高中生物同步训练42 分子生物学技术苏教版选修1文档格式.docx

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标准的PCR过程一般分为变性、退火、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是（　　）A．94℃、56℃、72℃B．72℃、50℃、92℃

C．50℃、92℃、72℃D．80℃、50℃、72℃

选A。

当温度上升到94℃时，作为模板的双链DNA解旋成为单链DNA，称之为变性；

当温度下降到56℃（40～60℃）左右时，两种引物通过碱基互补配对原则与两条单链DNA结合；

当温度回升到72℃左右（Taq聚合酶的最适反应温度），在单链上4种脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则连接在引物之后，使引物链延伸，形成互补的DNA双链，称为延伸。

（2012·

徐州高二检测）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扩增的对象是氨基酸序列

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，而不是氨基酸。

回答下列关于DNA复制与PCR技术的相关问题：

（1）PCR与生物体内的DNA复制有何区别？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）PCR每次循环都可分为________、________和______三步。

（3）________的发现和使用大大提高了PCR的效率，使PCR技术趋向________。

（4）PCR通过控制________来控制双链的________与________。

（5）PCR反应需要一定的缓冲溶液中提供________、分别与两条模板结合的__________、__________种脱氧核苷酸、________的DNA聚合酶。

（6）从第二轮循环开始，DNA聚合酶只能特异的复制________的DNA序列，使这段________的序列呈指数扩增。

本题主要考查关于DNA复制与PCR技术的知识，尤其对PCR技术的考查较细致，可参考答案。

答案：

（1）①PCR反应不需要解旋酶，而生物体内DNA复制时需要解旋酶；

②PCR需要耐热的DNA聚合酶，而生物体内DNA聚合酶在高温的时候会变性；

③PCR一般要经历三十多次循环，而生物体内DNA复制需要生物体自身的控制

（2）变性　退火　延伸

（3）Taq聚合酶　自动化

（4）温度　解聚　结合

（5）DNA模板　两种引物　四　耐热

（6）处于两个引物之间　固定长度

TaqDNA聚合酶的特点是（　　）

A．耐高温B．耐盐酸

C．耐强碱D．不耐热

TaqDNA聚合酶的特点是耐高温。

有关PCR技术的说法，错误的是（　　）

A．PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术

B．PCR技术的原理是DNA双链复制

C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列

D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA

PCR扩增中双链DNA受热变性后会解旋。

在PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，经过一次循环后，含引物Ⅰ的DNA单链占DNA总链数的（　　）

A．1/2B．1/4

C．1D．1/8

在PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，经过一次循环后，得到2个DNA分子共4条链，含引物Ⅰ的DNA单链占DNA总链数的1/4。

在下列哪种温度范围内，DNA的双螺旋结构能解开（　　）

A．10～20℃B．80～100℃

C．20～30℃D．40～60℃

DNA在80℃以上才会变性。

下列关于DNA双链的叙述错误的是（　　）

A．通常将DNA的羟基末端称为5′端，而磷酸基团的末端称为3′端

B．通常将DNA的羟基末端称为3′端，而磷酸基团的末端称为5′端

C．通常DNA只能从3′端延伸DNA链

D．通常DNA不能从5′端延伸DNA链

本题考查DNA双链的结构与复制。

通常将DNA的羟基末端称为3′端，磷酸基团末端称为5′端。

南京高二检测）在PCR扩增实验中，引物是很重要的。

下列属于引物特点的是（　　）

①引物长度一般是80～100个碱基对（bp）为宜

②引物是一小段DNA或RNA

③引物能与DNA母链的一段碱基序列互补配对

A．①②B．②③

C．①③D．①②③

引物长度一般以15～40个碱基对（bp）为宜，包括引物Ⅰ和引物Ⅱ两种。

引物太短或太长，都可能降低产物的特异性。

引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。

如图表示DNA变性和退火示意图，下列相关说法正确的是（　　）

A．向右表示DNA加热（94℃左右）变性的过程

B．向左表示DNA双链迅速制冷退火过程

C．变性与在生物体内解旋过程的条件和实质都相同

D．图中DNA片段共有四个游离的磷酸基、四个3′端

在94℃左右温度范围内，DNA的双螺旋结构解体，双链分开，这一过程称为变性，则A项正确。

变性后的DNA在缓慢降温后才会退火，则B项错误。

变性与在生物体内解旋过程的条件不同，但实质相同，即氢键断裂，双链解开，则C项错误。

任何一个DNA片段都有两个游离的磷酸基（5′端）和两个游离的羟基（3′端），则D项错误。

PCR技术的操作步骤依次是（　　）

A．高温变性、中温延伸、低温退火

B．高温变性、低温退火、中温延伸

C．中温延伸、高温变性、低温退火

D．中温延伸、低温退火、高温变性

PCR技术的操作步骤依次是：

高温变性、低温退火、中温延伸。

无锡高二检测）关于DNA复制，下列叙述正确的是（　　）

D．DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸

本题主要考查DNA聚合酶的作用特点。

DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链。

模板链首先复制的是3′端，即复制方向是3′→5′。

而DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向为从子链5′→3′。

某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中，发现了一种冰冻的已灭绝的巨大动物的肌肉。

他想了解该巨型动物的DNA与现今印度大象的DNA的相似性，于是做了如下检测工作，其中正确的操作步骤及顺序是（　　）

①降低温度，检测处理后形成的杂合DNA双链区段

②通过PCR技术扩增巨型动物和大象的DNA

③把巨型动物的DNA导入大象的细胞中

④在一定的温度条件下，将巨型动物和大象的DNA水浴共热

A．②④③B．②④③①

C．③④①D．②④①

要想对比两个DNA分子的相似性，首先需要有足够的样本，所以先扩增；

然后在一定温度下，使其变性，解成单链；

再降低温度，检测杂合DNA双链区段。

PCR一般要经过三十多次循环，从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将（　　）

A．仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸

B．与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸

C．同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链延伸

D．无需与引物结合，在酶的作用下从头合成子链

当由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时，此单链引物端为5′端，因此与它互补的子链应从另一端开始合成，即与引物Ⅱ结合延伸DNA的子链。

关于PCR引物的说法中，不正确的是（　　）

A．引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补，并能引导模板DNA的互补链合成的（脱氧）核苷酸序列

B．引物常根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成的方法获得

C．DNA聚合酶只能使DNA链从引物的3′端开始向引物的5′端延伸

D．引物的3′端必须具有游离的—OH基团

引物结合在模板链的3′端，DNA聚合酶只能使DNA链从引物的5′端开始向引物的3′端延伸。

周口高二检测）PCR技术是一种DNA的扩增技术，操作步骤简介如下：

第一步：

准备反应式溶液和模块DNA。

A．配制聚合酶链式反应溶液：

配方：

按如下比例进行配制：

蒸馏水100、缓冲溶液15、氯化镁溶液8、引物13、引物23、DNA聚合酶、矿物油1（防止聚合酶在冻结时受伤害）；

dATP、dGTP、dCTP、dTTP每一种各加5。

B．准备要拷贝的DNA：

提取准备要拷贝的DNA

（如可以用一牙签轻刮口腔内壁，将牙签放入蒸馏水中摇动。

加热蒸馏水沸腾，使细胞破碎放出DNA。

用离心机离心后，去除蒸馏水中较大的细胞碎片。

这时上清液中就有了较纯的DNA。

）

第二步：

聚合酶链式反应。

①将要拷贝的DNA“B”放入反应液“A”中。

②水浴加热。

首先，94℃，使DNA双螺旋解旋，历时1min；

然后，56℃，使引物结合到DNA上，历时90s；

最后，72℃，用聚合酶使DNA拷贝，历时90s。

③重复步骤②。

每重复一次，即完成一次拷贝。

分析回答下列问题：

（1）以上材料可以说明（　　）

A．DNA的复制必须在活细胞内才能完成

B．DNA能指导蛋白质的合成

C．在合适的条件下，非细胞环境也能进行DNA复制

D．PCR技术是一种无性生殖技术

（2）为什么要加入两种引物。

引物的作用是什么？

（3）PCR技术中用到的DNA聚合酶，取自生长在温泉中的一种细菌，就PCR技术来讲，你认为使用这种细菌中提取的酶较普通的动植物体内提取的DNA聚合酶的优势是________________________________________________________________________

在PCR技术中，催化合成DNA子链的DNA聚合酶的活性是扩增的关键因素之一。

最初，PCR反应用的是E·

coliDNA聚合酶，但这种酶在94℃双链DNA解旋时被破坏，因此每个循环都要重新加酶，造成操作繁琐、反应低效及费用增加。

后来发现温泉中的细菌DNA聚合酶能在高温下很好地工作，这个发现推动了PCR的发展。

水生栖热菌（thermosaquatics，Taq）生活在75℃的温泉中，它的DNA聚合酶（Taq聚合酶）的最适温度是72℃，并且在94℃相当稳定，这种酶在95℃下半衰期长达38min。

Taq聚合酶只需要在反应开始时加一次就能在整个扩增循环中保持活性，这样，就可通过编程控制PCR循环仪的反应温度和反应时间，使PCR完全自动化。

（1）C

（2）DNA分子两条链是呈反向平行的，DNA聚合酶不能从头合成DNA分子，只能从3′端到5′端延伸，而引物也是一段核苷酸序列，与DNA分子双链中的一条链互补　引导DNA分子的复制

（3）较高温下不会变性失活

PCR是一种选择性体外扩增DNA片段的方法。

其特异性是由两个人工合成的引物序列决定的。

所谓引物就是与待扩增DNA片段两翼互补的寡聚核苷酸。

待扩增DNA模板加热变性后，两引物分别与两条DNA的两翼序列退火。

此时，两引物的3′端相对，5′相背。

在合适的条件下，由DNA聚合酶催化引物引导DNA合成，即引物的延伸。

上述过程是由温度控制。

这种热变性→退火→延伸的过程就是一个PCR循环。

PCR就是在合适条件下的这种循环的不断重复。

理论上扩增产物量呈指数上升，即n个循环后，产量为2n个。

根据上述文字回答下列问题：

（1）PCR扩增时加入的物质有：

________、________、________、________、________、________。

（2）PCR扩增的过程包括____________个反应步骤，即____________、____________、____________。

（3）“上述过程是由温度控制”，你对这句话的理解是________________________________________________________________________

进行PCR扩增时向离心管中加入的物质包括：

引物、反应物（4种脱氧核苷酸：

dATP、dGTP、dCTP、dTTP）、Taq聚合酶、模板DNA、Mg2＋、反应缓冲液。

PCR扩增具体的过程包括3个反应步骤，即变性、退火和延伸。

在这一过程中通过控制温度实现扩增的自动化，其中变性温度为94℃，退火为40～60℃，延伸为72℃。

（1）引物　反应物　Taq聚合酶　模板DNA　Mg2＋　反应缓冲液

（2）3　变性　退火　延伸

（3）变性温度为94℃，退火为40～60℃，延伸为72℃

新乡高二质检）在遗传病及刑侦破案中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。

据图回答相关问题：

____________________　　____________________

（1）在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复制这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。

（2）在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。

（3）若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：

________________________________________________________________________，

循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为________________________________________________________________________。

（4）PCR反应过程的前提条件是________，PCR技术利用DNA的________原理解决了这个问题。

（5）在对样品DNA进行分析的过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是________________________________________________________________________。

（1）DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，所以引物就提供了3′端，子链延伸方向为5′→3′，引物Ⅰ与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3′端，故引物Ⅱ的结构为5′—G—A—OH，复制结果为：

5′—G—G……T—C—3′

　　HO—A—G—5′

（2）经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。

（3）由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA各有一条链含32P，若复制n次，共产生子链2n×

2，其中只有DNA母链不含32P，则其所占比例为2/（2n×

2）＝

。

（4）DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的。

因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对的原则把相应的碱基一个个地连接起来。

只有解旋后，再以母链为模板合成一小段引物，引物才起作用。

DNA分子在80℃～100℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。

（5）本题考查了DNA中杂质蛋白的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶。

（1）5′—G—A—OH

HO—A—G—5′

5′—G—G……T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′

　　　　　　　　　↓72℃

（2）3′—C—C……A—G—5′　5′—G—G……T—C—3′

　5′—G—G……T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′

（3）每个DNA分子各有一条链含32P　

（4）DNA解旋　热变性

（5）蛋白酶