2019-2020年高中生物 第六章 蛋白質(zhì)和DNA技術(shù) 第二節(jié) DNA片段的擴(kuò)增——PCR技術(shù)自我小測 中圖版選修1.doc

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2019-2020年高中生物 第六章 蛋白質(zhì)和DNA技術(shù) 第二節(jié) DNA片段的擴(kuò)增——PCR技術(shù)自我小測 中圖版選修1 1．關(guān)于DNA復(fù)制，下列敘述正確的是（　?。? A．DNA復(fù)制時，以RNA單鏈為模板 B. DNA復(fù)制不需要引物 C．引物與DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行結(jié)合 D. DNA數(shù)量呈4n指數(shù)增長 2．下列有關(guān)PCR反應(yīng)的敘述，正確的是（　?。? A．PCR反應(yīng)所需要的引物是RNA B．PCR反應(yīng)所需要的材料是核糖核苷酸 C．PCR反應(yīng)所需要的酶在60 ℃會變性 D．PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中進(jìn)行 3．有關(guān)PCR技術(shù)，下列敘述不正確的是（　?。? A．用于PCR的引物長度通常為20～30個核苷酸 B．在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似 C. PCR反應(yīng)只需一定的緩沖溶液和DNA模板以及四種脫氧核苷酸 D. PCR一般經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)分為高溫變性、低溫復(fù)性、中溫延伸 4．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增某DNA片段得到下圖所示產(chǎn)物，則該產(chǎn)物至少經(jīng)過幾次循環(huán)才能產(chǎn)生？（　?。? A．1次　　　　　　　　 B．2次 C．3次 D．4次 5．PCR操作中，從第二輪循環(huán)開始擴(kuò)增的DNA片段（　?。? A．長度固定 B．一端固定 C．都不固定 D．不能確定 6．多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR過程一般經(jīng)歷下述三十多次循環(huán)：95 ℃下使模板DNA變性、解鏈→55 ℃下復(fù)性（引物與DNA模板鏈結(jié)合）→72 ℃下引物鏈延伸（形成新的脫氧核苷酸鏈）。下列有關(guān)PCR過程的敘述中不正確的是（　?。? A．變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn) B．復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合依靠互補(bǔ)配對原則完成 C．延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸 D．PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比，所需要酶的最適溫度較高 7．使用PCR儀的具體實(shí)驗(yàn)操作順序應(yīng)為（　　） ①設(shè)計好PCR儀的循環(huán)程序?、诎磁浞綔?zhǔn)備好各組分?、塾梦⒘恳埔浩髟谖⒘侩x心管中依次加入各組分　④進(jìn)行PCR反應(yīng)?、蓦x心使反應(yīng)液集中在離心管底部 A．②③⑤④① B．①⑤③④② C．②③⑤①④ D．④②⑤③① 8．退火溫度是影響PCR特異性的較重要的因素。變性后溫度快速冷卻至40～60 ℃，可使引物和模板發(fā)生結(jié)合。PCR的結(jié)果可不考慮原來解旋開的兩個DNA模板鏈的重新結(jié)合，原因不包括（　?。? A．由于模板DNA比引物復(fù)雜得多 B．引物和模板之間的碰撞結(jié)合機(jī)會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模板互補(bǔ)鏈之間的碰撞 C．加入引物的量足夠多而模板鏈數(shù)量少 D．模板鏈經(jīng)加熱解旋已經(jīng)變性，不可能再次結(jié)合 9．DNA檢測技術(shù)可應(yīng)用于親子鑒定、遺傳病檢測等領(lǐng)域。DNA檢測離不開對樣品DNA的PCR擴(kuò)增。不同樣品DNA的擴(kuò)增過程或條件不同的是（　?。? A．引物 B．DNA聚合酶 C．四種脫氧核苷酸 D．預(yù)變性的溫度 10．在PCR實(shí)驗(yàn)操作中，下列說法不正確的是（　　） A．在微量離心管中添加各種試劑時，只需一個吸頭 B．離心管的蓋子一定要蓋嚴(yán)，防止液體外溢 C．用手輕彈離心管壁的目的是使反應(yīng)液充分混合 D．離心的目的是使反應(yīng)液集中在離心管底部，提高反應(yīng)效果 11．下列關(guān)于PCR技術(shù)的應(yīng)用，錯誤的一項是（　?。? A．古生物學(xué)研究、刑偵破案、DNA序列分析 B．診斷遺傳疾病、基因克隆、古生物學(xué)研究 C. DNA序列分析、基因克隆、刑偵破案 D．診斷遺傳疾病、合成核苷酸、DNA序列分析 12．多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。請回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問題。 （1）PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問題。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細(xì)菌中分離到______________，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問題。要將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養(yǎng)基叫________。 （2）PCR的每次循環(huán)可以分為____________________________________________ ________三步。假設(shè)在PCR反應(yīng)中，只有一個DNA片段作為模板，請計算在5次循環(huán)后，反應(yīng)物中大約有________個這樣的DNA片段。 （3）請用簡圖表示出一個DNA片段PCR反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)物________。 （4）簡述PCR技術(shù)的主要應(yīng)用。__________________________________________ ________________________________________________________________________。 13．PCR技術(shù)是把某一DNA片段在體外酶的作用下，合成許多相同片段的一種方法，利用它能快速而特異地擴(kuò)增任何目的基因或DNA分子片段；電泳技術(shù)則是在外電場作用下，利用分子攜帶的凈電荷不同，把待測分子的混合物放在一定的介質(zhì)（如瓊脂糖凝膠）中進(jìn)行分離和分析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，利用它可分離氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、核苷酸、核酸等物質(zhì)和作親子鑒定。下圖是電泳裝置及相應(yīng)電泳結(jié)果。 （1）PCR技術(shù)能把某一DNA片段進(jìn)行擴(kuò)增，依據(jù)的原理是________。 （2）圖3是把含有21個氨基酸的多肽進(jìn)行水解得到的氨基酸混合物進(jìn)行電泳的結(jié)果，故可推知該多肽由________種氨基酸構(gòu)成。 （3）電泳和葉綠體色素分離采用的紙層析法比較，后者使用的介質(zhì)是________；電泳過程中，分子的遷移速率除與本身所帶凈電荷的多少有關(guān)外，你認(rèn)為還受什么因素影響？__________________________________________（至少列出兩種）。 （4）圖4通過提取某小孩和其母以及待測定的四位男性的DNA，分別用酶處理后，生成若干DNA片段，并進(jìn)行擴(kuò)增得到的混合物，然后進(jìn)行電泳得到的一組DNA指紋圖譜。請分析，在F1～F4中誰最可能是該小孩真正的生物學(xué)父親？________。為什么？ ________________________________________________________________________。 14．請回答下列問題。 （1）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似（如下圖所示）。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。 ①從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為______。 ②在第______輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。 （2）設(shè)計引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計的兩組引物（只標(biāo)注了部分堿基序列）都不合理（如下圖），請分別說明理由。 ① 第1組：________________________________________________________________； ② 第2組：________________________________________________________________。 （3）PCR反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映DNA聚合酶的功能，這是因?yàn)開_______________________________。 參考答案 1．解析：DNA復(fù)制時，以DNA單鏈為模板；需要RNA引物；DNA數(shù)量以2n形式增長。 答案：C 2．解析：PCR反應(yīng)需要的引物是DNA，反應(yīng)所需要的材料是脫氧核苷酸，PCR所需要的酶是耐高溫的，在60 ℃不會變性。 答案：D 3．解析：PCR反應(yīng)中需要的條件有模板（DNA分子）、原料（4種脫氧核苷酸）、酶（DNA聚合酶）、引物（一段DNA）和一定的緩沖液等。 答案：C 4．解析：PCR技術(shù)中，第一次循環(huán)產(chǎn)生兩個DNA分子，每個DNA分子只有一條鏈具有引物。第二次循環(huán)產(chǎn)生四個DNA分子，其中兩個DNA分子只有一條鏈具有引物，另兩個DNA分子兩條鏈都具有引物。 答案：B 5．解析：PCR擴(kuò)增產(chǎn)物可分為長產(chǎn)物片段和短產(chǎn)物片段兩部分。短產(chǎn)物片段的長度嚴(yán)格地限制在兩個引物鏈之間，是需要擴(kuò)增的特定片段。進(jìn)入第二輪循環(huán)后，引物除與原始模板結(jié)合外，還要同新合成的鏈（即“長產(chǎn)物片段”）結(jié)合，引物在與新鏈結(jié)合時，由于新鏈模板的一端序列是固定的，這就等于這次延伸的子鏈片段被固定了終點(diǎn)，保證了新片段的起點(diǎn)和終點(diǎn)都限定于引物擴(kuò)增序列以內(nèi)，形成長短一致的“短產(chǎn)物片段”。 答案：A 6．解析：變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn)；復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合依靠互補(bǔ)配對原則完成；延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、四種脫氧核糖核苷酸；PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比，所需要酶的最適溫度較高。 答案：C 7．解析：使用PCR儀進(jìn)行DNA擴(kuò)增前，首先按照PCR體系配方各組分，依次將各組分加入微量離心管離心，使反應(yīng)液集中于試管底部，然后再設(shè)計好PCR儀的循環(huán)程序進(jìn)行PCR反應(yīng)。 答案：C 8．解析：DNA在80～100 ℃溫度下變性，但溫度降低后又會復(fù)性。 答案：D 9．解析：不同的樣品DNA有不同的核苷酸序列，由于引物能與模板DNA（樣品DNA）按照堿基互補(bǔ)配對原則結(jié)合，因此不同樣品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列。 答案：A 10．解析：在微量離心管中添加各種試劑時，每吸取一種試劑后，移液器上的吸頭必須更換，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；離心管的蓋子一定要蓋嚴(yán)，防止實(shí)驗(yàn)中脫落或液體外溢；離心10 s 的目的是使反應(yīng)液集中在離心管底部，提高反應(yīng)效果。 答案：A 11．解析：PCR技術(shù)能以極少量的DNA為模板，在幾小時內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝。這項技術(shù)有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對樣品進(jìn)行分析研究的問題，被廣泛應(yīng)用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)研究、基因克隆和DNA序列分析等各方面，而不能用于合成核苷酸。 答案：D 12．解析：（1）因PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，所以用于催化DNA復(fù)制過程的DNA聚合酶要具有耐高溫的特性。在高溫環(huán)境中培養(yǎng)微生物，只有耐高溫的微生物才能生存，其他微生物因高溫下酶變性而死亡。用這樣的選擇培養(yǎng)基可將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來。（2）DNA復(fù)制兩條鏈均作為模板，進(jìn)行半保留復(fù)制，所以復(fù)制5次后得到的子代DNA分子數(shù)為25＝32個。（3）新合成的DNA鏈帶有引物，而最初的模板DNA的兩條鏈不帶有引物。（4）PCR技術(shù)可以對DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)研究、基因克隆和DNA序列測定等方面。 答案：（1）耐高溫的DNA聚合酶　選擇培養(yǎng)基?。?）高溫變性、低溫復(fù)性和中溫延伸　32 （3） （4）遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)研究、基因克隆和DNA序列測定等 13．解析：本題主要考查電泳的原理及其應(yīng)用。（1）PCR是將DNA片段在酶的作用下，體外合成許多相同的片段，原理是DNA復(fù)制。（2）某氨基酸的混合物經(jīng)電泳后出現(xiàn)分離，共有6個區(qū)域，表明此多肽由6種氨基酸構(gòu)成。（3）紙層析法分離葉綠素的過程中，色素溶解在層析液中，并隨之在濾紙上擴(kuò)散。電泳過程中，分子的遷移速率受到多種因素影響，如分子的大小、形狀，凝膠的種類、密度，電泳的電壓大小等。（4）子代DNA是由親代DNA復(fù)制而來的，所以子代DNA與親代DNA相同，故C與F2之間為親子關(guān)系。 答案：（1）DNA分子復(fù)制?。?）6?。?）層析液　分子的大小和形狀、凝膠的種類、電泳的電壓大小　（4）F2　因?yàn)镃和F2的DNA圖譜完全相同 14．解析：（1）①依據(jù)圖解特點(diǎn)，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中可以得到16個DNA分子，其中只有一個不含引物A的模板鏈，所以含引物A的DNA片段占15/16。②從圖解原DNA與引物A、B的比例關(guān)系分析，經(jīng)三次復(fù)制后開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。（2）比較第1組引物的堿基順序，可以發(fā)現(xiàn)引物Ⅰ與引物Ⅱ的堿基能發(fā)生互補(bǔ)配對，形成局部雙鏈結(jié)構(gòu)而失效；而第2組引物中，引物Ⅰ′折疊后會發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而導(dǎo)致失效。（3）在PCR反應(yīng)體系中，引物首先與模板DNA單鏈互補(bǔ)配對形成局部雙鏈DNA片段，然后在DNA聚合酶的作用下將單個脫氧核苷酸依次連接到引物鏈上。 答案：（1）①15/16?、谌? （2）①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效 ②引物Ⅰ′自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而失效 （3）DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上