1、2013年高中生物 6.2 DNA片段的擴增 PCR技術同步訓練 中圖版選修11.在實驗室內模擬生物體內的DNA復制，需要哪些條件()酶游離的脫氧核苷酸ATPDNA分子引物tRNA適宜的溫度適宜的酸堿度ABC D解析：選D。在實驗室內模擬DNA復制時，需要DNA聚合酶催化合成DNA子鏈；四種脫氧核苷酸為合成子鏈的原料；DNA母鏈為DNA復制的模板；還需要引物；還有適宜的溫度，適宜的酸堿度等。2.標準的PCR過程一般分為變性、復性、延伸三大步，這三大步需要的溫度依次是()A95 、55 、72 B72 、55 、95 C55 、95 、72 D80 、55 、72 高考資源網解析：選A。當溫度在

2、95 時，雙鏈DNA解旋為單鏈，稱之為高溫變性；當溫度下降到55 時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合稱為低溫復性；當溫度上升到72 時，溶液中的四種脫氧核苷酸(A、T、C、G)在TaqDNA聚合酶的作用下，根據堿基互補配對原則合成新的DNA鏈，稱為延伸。3.如圖表示PCR擴增的產物，請分析它是哪次循環的產物()A第一次循環 B第二次循環C第三次循環 D第四次循環解析：選A。在PCR反應中以引物為標記，第一次循環時，以加入的DNA為模板，兩條DNA鏈可分別由引物和引物與其結合，并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以，形成的每個子代DNA中只有一種引物。從第二次循環開始，第一次產生的DN

3、A分子又可作為模板參與反應，形成的DNA分子兩端都含有引物。4.(2012·銀川一中高二檢測)關于PCR技術的應用，錯誤的一項是()A古生物學、刑偵破案、DNA序列測定B診斷遺傳病、基因克隆、古生物學CDNA序列測定、基因克隆、刑偵破案D診斷遺傳病、合成核苷酸、DNA序列測定解析：選D。PCR技術在醫學上用于遺傳病的基因診斷、基因克隆、DNA序列測定，法醫上用于刑偵破案，古生物學上用于生物化石樣品分析。PCR技術是以4種脫氧核苷酸為原料，合成雙鏈DNA的過程，PCR技術不能合成核苷酸。5.Taq聚合酶的熱穩定性是該酶用于PCR的前提條件，也是PCR技術能迅速發展和廣泛應用的原因。Ta

4、q聚合酶還具有逆轉錄性，其作用類似于逆轉錄酶。Taq聚合酶表現為Mg2依賴，該酶的催化活性對Mg2濃度非常敏感。測定結果為MgCl2濃度在2.0 mmol/L時該酶催化活性最高，此濃度能最大限度地激活Taq聚合酶的活性，Mg2過高就會抑制酶活性，因此MgCl2的濃度在不同的反應體系中應適當調整，優化濃度。(1)從材料可知，影響PCR反應的因素除引物、反應溫度和Taq聚合酶外，還應有_。(2)Taq聚合酶的作用是_，且只能由_端開始。(3)“PCR”與人體內的DNA復制相比，有何不同之處？_。(4)實驗室中微生物的篩選，應用了Taq細菌能在熱泉中生長的原理，人為提供有利于目的菌株生長的條件：_、

5、_、_等。解析：PCR技術所需條件是模板、引物、原料、DNA聚合酶和Mg2，同時需要恰當的溫度及緩沖液維持近中性酸堿度。PCR是體外擴增模板DNA，與細胞內的DNA復制不同，需要耐高溫的DNA聚合酶，通常用Taq聚合酶，且引物為DNA。Taq聚合酶是從生活在熱泉中的Taq細菌中提取出來的、一種耐高溫的DNA聚合酶。答案：(1)Mg2(2)催化合成DNA子鏈3(3)PCR技術發生在體外，且需耐高溫的Taq聚合酶，引物為DNA(4)較高溫度營養物質適宜pH1.DNA的復制需要引物，其主要原因是()A可加快DNA的復制速度B引物可與DNA母鏈通過堿基互補配對結合C引物的5端有助于DNA聚合酶延伸DN

6、A鏈D DNA聚合酶只能從3端延伸DNA鏈解析：選D。DNA的兩條鏈是反向平行的，為了明確地表示DNA的方向，通常將DNA的羥基(OH)末端稱為3端，而磷酸基團的末端稱為5端。DNA聚合酶不能從5端開始合成DNA，而只能從3端延伸DNA鏈。因此，DNA復制需要引物。當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，DNA聚合酶就能從引物的3端開始延伸DNA鏈，DNA的合成方向總是從子鏈的5端向3端延伸。2.下列有關PCR的描述不正確的是()A是一種酶促反應B引物決定了擴增的特異性C擴增產量為y(1x)nD擴增對象是氨基酸序列解析：選D。PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，它以極少量的DNA為模板

7、，以四種脫氧核苷酸為原料，在引物作用下使DNA聚合酶從引物的3端連接脫氧核苷酸，短時間迅速復制上百萬份的DNA拷貝，其擴增產量為y(1x)n，y代表DNA片段擴增后的拷貝數，x表示平均每次的擴增效率，n代表循環次數。3.(2012·長安一中高二檢測)用于PCR的引物長度通常為2030個核苷酸，是一小段()ADNA BRNACDNA或RNA D雙鏈DNA解析：選A。用于PCR的引物是一小段DNA(單鏈)，細胞內DNA復制的引物，一般為RNA。4.PCR利用了DNA熱變性的原理，PCR儀實際上是一種能自動調控溫度的儀器，對PCR過程中“溫度的控制”的說法中錯誤的是()A酶促反應需要高的溫

8、度，是為了確保模板是單鏈B延伸的溫度必須大于復性溫度，而小于變性溫度CDNA聚合酶不具熱變性，要用耐高溫的聚合酶DDNA解旋酶不具熱變性，為了確保模板是單鏈解析：選D。PCR是一種體外DNA擴增技術。DNA雙鏈的解開不需要解旋酶，靠高溫使其變性，雙螺旋結構解體，雙鏈分開，延伸時，在耐高溫的DNA聚合酶的作用下根據堿基互補配對原則合成新的DNA，因此延伸的溫度要大于復性溫度小于變性溫度。5.PCR實驗中使用的微量離心管、吸頭、緩沖液以及蒸餾水使用前必須進行的關鍵步驟是()A反復洗滌 B外源DNA污染C高壓蒸汽滅菌 D在20 儲存解析：選C。通過對PCR實驗中所用儀器和試劑進行高壓蒸汽滅菌，可以避

9、免外源DNA等因素的污染。6.DNA擴增過程中，DNA片段經若干次擴增，與其數目的理論值變化相符的圖是()解析：選C。PCR反應中DNA的擴增數目和生物體內的DNA復制是類似的，即1個DNA分子復制一次，變為2個，復制2次，產生4個DNA分子，呈指數擴增，開始有一個DNA分子為模板，經過n次復制后得到的DNA分子的數量為2n，與曲線C相符合。7.在PCR實驗操作中，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，防止液體外溢C用手輕彈離心管壁的目的是使反應液充分混合D離心的目的是使反應液集中在離心管底部，提高反應效果解析：選A。在微量離心管中添加各種

10、試劑時，每吸取一種試劑后，移液器上的吸頭必須更換，確保實驗的準確性；離心管的蓋子一定要蓋嚴，防止實驗中脫落或液體外溢；離心10 s的目的是使反應液集中在離心管底部，提高反應效果。8.(2012·南通一中高二檢測)一個由15N標記的DNA分子，放在沒有標記的環境中培養，利用PCR循環5次后標記的DNA分子占總數的()A1/10 B1/5C1/16 D1/25解析：選C。DNA的復制是半保留復制，其特點是：新形成的DNA雙鏈，一條來自親代DNA分子的母鏈，另一條是新合成的子鏈。在沒有標記的環境中培養，不論經過多少次復制，最終標記的兩條鏈始終分別存在于兩個DNA分子中，這樣經過n次循環后，

11、標記的DNA分子占總數的2/2n，即1/2n1。Taq DNA聚合酶由水棲高溫菌分離而得。其生長適宜溫度為70 75 。回答下列問題：(1)用Taq DNA聚合酶代替一般的DNA聚合酶是使PCR普及應用的關鍵。因為普通的酶不能耐受95 時使雙鏈DNA變性的溫度，因此，每次循環都要_，Taq DNA聚合酶的發現和應用解決了上述問題，提高了PCR的效率，使PCR技術趨向_。(2)PCR反應擴增DNA片段時，_決定了擴增片段的長短。(3)若加入的模板是兩個相同的DNA分子，如果只想要“拷貝”這兩個長長的DNA分子中“特定區間”，在其他條件均理想時，經過三十次循環，理論上能獲得_個“特定區間”片段。解

12、析：普通DNA聚合酶在DNA變性溫度條件下失活。因此，必須循環一次更換一次新酶才能保證DNA復制順利進行，而Taq DNA聚合酶在95 的DNA變性條件下不會失活，故可以反復利用，解決了PCR反應連續擴增DNA片段的關鍵因素。DNA聚合酶只能從兩引物的3端開始連接脫氧核苷酸，是DNA片段延伸的起始位點，兩引物的5端決定了擴增產物DNA片段終點。每個DNA分子中“特定區間”經過30次PCR反應后理論上可獲得230個“特定區間”，其中兩個位于DNA分子的兩條鏈上，不是“特定區間”片段。故兩個DNA經30次PCR循環后獲得的“特定區間”片段理論上有230×24。答案：(1)加入新酶自動化(

13、2)兩個引物(3)230×24PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的方法，用于放大特定的DNA片段，數小時內可使目的基因片段擴增到數百萬個拷貝的分子生物學技術。PCR需要模板DNA、引物、脫氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等條件。下圖為模板DNA分子及2種引物，請回答相關問題：(1)PCR的全稱是_。PCR與體內DNA復制的不同之處主要表現在溫度環境的不同，在PCR中先用95 高溫處理的目的是_；而這一過程中在細胞內是通過_實現的。(2)在PCR技術中所需要的引物實質上是一種_。請在圖中繪出引物結合的位置。(3)若將1個DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入_個引物。(4)DNA子鏈

14、復制的方向是_，這是由于_。解析：本題考查考生對PCR技術的理解，屬于知識識記和理解層次的考查，符合高考對選修內容考查的特點。PCR技術又稱多聚酶鏈式反應，在PCR中先用95 高溫處理的目的是使DNA分子中的氫鍵斷裂，兩條鏈解開，即使DNA分子變性。引物是一種單鏈DNA或RNA分子，它能與解開的DNA母鏈的3端結合，為DNA聚合酶提供吸附位點，使DNA聚合酶從引物的3端開始連接脫氧核苷酸，從而決定了DNA子鏈復制的方向是從5端到3端。在DNA分子擴增時，需要2種引物，由于新合成的子鏈都需要引物作為復制的起點，故所需的引物數目等于新合成的DNA子鏈數目，即2×21022112個。答案：(1)多聚酶鏈式反應使DNA變性(使DNA的兩條鏈解開)解旋酶的催化(2)單鏈DNA或RNA分子，見右圖(3)2112(4)5端到3端DNA聚合酶只能從引物的3端拼接單個脫氧核苷酸分子1.DNA體外擴增技術的反應過程稱為聚合酶鏈式反應(PCR)。2PCR過程需要的引