2024-2025學(xué)年高中生物專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段課后限時作業(yè)含解析新人教版選修1

PAGEPAGE6課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段(建議用時：30分鐘)考點基本目標(biāo)發(fā)展目標(biāo)1.多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)1,2,3,411,12,13，14,152.PCR的試驗設(shè)計、結(jié)果分析及評價5,6,7,8,9,10[基本目標(biāo)]1．下列關(guān)于PCR的說法，不正確的是()A．PCR是體外復(fù)制DNA的技術(shù)B．PCR過程中只須要一個模板DNA、兩種引物分子、大量脫氧核苷酸原料C．TaqDNA聚合酶是一種熱穩(wěn)定的DNA聚合酶D．PCR利用的是DNA雙鏈復(fù)制原理B解析PCR技術(shù)是一種在體外快速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)；PCR過程除須要DNA分子雙鏈作為模板、兩種引物分子、大量脫氧核苷酸原料外，還須要酶等相宜條件；TaqDNA聚合酶是一種耐熱的DNA聚合酶；PCR和DNA的體內(nèi)復(fù)制原理相同，都是半保留復(fù)制。2．PCR技術(shù)中，引起DNA變性的因素是()A．pH過高 B．pH過低C．上升溫度 D．加入酒精C解析PCR中引起DNA變性的因素是上升溫度，在80～100℃的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)會解體，雙鏈分開。3．PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比，主要有兩點不同，它們是()①PCR過程須要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA②PCR過程不須要DNA聚合酶③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的限制來實現(xiàn)的④PCR過程中，DNA不須要解旋，干脆以雙鏈DNA為模板進(jìn)行復(fù)制A．③④ B．①②C．①③ D．②④C解析PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比較，主要有兩點不同：①PCR過程須要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA，長度通常為20～30個核苷酸；②PCR過程中，DNA解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的限制來實現(xiàn)的。4．標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程一般分為變性、復(fù)性、延長三大步，這三大步須要的溫度可能依次是()A．92℃、50℃、72℃ B．72℃、50℃、92℃C．50℃、92℃、72℃ D．80℃、50℃、72℃A解析當(dāng)溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，稱為變性；當(dāng)溫度下降到50℃左右時，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈DNA結(jié)合，稱為復(fù)性；當(dāng)溫度上升到72℃5．PCR反應(yīng)的最大特點是具有較大擴(kuò)增實力與極高的靈敏性，但令人頭痛的問題是易污染，極其微量的污染即可造成假陽性的產(chǎn)生。下列防止污染的方法中不正確的是()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，吸樣時盡量一次性完成，槍頭、小離心管應(yīng)一次性運用，以免交叉污染C．全部PCR試劑都應(yīng)放置于大瓶分裝，以削減重復(fù)加樣次數(shù)，避開污染機(jī)會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C解析全部的PCR試劑都應(yīng)小瓶分裝，一次性用完，避開因多次運用造成污染。6．如圖所示為PCR擴(kuò)增的產(chǎn)物，請分析此產(chǎn)物是哪次循環(huán)的產(chǎn)物()A．第一次循環(huán) B．其次次循環(huán)C．第三次循環(huán) D．第四次循環(huán)A解析在PCR反應(yīng)中，以引物為標(biāo)記，第一次循環(huán)時，以加入的DNA為模板，兩條DNA鏈可分別與引物Ⅰ和引物Ⅱ結(jié)合并在DNA聚合酶的作用下延長，所形成的每個DNA中只有一種引物。從其次次循環(huán)起先，上次產(chǎn)生的DNA分子又可作為模板參加反應(yīng)，所形成的DNA分子兩條單鏈均含引物，如下圖所示，因此題干中出現(xiàn)的狀況是第一次循環(huán)的產(chǎn)物。7．DNA擴(kuò)增過程中DNA片段經(jīng)若干次擴(kuò)增后，產(chǎn)物數(shù)目理論值變更應(yīng)與下圖中曲線相符的是()ABCDC解析DNA在擴(kuò)增過程中呈指數(shù)式增長，即一個DNA分子連續(xù)擴(kuò)增n次，理論上所產(chǎn)生的DNA分子數(shù)為2n個。8．PCR利用了DNA的熱變性原理，PCR儀事實上是一種能自動調(diào)控溫度的儀器。下列對PCR過程中“溫度的限制”的說法，錯誤的是()A．PCR反應(yīng)須要高溫，是為了確保模板是單鏈B．延長的溫度必需大于復(fù)性溫度，而小于變性溫度C．要用耐高溫的DNA聚合酶D．須要耐高溫的解旋酶D解析PCR是體外擴(kuò)增DNA的技術(shù)，DNA雙鏈的解開不須要解旋酶，而是靠高溫使其變性解旋。復(fù)性后，在耐高溫的TaqDNA聚合酶的作用下依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的DNA，因此延長的溫度要大于復(fù)性溫度但小于變性溫度。9．PCR一般要經(jīng)過三十多次循環(huán)，從其次輪循環(huán)起先，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參加反應(yīng)，由引物Ⅰ延長而成的DNA單鏈作為模板時將()A．仍與引物Ⅰ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延長B．與引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延長C．同時與引物Ⅰ和引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行子鏈延長D．無需與引物結(jié)合，在酶的作用下從頭合成子鏈B解析由引物Ⅰ延長而成的DNA單鏈作為模板時，此單鏈引物端為5′端，因此與它互補(bǔ)的子鏈應(yīng)從另一端起先合成，即與引物Ⅱ結(jié)合延長DNA子鏈。10．下列關(guān)于DNA光汲取特點或DNA含量計算的敘述，正確的是()A．DNA主要汲取藍(lán)紫光B．DNA主要汲取紅橙光C．可依據(jù)DNA在260nm紫外線波段光汲取值的多少推算DNA的含量D．計算DNA含量的公式可表示為“50×(紫外分光光度計260nm的讀數(shù))”C解析DNA主要汲取波長為260nm的紫外線，可據(jù)光汲取量的多少推算DNA的含量，公式可表示為：DNA含量(μg/mL)＝50×(紫外分光光度計260nm的讀數(shù))×稀釋倍數(shù)。[發(fā)展目標(biāo)]11．如圖是PCR其次輪的產(chǎn)物a、b、c、d，它們分別是以PCR第一輪產(chǎn)物的哪一條單鏈DNA為模板復(fù)制產(chǎn)生的()A．②①③④ B．①③④②C．①②④③ D．①②③④D解析因為PCR的過程須要引物，在其次輪循環(huán)過程中，DNA分子a、d形成時須要的模板鏈分別為①鏈、④鏈，DNA分子b、c形成時須要的模板鏈分別為②鏈、③鏈。12．下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述，錯誤的是()A．該技術(shù)須要一對特異性的引物，要求這對引物的序列是互補(bǔ)的B．PCR呈指數(shù)擴(kuò)增DNA片段是因為上一輪的產(chǎn)物可作為下一輪反應(yīng)的模板C．變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可以利用解旋酶實現(xiàn)D．在95℃、55℃、72℃A解析PCR過程須要一對特異性的引物來引導(dǎo)DNA擴(kuò)增時子鏈的延長，但引物的序列是不能互補(bǔ)的，否則引物自連會形成引物二聚體，而不會與模板DNA鏈結(jié)合，A項錯誤；PCR擴(kuò)增DNA的過程為半保留復(fù)制，則上一輪的產(chǎn)物可作為下一輪反應(yīng)的模板，從而使DNA數(shù)量呈指數(shù)擴(kuò)增，B項正確；變性過程中利用高溫破壞DNA分子內(nèi)堿基之間的氫鍵，細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制利用解旋酶破壞氫鍵，C項正確；PCR過程中，通過變更溫度即95℃、55℃、72℃13．小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應(yīng)，為了克服這個缺陷，可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達(dá)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．設(shè)計擴(kuò)增目的基因的引物時不必考慮表達(dá)載體的序列B．用PCR方法擴(kuò)增目的基因時須要知道基因的全部序列C．PCR體系中G—C堿基對含量將影響使DNA解鏈時所需溫度D．PCR體系中肯定要添加從受體細(xì)胞中提取的DNA聚合酶C解析設(shè)計擴(kuò)增目的基因的引物時，要考慮表達(dá)載體相關(guān)序列，從而保證目的基因能與表達(dá)載體相連接及正常表達(dá)，A項錯誤；用PCR方法擴(kuò)增目的基因時只需知道目的基因兩端的核苷酸序列，以便依據(jù)這一序列合成引物，B項錯誤；在每個雙鏈DNA分子中，堿基對A與T之間有2個氫鍵，C與G之間有3個氫鍵，且DNA分子含有的氫鍵數(shù)越多，其熱穩(wěn)定性就越高，因此PCR體系中G—C堿基對含量將影響使DNA解鏈時所需溫度，C項正確；PCR體系中肯定要添加耐高溫的熱穩(wěn)定DNA聚合酶，而從受體細(xì)胞內(nèi)提取的DNA聚合酶一般不耐高溫，D項錯誤。14．PCR是一種體外快速擴(kuò)增DNA的方法，用于擴(kuò)增特定的DNA片段，數(shù)小時內(nèi)可使目的基因片段擴(kuò)增到數(shù)百萬個拷貝。請回答相關(guān)問題：(1)DNA分子的兩條鏈在堿基關(guān)系上表現(xiàn)為________，DNA的兩條鏈在方向上表現(xiàn)為________；通常將________的末端稱為5′端；當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的________起先延長DNA鏈，故DNA子鏈復(fù)制的方向是____________。(2)PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的不同之處主要表現(xiàn)在溫度上，在PCR中先用95℃高溫處理的目的是________________________；而這一過程在細(xì)胞內(nèi)是通過________實現(xiàn)的。解析DNA的兩條鏈在堿基關(guān)系上表現(xiàn)為互補(bǔ)配對，在方向上表現(xiàn)為反向平行。通常將DNA含有磷酸基團(tuán)的一端稱為5′端，DNA聚合酶只能從引物的3′端連接脫氧核苷酸，故子鏈復(fù)制的方向是5′端到3′端。在PCR技術(shù)中，95℃高溫處理的目的是使DNA兩條鏈之間的氫鍵斷裂。這一過程在細(xì)胞內(nèi)通過解旋酶來實現(xiàn)的。答案(1)互補(bǔ)配對反向平行磷酸基團(tuán)3′端5′端到3′端(2)使兩條鏈之間的氫鍵斷裂解旋酶15．PCR技術(shù)是一種體外快速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，操作步驟概括如下：第Ⅰ步：打算“湯”和模板DNAA．配制多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)“湯”(注：①SPU是一種溶液的計量單位；②礦物油可防止聚合酶在凍結(jié)時受損害，以保證酶的活性；③dNTP有四種：dATP、dGTP、dCTP、dTTP。)B．打算要拷貝的DNA如要拷貝試驗人員的DNA，可以用一牙簽輕刮口腔內(nèi)壁，將牙簽放入蒸餾水中搖動。加熱使蒸餾水沸騰，使細(xì)胞破裂釋放出DNA。用離心機(jī)離心后，去除蒸餾水中較大的細(xì)胞碎片。這時上清液中就有了較純的DNA。第Ⅱ步：多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)①將DNA(B)放入湯(A)中。②水浴加熱。首先，95℃，使DNA雙螺旋打開，歷時1min；然后，55℃，使引物結(jié)合到DNA上，歷時30s；最終，72℃，與DNA聚合酶結(jié)合使DNA復(fù)制，歷時1min。③重復(fù)步驟②。每重復(fù)一次，即完成一次拷貝。依據(jù)上述操作過程回答下列問題：(1)以上材料可以說明()A．DNA的復(fù)制必需在活細(xì)胞中才能完成B．DNA能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成C．在合適的條件下，非細(xì)胞環(huán)境也能進(jìn)行DNA的復(fù)制D．PCR技術(shù)是一種無性生殖技術(shù)(2)若用人體細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)做PCR擴(kuò)增，則擴(kuò)增后的幾百億個DNA分子至少可分為46種。要將其分開，可用電泳、染色等技術(shù)，常用的試劑有溴化乙錠等。有些試劑毒性較強(qiáng)，因此應(yīng)戴上化學(xué)試驗專用手套作為愛護(hù)措施，以避開其與皮膚接觸。溴化乙錠是一種劇烈的誘變物，若接觸皮膚活細(xì)胞，很可能會引起()A．基因重組B．該個體會產(chǎn)生變異較大的后代C．癌變D．皮膚外層是死細(xì)胞，該物質(zhì)接觸皮膚后對人體不會有影響(3)PCR技術(shù)中用到的DNA聚合酶，取自生長在熱泉中的一種細(xì)菌。就PCR技術(shù)來講，你認(rèn)為運用從這種細(xì)菌中提取的酶相較于從一般動植物體內(nèi)提取的DNA聚合酶的優(yōu)勢是____________________________________________。(4)PCR技術(shù)能將某一DNA分子擴(kuò)增成很多相同的DNA片段，緣由是：①DNA分子具有__________________結(jié)構(gòu)；②DNA復(fù)制時遵循______________原則。(5)DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增時，除了所要擴(kuò)增的DNA片段外，還須要四種__________________、__________________和__________________等條件。若已知DNA的一種單鏈的堿基組成為ATCCGAT，則與它互補(bǔ)的另一條單鏈的堿基組成為______________。解析(1)在合適的條件下，細(xì)胞外也可完成DNA復(fù)制。(2)溴化乙錠是一種化學(xué)誘變物，能在DNA的復(fù)制過程中誘發(fā)基因突變，可能