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课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段[随堂巩固]1．下列关于PCR的描述中，正确的是①PCR是一种酶促反应②引物决定了扩增的特异性③扩增DNA利用了热变性的原理④扩增的对象是氨基酸序列A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③解析PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，在高温条件下，把DNA的双链打开，缓慢冷却后，又重新结合，需要耐高温DNA聚合酶，同时，还需要引物，从引物的3′端连接脱氧核苷酸。答案D2.下列关于PCR技术的叙述，错误的是A．利用了细胞内DNA复制的原理B．引物是合成子链的条件之一C．Taq酶在90－95℃时会变性D．每一次循环后目的基因的量增加一倍解析PCR技术的原理是DNA分子的复制，A正确；PCR技术需要两个不同的引物，B正确；Taq酶是耐高温的DNA聚合酶，在90－95℃时不会变性，C错误；PCR技术的原理是DNA分子的复制，每一次循环后目的基因的量增加一倍，D正确。答案C3．下列关于DNA复制和PCR技术的比较中，描述正确的是A．两个过程都是边解旋边复制B．两个过程都是随时都能进行C．两个过程都需要相同的酶催化D．两个过程都遵循碱基互补配对原则解析DNA复制是边解旋边复制，而PCR是变性→复性→延伸，分开、循环进行。DNA复制发生在细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，而PCR只要反应条件合适随时可以进行。DNA复制需要DNA解旋酶、DNA聚合酶等，而PCR只需要耐高温的TaqDNA聚合酶，不需要DNA解旋酶。答案D4．小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B．用PCR方法扩增目的基因时必须知道基因的全部序列C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析本题考查PCR技术。A项中，设计扩增目的基因的引物时，要考虑扩增的目的基因与载体两端序列碱基互补配对，故错误。B项中，DNA复制沿着模板进行，不必知道基因的全部序列，故错误。C项中，PCR技术中的DNA聚合酶是耐高温的DNA聚合酶，不是从受体细胞中提取的DNA聚合酶，故错误。D项中，目的基因编码产物不同，相应的受体细胞不同，故正确。答案D5．PCR技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行研究的问题，而被广泛应用，此过程需要一种TaqDNA聚合酶。请回答有关问题：(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)TaqDNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。TaqDNA聚合酶的功能是_________________________________________。(3)相对于细菌分离，DNA分子的分离和提取操作要复杂的多。①在DNA提取中两次用到蒸馏水，其目的分别是____________、____________。②实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料？为什么？____________________。(4)与体内DNA复制相比较，PCR反应要在____________中才能进行，并且要严格控制________条件。(5)PCR中加入的引物有________种，加入引物的作用是________________。解析(1)PCR技术中用高温使DNA分子中的氢键打开，从而解旋。(2)在DNA分子复制中，TaqDNA聚合酶将一个脱氧核苷酸的脱氧核糖和另一脱氧核苷酸的磷酸连结形成磷酸二酯键。(3)①在使用蒸馏水时，第一次使血细胞破裂，第二次使NaCl溶液浓度降低至0.14mol/L。②哺乳动物成熟的红细胞中无DNA分子，不能用它作为DNA分子分离和提取的材料。(4)PCR反应是在一定的缓冲溶液中进行的，并需严格控制好温度条件。(5)PCR中与体内DNA复制过程中的原料是完全相同的，并加入小段单链DNA作为引物，引导DNA复制，可以使游离的脱氧核苷酸与之结合形成磷酸二酯键，成为DNA复制的起点。答案(1)高温使DNA分子热变性(2)催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键(3)①使血细胞破裂，释放出DNA分子稀释NaCl溶液，使DNA分子析出②不能，哺乳动物成熟的红细胞中无DNA分子(4)一定的缓冲溶液温度(5)2作为DNA复制的起点[限时检测][时间45分钟，满分80分]一、选择题(每小题5分，共50分)1．以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图，据图分析，下列说法正确的是A．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温B．催化①过程的酶是RNA聚合酶C．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%解析图中②⑤过程为形成子链，这两个过程都需要DNA聚合酶的催化，其中⑤过程进行的温度是70～75℃，因此催化该过程的DNA聚合酶能耐高温，但催化②过程的酶不耐高温，A错误；①为逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化，B错误；④为复性过程，发生的变化是引物与互补DNA链结合，C正确；根据碱基互补原则A－T，U－A，如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与T之和也占该DNA碱基含量的40%，而DNA分子中不含碱基U，D错误。答案C2．下列关于PCR反应体系中所加物质作用的描述，错误的是A．热稳定的DNA聚合酶用于合成DNA子链B．引物使Taq酶能从引物的5′端延伸DNA链C．四种游离脱氧核苷酸用于合成子链的原料D．目标DNA母链用于合成DNA复制的模板解析PCR反应体系中，DNA聚合酶催化合成DNA子链；引物使DNA聚合酶能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸；四种游离的脱氧核苷酸是用于合成子链的原料；DNA母链提供DNA复制的模板。故选B。答案B3．在PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，经过三次循环后，含引物I的DNA单链占DNA总链数的A．1/2B．1/4C．1D．7/16解析聚合酶链式反应(PCR)技术是在人为条件下进行的DNA分子复制技术，而DNA复制为半保留方式，经过3次循环即复制3次，则合成23个DNA拷贝，共16条单链，而含有引物Ⅰ的DNA除亲代DNA片段外，其余每个DNA片段都有一条单链含引物Ⅰ，所以，含引物I的DNA单链占DNA总链数的7/16，选D。答案D4．(2019·荆门检测)下列有关PCR技术的叙述，正确的是A．作为模板的DNA序列必须不断地加进每一次的扩增当中B．作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中C．反应需要的DNA聚合酶必须不断地加进反应当中D．反应需要的DNA连接酶必须不断地加进反应当中解析模板DNA只需要加入一次，A项错误；引物在合成过程中不断被利用，需要不断加入，B项正确；DNA聚合酶可反复使用，C项错误；PCR技术中用到耐热的DNA聚合酶，D项错误。答案B5．SRY基因为Y染色体上的性别决定基因，可用SRY—PCR法鉴定胚胎性别，其基本程序如图。相关说法正确的是提取少量胚胎细胞DNA――――――――→SRY基因引物PCR扩增―→大量DNA―→SRY探针检测A．PCR扩增的操作步骤依次是：高温变性、中温复性、低温延伸B．上述过程需要使用的工具酶之一是RNA聚合酶C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增D．SRY探针能与雄性胚胎样品中DNA配对解析PCR扩增的操作步骤依次是高温变性、低温复性及适温延伸等，A项错误；上述过程需要使用的工具酶之一是热稳定DNA聚合酶，B项错误；PCR技术的原理是DNA双链的复制，其产物是大量的DNA，所以需要以脱氧核苷酸为原料，C项错误；SRY基因为Y染色体上的性别决定基因，SRY探针是用位于Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)制成的，因此SRY探针能与雄性胚胎样品中DNA配对，D项正确。答案D6．复性温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至40～60℃，可使引物和模板发生结合。PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合，原因是A．引物是人工合成的B．引物为DNA聚合酶提供了3′端C．加入引物的量足够多而模板链数量少D．模板链加热解旋已经变性不可能再次结合解析PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合，原因是引物的量足够多，而模板链数量少。答案C7．在实验室中，做PCR时通常使用的微量离心管是一种薄壁塑料管，此过程可以使用玻璃离心管吗，为什么？A．可以，玻璃离心管、塑料微量离心管都可以使用B．不可以，玻璃离心管易碎，使用不安全C．不可以，玻璃离心管一般较大，不适合作为微量离心管D．不可以，玻璃离心管容易吸附DNA解析玻璃离心管容易吸附DNA，在进行DNA操作时应选用塑料器皿。答案D8．多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：95℃下变性(使模板DNA解旋)→55℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72℃下延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对C．延伸过程中需要DNA聚合酶和四种核糖核苷酸D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高解析变性是为了使DNA内部的氢键断裂，双螺旋打开，体内复制时借助解旋酶来实现；借助碱基互补配对原则，引物可与DNA模板链结合；延伸时是形成新的DNA分子，需要以脱氧核苷酸为原料；PCR过程的温度高，会导致一般的DNA聚合酶失活，需特定的耐高温DNA聚合酶。答案C9．下列对PCR技术的叙述，错误的是A．PCR技术的原理是DNA复制B．PCR是一种酶促反应，需耐高温的解旋酶和DNA聚合酶C．一个DNA片段经PCR扩增，可以形成2n个DNA片段(n代表循环次数)D．PCR利用了DNA的热变性来控制DNA的解旋与结合解析PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它以极少量的DNA为模板，以四种脱氧核苷酸为原料，在引物作用下使DNA聚合酶从引物的3′端连接脱氧核苷酸，短时间内迅速复制上百万份的DNA拷贝。PCR利用DNA在不同温度下变性解旋或复性的特性来解旋并结合引物，不需要用解旋酶来解旋。答案B10．下列关于DNA复制和PCR的描述中，正确的是A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链B．DNA复制不需要引物C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合D．PCR扩增的对象是核糖核苷酸序列解析由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，故DNA复制需要引物，而且它与DNA母链通过碱基互补配对结合。PCR扩增的对象是DNA，即脱氧核苷酸序列而不是核糖核苷酸序列。答案C二、非选择题(共3小题，共30分)11．(10分)RT－PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，具体过程如图所示：(1)过程Ⅰ需要加入缓冲液、原料、________________、________________和引物A等。(2)过程Ⅱ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聚合酶至少应能耐受________℃。(3)过程Ⅱ模拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上至少需要________个引物B。(4)利用RT－PCR技术获取的目的基因________(填“能”或“不能”)在物种之间交流；该技术还可用于对某些微量RNA病毒的检测，可提高检测的灵敏度，原因是________________________。(5)RT－PCR过程中主要借助对____________________的控制，影响酶的活性，从而使得化学反应有序高效地进行。解析试题分析：PCR技术的原理是模拟生物体内DNA分子复制的过程，利用DNA分子热变性