諾貝爾獎(jiǎng).（1)DNA分子在復(fù)制時(shí)需要大量的________作原料，在DNA聚合酶的催化下,以解旋后的單鏈DNA為________，進(jìn)行生物合成。（2）在DNA分子解旋時(shí)必須加熱，普通的酶容易________，耐93℃左右高溫的TaqDNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)，解決了酶重復(fù)使用的難題，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)成為可能.（3）高溫酶的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用說(shuō)明了地球生物________的重要性，大自然的______庫(kù)是人類的寶貴財(cái)富。13近10年來(lái)，PCR技術(shù)（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）成為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制（右圖）,在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。（1)加熱使DNA雙鏈打開，這一步是打開________鍵，稱為________,在細(xì)胞中是在________酶的作用下進(jìn)行的.（2）當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2條DNA分子，此過(guò)程中的原料是________，遵循的原則是________。（3）PCR技術(shù)的必需條件，除了模板、原料、酶以外，至少還要三個(gè)條件，即：液體環(huán)境、適宜的________和________。（4)通過(guò)PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制，若將一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子放入試管中，以14N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料,連續(xù)復(fù)制4次之后，則15N標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈占全部脫氧核苷酸鏈總數(shù)的比例為________。

參考答案1解析：該DNA片段具有x個(gè)堿基對(duì)，則有2x個(gè)堿基；m個(gè)腺嘌呤對(duì)應(yīng)著m個(gè)胸腺嘧啶,則每個(gè)DNA分子含胞嘧啶脫氧核苷酸(x－m）個(gè)。如果完成n次循環(huán)，則有DNA分子2n個(gè)，除去原有的胞嘧啶，還需要（2n－1)（x－m）個(gè)。答案:A2解析：DNA分子的復(fù)制具有方向性，即只能從引物的3′端開始，從子鏈的5′端向3′端延伸。引物的作用是與DNA聚合酶結(jié)合促使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始復(fù)制。答案：C3解析：PCR技術(shù)能以極少量的DNA為模板，在幾小時(shí)內(nèi)復(fù)制出上百萬(wàn)份的DNA拷貝。這項(xiàng)技術(shù)有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對(duì)樣品進(jìn)行分析研究的問(wèn)題，被廣泛應(yīng)用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)研究、基因克隆和DNA序列分析等各方面，而不能用于合成核苷酸。答案:D4解析：由于DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3′端延伸DNA鏈，所以模板鏈?zhǔn)紫葟?fù)制的是3′端，即復(fù)制方向3′→5′；由于DNA分子是反向平行的，子鏈?zhǔn)且罁?jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向5′→3′。答案：C5答案：C6答案：D7解析：PCR擴(kuò)增產(chǎn)物可分為長(zhǎng)產(chǎn)物片段和短產(chǎn)物片段兩部分。短產(chǎn)物片段的長(zhǎng)度嚴(yán)格地限制在兩個(gè)引物鏈5′端之間，是需要擴(kuò)增的特定片段。進(jìn)入第二輪循環(huán)后，引物除與原始模板結(jié)合外，還要同新合成的鏈(即“長(zhǎng)產(chǎn)物片段”)結(jié)合，引物在與新鏈結(jié)合時(shí),由于新鏈模板的5′端序列是固定的，這就等于這次延伸的片段3′端被固定了終點(diǎn)，保證了新片段的起點(diǎn)和終點(diǎn)都限定于引物擴(kuò)增序列以內(nèi)，形成長(zhǎng)短一致的“短產(chǎn)物片段”。答案:A8解析:氨基酸的氨基和羧基在水中電離后分別帶一個(gè)單位正電荷和一個(gè)單位負(fù)電荷。如果沒(méi)有側(cè)鏈則分子呈電中性;如果側(cè)鏈上有多余氨基，分子就帶正電荷；側(cè)鏈上有多余羧基，分子就會(huì)帶負(fù)電荷。不同種類氨基酸所帶電荷不同，在電場(chǎng)力的作用下會(huì)做定向移動(dòng)。同種氨基酸在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離相同，所以七條帶則表明含21個(gè)氨基酸的多肽分解形成7種氨基酸。同理，不同的DNA片段的帶電荷的數(shù)量及鏈的長(zhǎng)短不同，電泳時(shí)也可以將樣品分成不同組分的條帶，比較條帶的異同程度，可以鑒別出罪犯。答案：D9解析:所有的PCR試劑都應(yīng)放置于小瓶分裝，一次性用完，避免因多次使用造成污染。答案：C10解析：此現(xiàn)象屬于PCR技術(shù)中的假陽(yáng)性現(xiàn)象。其原因是靶細(xì)胞污染。因此，在PCR實(shí)驗(yàn)中，一定要做到隔離操作區(qū)、分裝試劑、簡(jiǎn)化操作程序、用一次性吸頭等。盡量避免靶基因污染。答案：C11解析:80℃后DNA將變性,恢復(fù)到常溫，生物活性還能恢復(fù)；深海溫泉附近溫度更高，生活的生物的DNA的穩(wěn)定性也應(yīng)更高。G與C之間含有三個(gè)氫鍵，T與A之間含有兩個(gè)氫鍵,G、C含量越高，分子越穩(wěn)定。答案：B12解析：本題結(jié)合實(shí)際考查了PCR技術(shù)的原理及生物多樣性等問(wèn)題，屬于學(xué)科內(nèi)綜合題.DNA復(fù)制的模板是DNA分子的每一條鏈，并以脫氧核苷酸為原料，在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行復(fù)制，由于在體外打開雙螺旋結(jié)構(gòu)，需要加熱處理,因此，選用的DNA聚合酶必須能耐高溫,而耐高溫的酶的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步體現(xiàn)了生物多樣性的使用價(jià)值。答案：(1)脫氧核苷酸模板（2)變性（或答失去活性）（3）多樣性基因13解析：（1）DNA雙螺旋的打開過(guò)程，在細(xì)胞內(nèi)需要在解旋酶的作用下才能進(jìn)行，而這一過(guò)程在PCR反應(yīng)中，則是利用DNA分子的熱變性原理進(jìn)行的，這一過(guò)程在PCR反應(yīng)中稱為變性。（2)PCR反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是完成了DNA的復(fù)制過(guò)程,因此需要DNA模板、能量、酶、原料（脫氧核苷