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    高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段课后作业题

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    这是一份高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段课后作业题,共7页。试卷主要包含了下列说法不正确的是,下列有关PCR的描述不正确的是,多聚酶链式反应等内容,欢迎下载使用。

    A.一条DNA母链只有一个3′端,即羟基末端
    B.DNA的两个3′端位于相反的两端
    C.Taq DNA聚合酶只能与引物的3′端结合并延伸子链
    D.DNA的合成方向是从子链3′端向5′端延伸的
    2.下列有关PCR的描述不正确的是( )
    A.是一种酶促反应B.引物决定了扩增的特异性
    C.扩增产量为y=(1+x)nD.扩增对象是氨基酸序列
    3.标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步,这三大步需要的温度依次是( )
    A.95 ℃、55 ℃、72 ℃ B.72 ℃、55 ℃、95 ℃
    C.55 ℃、95 ℃、72 ℃ D.80 ℃、55 ℃、72 ℃
    4.下列有关PCR反应的叙述,正确的是( )
    A.PCR反应所需要的引物只是RNA
    B.PCR反应所需要的材料是核糖核苷酸
    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
    5.有关PCR技术,下列叙述不正确的是( )
    A.用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸
    B.在用PCR技术扩增DNA时,DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似
    C. PCR反应只需一定的缓冲溶液和DNA模板以及四种脱氧核苷酸
    D. PCR一般经历三十多次循环,每次循环分为变性、复性、延伸
    6.DNA的复制需要引物,其主要原因是( )
    A.可加快DNA的复制速度
    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聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3′端延伸DNA链
    7.PCR操作中,从第二轮循环开始扩增的DNA片段( )
    A.长度固定 B.一端固定C.都不固定 D.不能确定
    8.PCR技术扩增DNA,需要的条件是( )
    ①目的基因 ②引物 ③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等 ⑤mRNA ⑥核糖体
    A.②③④⑤ B.①②③⑥C.①②③④ D.①③④⑤
    9.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环:95 ℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72 ℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是( )
    A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现
    B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成
    C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
    D.PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高
    10.使用PCR仪的具体实验操作顺序应为( )
    ①设计好PCR仪的循环程序 ②按配方准备好各组分
    ③用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分 ④进行PCR反应 ⑤离心使反应液集中在离心管底部
    A.②③⑤④① B.①⑤③④②C.②③⑤①④ D.④②⑤③①
    11.在PCR实验操作中,下列说法不正确的是( )
    A.在微量离心管中添加各种试剂时,只需一个枪头
    B.离心管的盖子一定要盖严,防止液体外溢
    C.用手轻弹离心管壁的目的是使反应液充分混合
    D.离心的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效果
    12.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( )
    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
    13.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。
    (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______________。
    (3)将双链DNA________,使之变性,从而导致________________________。
    (4)引物延伸需提供________作为原料。
    14.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。
    (1)DNA的两条链是反向平行的,通常将________的末端称为5′端,当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的________开始延伸DNA链。
    (2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代,科学家从一种Taq细菌中分离到______________________,它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来,所用的培养基叫______________。
    (3)PCR的每次循环可以分为_______________________________________________
    三步。假设在PCR反应中,只有一个DNA片段作为模板,请计算在5次循环后,反应物中大约有________个这样的DNA片段。
    (4)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物。_________________。
    (5)简述PCR技术的主要应用。____________________________________________。
    15.随着研究的不断深入,PCR方法被不断改进。它从一种定性的分析方法发展到定量测定;从原先只能扩增几个kb(千碱基对)的基因到目前已能扩增长达几十个kb的DNA片段。PCR技术不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断等。PCR需要模板DNA、引物、脱氧核苷酸和DNA聚合酶、ATP等条件,其简要过程如下图所示。请分析回答下列有关问题。
    (1)PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,依据的原理是________。PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在环境温度的不同,在PCR中先用95 ℃高温处理的目的是____________,而这一过程中在细胞内是通过____________实现的。
    (2)通过分析得出新合成的DNA分子中,A=T,C=G,这个事实说明DNA分子的合成遵循__________________。
    (3)若将1个DNA分子拷贝10次,则需要在缓冲液中至少加入________个引物。
    (4)DNA子链复制的方向是______________,这是由于___________________________。
    (5)PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利,而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒,你认为可以用PCR扩增血液中的________。
    参考答案
    1.解析:我们通常将DNA单链的羟基(—OH)末端称为3′端,而将磷酸基团的末端称为5′端,一个DNA分子有两个3′端和两个5′端,它们分别位于DNA分子的两端,即每一端都有一个3′端和一个5′端。Taq DNA聚合酶只能与引物的3′端结合并开始延伸DNA链,即子链总是从5′端向3′端延伸。
    答案:D
    2.解析:PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,它能以极少量的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,短时间迅速复制上百万份的DNA拷贝,其扩增产量为y=(1+x)n,y代表DNA片段扩增后的拷贝数,x表示平均每次的扩增效率,n代表循环次数。
    答案:D
    3.解析:当温度上升到90 ℃(90~96 ℃)以上时,双链DNA解聚为单链,称之为变性;当温度下降到50 ℃(40~60 ℃)左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;当温度上升到72 ℃(70~75 ℃)左右时,溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在Taq DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链,称为延伸。
    答案:A
    4.解析:PCR反应需要的引物是DNA或RNA,反应所需要的材料是脱氧核苷酸,PCR所需要的酶是耐高温的,在60 ℃不会变性。
    答案:D
    5.解析:PCR反应中需要的条件有模板(DNA分子)、原料(4种脱氧核苷酸)、酶(耐高温Taq DNA聚合酶)、引物(一段DNA或RNA)和一定的缓冲液等。
    答案:C
    6.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,而磷酸基团的末端称为5′端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3′端延伸DNA链。因此,DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链,DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
    答案:D
    7.解析:PCR扩增产物可分为长产物片段和短产物片段两部分。短产物片段的长度严格地限制在两个引物链5′端之间,是需要扩增的特定片段。进入第二轮循环后,引物除与原始模板结合外,还要同新合成的链(即“长产物片段”)结合,引物在与新链结合时,由于新链模板的5′端序列是固定的,这就等于这次延伸的片段3′端被固定了终点,保证了新片段的起点和终点都限定于引物扩增序列以内,形成长短一致的“短产物片段”。
    答案:A
    8.解析:PCR技术需要目的基因作为扩增的模板,耐高温的DNA聚合酶催化反应的进行,而引物的作用是使DNA聚合酶从其3′端开始连接脱氧核苷酸,四种脱氧核苷酸是该过程的原料。
    答案:C
    9.解析:变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现;复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成;延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核苷酸;PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高。
    答案:C
    10.解析:使用PCR仪进行DNA扩增前,首先按照PCR体系配方,依次将各组分加入微量离心管离心,使反应液集中于试管底部,然后再设计好PCR仪的循环程序进行PCR反应。
    答案:C
    11.解析:在微量离心管中添加各种试剂时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头必须更换,确保实验的准确性;离心管的盖子一定要盖严,防止实验中脱落或液体外溢;离心的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效果。
    答案:A
    12.解析:此现象属于PCR技术中的假阳性现象。其原因是靶基因污染。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、用一次性吸头等,尽量避免靶基因污染。
    答案:C
    13.解析:(1)PCR过程一般分变性―→复性―→延伸三大步骤。(2)引物的化学本质为一小段单链DNA或RNA。(3)将DNA加热至95 ℃,可导致DNA解旋。(4)引物延伸需提供脱氧核苷酸作为原料以形成DNA子链。
    答案:(1)变性 复性 延伸
    (2)单链DNA或RNA
    (3)加热到95 ℃ 双链DNA解聚成两条单链
    (4)四种脱氧核苷酸
    14.解析:(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3′羟基上,与DNA母链结合的RNA引物就提供这个羟基。(2)因PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。在高温环境中培养微生物,只有耐高温的微生物才能生存,其他微生物因高温下酶变性而死亡。用这样的选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)DNA复制两条链均作为模板,进行半保留复制,所以复制5次后得到的子代DNA分子数为25=32个。(4)新合成的DNA链带有引物,而最初的模板DNA的两条链不带有引物。(5)PCR技术可以对DNA分子进行扩增,所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。
    答案:(1)磷酸基团 3′端
    (2)耐高温的Taq DNA聚合酶 选择培养基
    (3)变性、复性和延伸 32
    (4)
    (5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等
    15.解析:PCR技术又称多聚酶链式反应,扩增过程中遵循的原理就是DNA复制。通过分析得出新合成的DNA分子中,A=T,C=G,这个事实说明DNA分子的合成遵循碱基互补配对原则;在PCR中选用95 ℃高温处理的目的是将DNA分子中的氢键断裂,两条链解开,使DNA分子变性。引物是一种单链DNA或RNA分子,它能与解开的DNA母链的3′端结合,为DNA聚合酶提供吸附位点,使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸,从而决定了DNA子链复制的方向是从5′端到3′端。在DNA分子扩增时,需要两种引物,由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点,故所需的引物数目等于新合成的DNA子链数目,即2×210-2=211-2(个)。PCR可扩增DNA,因此若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒,可以用PCR扩增血液中的核酸。
    答案:(1)DNA复制 使DNA变性(使DNA的两条链解开) 解旋酶的催化
    (2)碱基互补配对原则
    (3)211-2
    (4)5′端到3′端 DNA聚合酶只能从引物的3′端连接单个脱氧核苷酸分子
    (5)病毒核酸
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