2024-2025高中生物專題5DNA和蛋白質技術課題2多聚酶鏈式反應擴增DNA片段練習含解析新人教版選修1

PAGEPAGE4課題2多聚酶鏈式反應擴增DNA片段一、選擇題1．從其次次循環(huán)起先，復制DNA片段呈哪種方式擴增(B)A．直線 B．指數(shù)C．對數(shù) D．不變[解析]利用PCR反應循環(huán)n次會獲得2n個片段，呈指數(shù)擴增。2．DNA的羥基(－OH)末端稱為(A)A．3′端 B．5′端C．1′端 D．2′端[解析]DNA的兩條鏈是反向平行的，為了明確地表示DNA的方向，通常將DNA的羥基(－OH)末端稱為3′端。3．PCR利用了DNA的什么原理，來限制DNA的解聚與結合(C)A．特異性 B．穩(wěn)定性C．熱變性 D．多樣性[解析]PCR技術限制DNA的解聚與結合是利用DNA的熱變性原理。4．下圖a、b、c均為PCR擴增的DNA片段，下列有關說法正確的是(C)A．片段a、b、c的長度均相同B．片段a、b只是第一次循環(huán)的產物C．片段c最早出現(xiàn)在第三次循環(huán)的產物中D．經過30次循環(huán)后，片段c的數(shù)量為230[解析]圖中片段a、b只有一種引物，是由原始DNA鏈為模板復制而來，其長度比片段c長，A項不正確。由于原始模板在每次循環(huán)中均可作為模板，則每次循環(huán)都能產生圖中片段a、b，B項不正確。由于第一次循環(huán)的產物只有一種引物，而圖中片段c有兩種引物，且兩條鏈等長，則最早出現(xiàn)在第三次循環(huán)，C項正確。經過30次循環(huán)后，得到的DNA片段總數(shù)為230，這包括圖中的片段a、b，故D項不正確。5．試驗室內模擬生物體的DNA復制必需的一組條件是(A)①ATP②DNA分子③酶④轉運RNA⑤信使RNA⑥脫氧核苷酸分子⑦相宜的pH⑧相宜的溫度A．①②③⑥⑦⑧ B．①②③④⑤⑥C．①②③⑤⑥⑧ D．②③④⑤⑥⑦[解析]①ATP是干脆能源物質，為DNA復制供應能量，須要；②DNA分子是復制的模板，須要；③酶是催化劑，須要；④轉運RNA是翻譯的工具，不須要；⑤信使RNA是轉錄的產物，是翻譯的模板，不須要；⑥脫氧核苷酸分子是復制的原料，須要；⑦相宜的pH是酶活性正常發(fā)揮所必需的，須要；⑧相宜的溫度是酶活性正常發(fā)揮所必需的，須要。所以試驗室內模擬生物體的DNA復制必需的一組條件是①②③⑥⑦⑧。6．在PCR擴增的試驗中，加入一種提取物(一種模板DNA片段)，但試驗得到的產物卻有2種DNA，其緣由可能是(C)A．基因突變B．TaqDNA聚合酶發(fā)生變異C．基因污染D．溫度過高[解析]此現(xiàn)象屬于PCR技術中的假陽性現(xiàn)象，是由靶基因污染造成的。因此，在PCR試驗中，肯定要做到隔離操作區(qū)、分裝試劑、簡化操作程序、運用一次性吸頭等。盡量避開靶基因污染，故C項正確。若是基因突變，則可能得不到擴增產物或擴增產物仍為一種，A項不正確。若TaqDNA聚合酶發(fā)生變異則不會有擴增產物，B項不正確。若溫度過高．亦不會有擴增產物，D項不正確。7．在遺傳病及刑偵破案中要對樣品DNA進行分析，PCR技術能快速擴增DNA片段，在幾個小時內復制出上百萬份的DNA拷貝，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探討的問題。據(jù)圖回答相關問題。(1)在相應的橫線上寫出引物Ⅱ，并在復性這一步驟中將引物Ⅱ置于合適的位置。(2)在相應的橫線上寫出循環(huán)一次后生成的DNA分子。__3′—G—C……A—G—5′__5′—G—G……T—C—3′5′—G—G……T—C—3′__3′—C—C……A—G—5′__(3)若將作為原料的四種脫氧核苷酸用32P標記，請分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點：__每個DNA分子各有一條鏈含32P__，循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈占總單鏈的比例為__1/2n__。(4)PCR反應過程的前提條件是__DNA解旋__，PCR技術利用了DNA的__熱變性__原理解決了這個問題。(5)在對樣品DNA分析過程中發(fā)覺，DNA摻雜著一些組蛋白，要去除這些組蛋白可加入的物質是__蛋白酶__。[解析](1)由圖可知，引物Ⅱ為5′－G－A－OH。(2)循環(huán)一次后生成的DNA分子如下：(3)若將作為原料的四種脫氧核苷酸用32P標記，依據(jù)DNA半保留復制特點可知，循環(huán)一次后，每個DNA分子各有一條鏈含32P，循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈的比例為eq\f(2,2n＋1)＝eq\f(1,2n)。(4)PCR反應過程的前提條件是DNA解旋，PCR技術利用DNA的熱變性原理解決了這個問題。(5)在對樣品DNA進行分析的過程中發(fā)覺，DNA摻雜著一些組蛋白，依據(jù)酶的專一性原理，要去除這些組蛋白可加入蛋白酶。8．近十年來，PCR技術(多聚酶鏈式反應)成為分子生物學試驗室里的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復制，在試管中進行DNA的人工復制(如圖)，在很短的時間內，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使試驗所須要的遺傳物質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__氫__鍵，稱為__解旋__。(2)當溫度降低時，引物與模板__3′__端結合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延長，最終合成兩個DNA分子，此過程中原料是__四種脫氧核苷酸__，遵循的原則是__堿基互補配對原則__。(3)PCR技術的必要條件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還須要三個條件，即：液體環(huán)境、相宜的__溫度__和__酸堿度__，前者由PCR儀自動調控，后者則靠__緩沖液__來維持。(4)DNA的復制須要引物，其主要緣由是(D)A．可加快DNA復制速度B．引物可與DNA母鏈通過堿基互補配對結合C．引物的5′端有助于DNA聚合酶延長DNA鏈D．DNA聚合酶只能從3′端延長DNA鏈[解析](1)PCR是體外酶促合成特異DNA片段的方法，主要由變性、復性和延長三個步驟構成；在高溫(95℃)下，待擴增的DNA雙鏈受熱，打開氫鍵變性成為兩條單鏈DNA模板為變性過程；在低溫(37～55℃)狀況下，兩條人工合成的寡核苷酸引物與互補的單鏈DNA模板結合，形成部分雙鏈為復性過程；在Taq酶的最適溫度(72℃)下，以引物3′端為合成的起點，以單核苷酸為原料，沿模板以5′→3′方向延長，合成DNA新鏈為延長過程。(2)當溫度降低時，引物與模板3′端結合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延長，最終合成2個DNA分子，此過程為PCR中的延長過程，此過程中原料是四種脫氧核苷酸，遵循的原則是堿基互補配對原則，即A－T，C－G。(3)PCR技術的必要條件，除了模板、原料、ATP、酶