課時作業(yè)11多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴增DNA片段81下列關(guān)于PCR的描述中，正確的是()PCR是一種酶促反應(yīng)引物決定了擴增的特異性擴增DNA利用了熱變性的原理擴增的對象是氨基酸序列A BC D答案：D2用15N標(biāo)記的一個DNA分子放在含14N培養(yǎng)基中復(fù)制三次，含15N的DNA分子占全部DNA分子比例和全部DNA單鏈的比例依次是()A1/4，1/6 B1/4，1/8C1/2，1/8 D1/2，1/4解析：DNA是半保留復(fù)制，復(fù)制一次形成兩分子DNA，每分子DNA都含有一條15N和14N單鏈；復(fù)制兩次，形成四個分子，含15N的只有兩分子DNA；復(fù)制三次形成的八個DNA分子中含15N的仍是兩分子。這時DNA單鏈有十六條，含15N的只有親代的兩條。答案：B3在PCR擴增實驗中，引物是很重要的。下列屬于引物特點的是()引物長度一般是80100個堿基對(bp)為宜引物的(GC)/(AT)含量一般為40%60%引物3端不能有3個以上連續(xù)相同的堿基引物自身不能含有互補序列A BC D解析：引物長度一般以2030堿基對(bp)為宜，包括引物和引物兩種。引物太短或太長，都可能降低產(chǎn)物的特異性。引物的GC含量一般為40%60%。堿基的分布是隨機的。應(yīng)盡量避免數(shù)個嘌呤或嘧啶連續(xù)排列，尤其是引物3端不能有3個以上連續(xù)相同的堿基。引物自身不能含有互補序列，否則會形成發(fā)夾二級結(jié)構(gòu)。兩個引物在3端也不能出現(xiàn)同源性，避免形成引物二聚體。答案：B4PCR的循環(huán)一般要經(jīng)歷三十多次，每次循環(huán)可以分為三步，其順序是()A變性、延伸、復(fù)性 B變性、復(fù)性、延伸C復(fù)性、變性、延伸 D延伸、變性、復(fù)性解析：PCR循環(huán)的具體過程是：一、變性：當(dāng)溫度上升到90 以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈；二、復(fù)性：溫度緩慢下降到50 左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合；三、延伸：溫度上升到72 左右，溶液中的四種脫氧核苷酸(A、T、G、C)在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。因此，選B。答案：B5標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程一般分為變性、復(fù)性、延伸三大步，這三大步需要的溫度依次是()A92 、52 、72 B72 、50 、92 C50 、92 、72 D80 、50 、72 解析：當(dāng)溫度上升到90 (90 96 )以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，稱之為變性；當(dāng)溫度緩慢下降到50 (40 60 )左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合，稱為復(fù)性；當(dāng)溫度上升到72 左右(70 75 )時，溶液中的四種脫氧核苷酸(A、T、G、C)在TaqDNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈，稱為延伸。答案：A6下圖是哪次循環(huán)的產(chǎn)物()A第一次循環(huán) B第二次循環(huán)C第三次循環(huán) D第四次循環(huán)解析：在PCR反應(yīng)中，以引物為起點，第一次循環(huán)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(jié)合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每個子DNA中只有一種引物；從第二次循環(huán)開始，上次產(chǎn)生的DNA分子又可作為模板參與反應(yīng)，所以會形成DNA分子兩端均含引物的情況，如下圖所示：因此題干中所出現(xiàn)的情況是第一次循環(huán)的產(chǎn)物。答案：A7下列操作過程的敘述中錯誤的是()APCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進行高壓滅菌BPCR所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在20 儲存CPCR所用的緩沖液和酶從冰箱拿出之后，迅速融化D在微量離心管中添加反應(yīng)成分時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換解析：為了防止外源DNA等因素的污染，PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進行高壓滅菌；所用的緩沖液及酶應(yīng)分裝成小份保存，并使用一次性槍頭。在冰箱中放置的緩沖液和酶從冰箱中取出后應(yīng)放在冰塊上緩慢融化，不能迅速融化。答案：C8關(guān)于PCR技術(shù)的應(yīng)用，錯誤的一項是()A古生物學(xué)、刑偵破案、DNA序列測定B診斷遺傳疾病、基因克隆、古生物學(xué)CDNA序列測定、基因克隆、刑偵破案D診斷遺傳疾病、合成核苷酸、DNA序列測定解析：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)有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進行分析研究的問題，被廣泛應(yīng)用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定等各方面，而不能用于合成核苷酸。答案：D9家蠶細(xì)胞具有高效表達(dá)外源基因的能力。將人干擾素基因?qū)爰倚Q細(xì)胞并大規(guī)模培養(yǎng)，可提取干擾素用于制藥。采用PCR技術(shù)可驗證干擾素基因是否已經(jīng)導(dǎo)入家蠶細(xì)胞。該PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)包含：擴增緩沖液(含Mg2)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、_和_。解析：PCR反應(yīng)體系的主要成分包括：擴增緩沖液(含Mg2)、水，4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA 、TaqDNA聚合酶、兩種引物。答案：對干擾素基因特異的DNA引物對TaqDNA聚合酶10(2017年高考·江蘇卷)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白，某研究小組計劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴增獲得目的基因，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增過程示意圖如下，請回答下列問題：(1)從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取mRNA，通過_獲得_用于PCR擴增。(2)設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當(dāng)?shù)腳位點。設(shè)計引物時需要避免引物之間形成_，而造成引物自連。(3)圖中步驟1代表_，步驟2代表退火，步驟3代表延伸，這三個步驟組成一輪循環(huán)。(4)PCR擴增時，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會破壞_的堿基配對。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，長度相同但_的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物，則可以采取的改進措施有_(填序號：升高退火溫度降低退火溫度重新設(shè)計引物)。解析：(1)PCR技術(shù)可在體外對DNA進行擴增，模板可以是mRNA經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA。(2)設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2)時，需在引物中增加適當(dāng)?shù)南拗菩院怂醿?nèi)切酶的識別序列，便于目的基因與質(zhì)粒的連接。為了避免引物自連，設(shè)計引物時需要避免引物之間形成堿基互補配對。(3)根據(jù)PCR的過程可知，圖中步驟1為變性，步驟2為退火(復(fù)性)，步驟3為延伸，這三個步驟構(gòu)成一個循環(huán)。(4)退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，過高的退火溫度會破壞引物與模板的堿基配對。因G、C之間的氫鍵數(shù)多于A、T之間的氫鍵數(shù)，故GC含量高的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物，可能的原因是退火溫度過高使擴增效率降低，也可能是未按照目的基因兩端的核苷酸序列來設(shè)計引物，因此可以采取的措施是降低退火溫度、重新設(shè)計引物等。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄cDNA(2)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補配對(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5)11(2019年寶雞質(zhì)檢)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)，它能以極少量的DNA為模板，在幾小時內(nèi)復(fù)制出上百萬份相同的DNA片段。請根據(jù)所學(xué)知識回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理和應(yīng)用問題。(1)PCR的原理是：在80100 的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)將解體，雙鏈分開，這個過程稱為變性。當(dāng)溫度緩慢降低后，兩條彼此分離的DNA鏈又會重新結(jié)合成雙鏈，稱為_。PCR利用了DNA的_原理，通過控制_來控制雙鏈的解聚與結(jié)合。(2)為了解決高溫導(dǎo)致DNA聚合酶失活的問題，促成PCR技術(shù)的自動化，20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從水生耐熱細(xì)菌Taq中分離得到耐高溫的_。實驗室中微生物的篩選，是人為提供有利于目的菌株生長的條件，同時抑制或阻止其他微生物的生長，用于篩選目的菌株的培養(yǎng)基稱為_。(3)PCR反應(yīng)的條件：穩(wěn)定的緩沖液環(huán)境、_、分別與兩條模板鏈結(jié)合的兩種_、四種_、耐熱的DNA聚合酶、能嚴(yán)格控制溫度變化的溫控設(shè)備。(4)PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為_、_和_三步。從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為_參與反應(yīng)。DNA聚合酶只能特異性地復(fù)制處于兩個引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數(shù)擴增，如果在PCR反應(yīng)中只有一個DNA片段，在6次循環(huán)后，反應(yīng)體系中共有_個這樣的DNA分子。(5)簡述目前PCR技術(shù)的具體應(yīng)用(至少答兩點)：_。答案：(1)復(fù)性熱變性溫度(2)TaqDNA聚合酶(或耐熱性DNA聚合酶)選擇培養(yǎng)基(3)DNA模板引物脫氧核苷酸(4)變性復(fù)性延伸模板64(5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定等方面(答對兩點即可)12PCR技術(shù)有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進行研究的問題，而被廣泛應(yīng)用，此過程需要一種TaqDNA聚合酶。請回答有關(guān)問題：(1)體內(nèi)DNA復(fù)制過程中用解旋酶打開雙鏈DNA，而PCR技術(shù)中應(yīng)用_。(2)TaqDNA聚合酶是從水生耐熱細(xì)菌Taq中分離的。為什么Taq細(xì)菌能從熱泉中被篩選出來呢？_。TaqDNA聚合酶的功能是_。TaqDNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可用_法和_法進行分離。(3)從土壤中分離分解尿素的細(xì)菌時，應(yīng)采取的措施是_，原因是_。(4)相對于細(xì)菌分離，而DNA分子的分離和提取操作要復(fù)雜的多。在DNA提取中兩次用到蒸餾水，其目的分別是：_、_。實驗中能否以哺乳動物成熟的紅細(xì)胞為實驗材料？為什么？_。(5)與體內(nèi)DNA復(fù)制相比較，PCR反應(yīng)要在_中才能進行，并且要嚴(yán)格控制_條件。(6)PCR中加入的引物有_種，加入引物的作用是_。答案：(1)高溫使DNA分子熱變性(2)熱泉70 80 的高溫條件淘汰了絕大多數(shù)微生物催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵凝膠色譜電泳(3)將細(xì)菌在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其中惟一的氮源是尿素只有能分解尿素的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長和繁殖 (4)使血細(xì)胞破裂，釋放出DNA分子稀釋NaCl溶液，使DNA分子析出不能，哺乳動物成熟的紅細(xì)胞中無DNA分子(5)一定的緩沖溶液溫度(6)2作為DNA復(fù)制的起點13請回答下面的有關(guān)問題：(1)利用PCR技術(shù)擴增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如上圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。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_。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。第1組：_；第2組：_。 (3)PCR反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶，下圖的表達(dá)式不能正確反映DNA聚合酶的功能，這是因為_。解析：本題意在考查考生識圖、繪圖和推理判斷能力。(1)根據(jù)PCR過程特點繪制PCR過程示意圖如下，由圖可知，由原來的每條母鏈為模板合成的兩個新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時，兩種引物都含有，故第四輪循環(huán)共產(chǎn)生16個DNA分子，其中含有引物A的分子是15個，占15/16。由圖示可知，第一、二輪循環(huán)合成的子鏈長度均不同，根據(jù)半保留復(fù)制特點可知，前兩輪循環(huán)產(chǎn)生的四個DNA分子的兩條鏈均不等長，第三輪循環(huán)產(chǎn)生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈，如下圖。(2)在第1組引物中，引物的部分堿基序列是CAGGCT，引物的部分堿基序列是AGCCTG，若利用這兩個引物進行DNA擴增，會因其中的部分堿基發(fā)生堿基互補配對而使引物失效；在第2組引物中，引物的部分堿基序列是AACTG和CAGTT，該引物一旦發(fā)生自身折疊，也將會出現(xiàn)部分堿基發(fā)生堿基互補配對而使引物失效。(3)圖中直接將兩個脫氧核苷酸合成DNA單鏈，這不是DNA聚合酶的功能。DNA聚合酶只能在DNA模板存在的條件下，將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鍵DNA片段的引物鏈上。答案：(1)15/16三(2)引物和引物局部發(fā)生堿基互補配對而失效引物自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效(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9