2019年高中生物 专题五 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段知能提升 新人教版选修1.doc

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2019年高中生物 专题五 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段知能提升 新人教版选修1 一、单项选择题 1．下列有关PCR的描述，不正确的是(　　) A．PCR技术的原理是DNA复制 B．用PCR技术扩增DNA是一个酶促反应，需耐高温的解旋酶和DNA聚合酶 C．一个DNA片段经PCR扩增，可形成2nn 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聚或复性的特性来解旋并结合引物，不用解旋酶解旋。 答案：B 2.PCR技术最突出的优点是(　　) A．原理简单 B．原料易找 C．Taq DNA聚合酶有耐热性 D．快速、高效、灵活、易于操作 答案：D 3．PCR技术的操作步骤依次是(　　) A．高温变性、中温延伸、低温复性 B．高温变性、低温复性、中温延伸 C．中温延伸、高温变性、低温复性 D．中温延伸、低温复性、高温变性 答案：B 4．聚合酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，其简要过程如下图所示。下列关于PCR技术的叙述，不正确的是(　　) A．PCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术 B．反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板 C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增 D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变 解析：PCR技术是人工合成DNA的方法，原料是脱氧核苷酸，不是核糖核苷酸。 答案：C 5．PCR实验室中使用的微量离心管、缓冲溶液以及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是(　　) A．反复洗涤 B．用酒精擦洗 C．高压灭菌 D．在－20 ℃下储存 解析：为了避免外源DNA等因素的污染，PCR实验室中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。使用前，将所需的试剂从冰箱内拿出，放在冰块上缓慢融化。 答案：C 6．PCR技术中，引物的作用是(　　) A．打开DNA双链 B．催化合成DNA子链 C．使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始复制 D．提供模板 解析：DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链，引物的作用就在于此。 答案：C 7．有关PCR反应的叙述中，正确的是(　　) A．PCR反应所需要的引物只有RNA B．PCR反应所需要的原料是核糖核苷酸 C．PCR反应所需要的酶在60 ℃会变性 D．PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行 答案：D 8．DNA检测技术可应用于亲子鉴定、遗传病检测等领域。DNA检测离不开对样品DNA的PCR扩增。不同样品DNA的扩增过程或条件不同的是(　　) A．引物 B．DNA聚合酶 C．四种脱氧核苷酸 D．预变性的温度 解析：不同的样品DNA有不同的核苷酸序列，由于引物能与模板DNA(样品DNA)按照碱基互补配对原则结合，因此不同样品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列。 答案：A 9．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，原因不包括(　　) A．由于模板DNA比引物复杂得多 B．引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞 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：DNA分子在80～100 ℃的温度范围内双螺旋结构解体，双链打开，在DNA分子复制时提供模板，这个过程称为变性。当温度缓慢降低到50 ℃左右时，两条解聚的单链重新结合成双链，称为复性，故D项阐述错误。 答案：D 10．在PCR扩增DNA的实验中，根据设计，一分子DNA经30次循环后，应得到约230个DNA分子，但结果只有约210个DNA分子。出现该现象的原因可能是(　　) ①循环次数不够　②Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制　③引物不能与亲链结合　④系统设计欠妥 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：该现象属于在PCR扩增中假阴性现象。其原因有： (1)Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制导致催化效率降低，得到的产物比预期的少；(2)引物设计不合理，可能不能与模板DNA结合，导致无法进行扩增；(3)提取的模板数量或质量不过关，可能不能起模板作用。也无法进行扩增；(4)PCR系统设置不妥，达不到预期的效果；(5)循环次数过少，产物的量比预期的少。 答案：D 二、双项选择题 11．关于DNA的复制，下列叙述正确的是(　　) 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复制需要引物 C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合 D．DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸 解析：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端即复制方向是由3′端向5′端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对的原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5′端向3′端延伸。 答案：BC 12．PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是(　　) A．PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA B．PCR过程不需要DNA聚合酶 C．PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的 D．PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制 解析：PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较，主要有两点不同：(1)PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA，长度通常为20～30个核苷酸。(2)PCR 过程中，DNA解旋不依赖解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。 答案：AC 三、非选择题 13．PCR技术是将某一特定DNA片段在体外酶的作用下，复制出许许多多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段。它的基本过程如下： [注：图中“▄”表示每次扩增过程中需要的引物(用P代表)。每个引物含20个脱氧核苷酸，并分别与DNA片段两端碱基互补，其作用是引导合成DNA子链] 请据图分析回答： (1)PCR技术的原理是模拟生物体内________________的过程。 (2)PCR扩增过程中对DNA片段进行高温加热处理，其目的是___________________________，其作用相当于细胞内________酶的作用。 (3)在③适温延伸过程中，必需加一特定的DNA聚合酶，从图示中可判断，该酶与一般人体细胞中的DNA聚合酶相比，最主要的特点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)假如引物都用3H标记，从理论上计算，DNA片段经3次扩增所得的8个DNA分子中，含有3H 标记的DNA分子占________%。 (5)假定DNA片段含200对脱氧核苷酸，经3次扩增，从理论上计算，除需要引物14个外，还需要游离的脱氧核苷酸__________________个。 解析：PCR技术是一种在体外模拟生物细胞内DNA复制的过程，在这一过程中存在DNA分子变性(高温使双链解旋)、复性(低温引物与单链结合)、延伸(中温复制延伸)，其中高温下双链解旋相当于解旋酶的作用。PCR过程中所使用的DNA聚合酶必须要能够耐高温。由于每一个DNA分子都要和引物结合，所以每一个DNA分子中都要含有引物；每个DNA都含有400个脱氧核苷酸，则计算式为：4008－400－2014＝2 520。 答案：(1)DNA复制　 (2)使DNA双链解开成为单链　解旋　 (3)耐高温　 (4)100　 (5)2 520 14．下图是PCR技术示意图，请回答下列问题： (1)标准的PCR过程一般分为____________、____________、____________三大步骤。 答案：变性　复性　延伸 (2)引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，引物是一小段__________________。 答案：单链DNA或RNA (3)将双链DNA________________，使之变性，从而导致________________________________________________________________________。 答案：加热到95℃　双链DNA分离成两条单链 (4)Taq且只能由________端开始。 答案：催化合成DNA子链　3′ (5)引物延伸需提供________________________作为原料。 答案：四种脱氧核苷酸