2019-2020学人教版生物选修一导学同步练习：专题5课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段

2019-2020学人教版生物选修一导学同步练习：专题5课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段

专题五 课题 2 一、选择题 1．从第二次循环开始，复制 DNA 片段呈哪种方式扩增( B ) A．直线 B．指数 C．对数 D．不变 [解析] 利用 PCR 反应循环 n 次会获得 2n 个片段，呈指数扩增。 2．DNA 的羟基(－OH)末端称为( A ) A．3′端 B．5′端 C．1′端 D．2′端 [解析] DNA 的两条链是反向平行的，为了明确地表示 DNA 的方向，通常将 DNA 的 羟基(－OH)末端称为 3′端。 3．PCR 利用了 DNA 的什么原理，来控制 DNA 的解聚与结合( C ) A．特异性 B．稳定性 C．热变性 D．多样性 [解析] PCR 技术控制 DNA 的解聚与结合是利用 DNA 的热变性原理。 4．下图 a、b、c 均为 PCR 扩增的 DNA 片段，下列有关说法正确的是( C ) A．片段 a、b、c 的长度均相同 B．片段 a、b 只是第一次循环的产物 C．片段 c 最早出现在第三次循环的产物中 D．经过 30 次循环后，片段 c 的数量为 230 [解析] 图中片段 a、b 只有一种引物，是由原始 DNA 链为模板复制而来，其长度比片 段 c 长，A 项不正确。由于原始模板在每次循环中均可作为模板，则每次循环都能产生图中 片段 a、b，B 项不正确。由于第一次循环的产物只有一种引物，而图中片段 c 有两种引物， 且两条链等长，则最早出现在第三次循环，C 项正确。经过 30 次循环后，得到的 DNA 片 段总数为 230，这包括图中的片段 a、b，故 D 项不正确。 5．实验室内模拟生物体的 DNA 复制必需的一组条件是( A ) ①ATP ②DNA 分子 ③酶 ④转运 RNA ⑤信使 RNA ⑥脱氧核苷酸分子 ⑦适宜的 pH ⑧适宜的温度 A．①②③⑥⑦⑧ B．①②③④⑤⑥ C．①②③⑤⑥⑧ D．②③④⑤⑥⑦ [解析] ①ATP 是直接能源物质，为 DNA 复制提供能量，需要；②DNA 分子是复制的 模板，需要；③酶是催化剂，需要；④转运 RNA 是翻译的工具，不需要；⑤信使 RNA 是 转录的产物，是翻译的模板，不需要；⑥脱氧核苷酸分子是复制的原料，需要；⑦适宜的 pH 是酶活性正常发挥所必须的，需要；⑧适宜的温度是酶活性正常发挥所必须的，需要。 所以实验室内模拟生物体的 DNA 复制必需的一组条件是①②③⑥⑦⑧。 6．在 PCR 扩增的实验中，加入一种提取物(一种模板 DNA 片段)，但实验得到的产物 却有 2 种 DNA，其原因可能是( C ) A．基因突变 B．Taq DNA 聚合酶发生变异 C．基因污染 D．温度过高 [解析] 此现象属于 PCR 技术中的假阳性现象，是由靶基因污染造成的。因此，在 PCR 实验中，一定要做到隔离操作区、分装试剂、简化操作程序、使用一次性吸头等。尽量避免 靶基因污染，故 C 项正确。若是基因突变，则可能得不到扩增产物或扩增产物仍为一种，A 项不正确。若 Taq DNA 聚合酶发生变异则不会有扩增产物，B 项不正确。若温度过高．亦 不会有扩增产物，D 项不正确。 7．在遗传病及刑侦破案中要对样品 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，并在复性这一步骤中将引物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′—G—C……A—G—5′__5′—G—G……T—C—3′ 5′—G—G……T—C—3′__3′—C—C……A—G—5′__ (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：__每个 DNA 分子各有一条链含 32P__，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__1/2n__。 (4)PCR 反应过程的前提条件是__DNA 解旋__，PCR 技术利用了 DNA 的__热变性__原 理解决了这个问题。 (5)在对样品 DNA 分析过程中发现，DNA 掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加 入的物质是__蛋白酶__。 [解析] (1)由图可知，引物Ⅱ为 5′－G－A－OH。 (2)循环一次后生成的 DNA 分子如下： (3)若将作为原料的四种脱氧核苷酸用 32P 标记，根据 DNA 半保留复制特点可知，循环 一次后，每个 DNA 分子各有一条链含 32P，循环 n 次后生成的 DNA 分子中不含放射性的单 链的比例为 2 2n＋1 ＝ 1 2n 。 (4)PCR 反应过程的前提条件是 DNA 解旋，PCR 技术利用 DNA 的热变性原理解决了这 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，根据酶的专一性 原理，要去除这些组蛋白可加入蛋白酶。 8．近十年来，PCR 技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室里的一种常规手段， 其原理是利用 DNA 半保留复制，在试管中进行 DNA 的人工复制(如图)，在很短的时间内， 将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。 (1)加热使 DNA 双链打开，这一步是打开__氢__键，称为__解旋__。 (2)当温度降低时，引物与模板__3′__端结合，在 DNA 聚合酶的作用下，引物沿模板 延伸，最终合成两个 DNA 分子，此过程中原料是__四种脱氧核苷酸__，遵循的原则是__碱 基互补配对原则__。 (3)PCR 技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，即： 液体环境、适宜的__温度__和__酸碱度__，前者由 PCR 仪自动调控，后者则靠__缓冲液__ 来维持。 (4)DNA 的复制需要引物，其主要原因是( D ) A．可加快 DNA 复制速度 B．引物可与 DNA 母链通过碱基互补配对结合 C．引物的 5′端有助于 DNA 聚合酶延伸 DNA 链 D．DNA 聚合酶只能从 3′端延伸 DNA 链 [解析] (1)PCR 是体外酶促合成特异 DNA 片段的方法，主要由变性、复性和延伸三个 步骤构成；在高温(95℃)下，待扩增的 DNA 双链受热，打开氢键变性成为两条单链 DNA 模 板为变性过程；在低温(37～55℃)情况下，两条人工合成的寡核苷酸引物与互补的单链 DNA 模板结合，形成部分双链为复性过程；在 Taq 酶的最适温度(72℃)下，以引物 3′端为合成 的起点，以单核苷酸为原料，沿模板以 5′→3′方向延伸，合成 DNA 新链为延伸过程。(2) 当温度降低时，引物与模板 3′端结合，在 DNA 聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终 合成 2 个 DNA 分子，此过程为 PCR 中的延伸过程，此过程中原料是四种脱氧核苷酸，遵 循的原则是碱基互补配对原则，即 A－T，C－G。(3)PCR 技术的必要条件，除了模板、原 料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，即：液体环境、适宜的温度和酸碱度，前者是由 PCR 仪自动调控，后者则靠缓冲液来维持。(4)延伸过程中，以引物 3′端为合成的起点， 以单核苷酸为原料，沿模板以 5′→3′方向延伸，合成 DNA 新链，DNA 聚合酶只能从 3′ 端延伸 DNA 链，所以 DNA 复制需要引物，故选 D。