《高中生物 第4章 生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐 第2節(jié) 分子生物學(xué)技術(shù)學(xué)業(yè)分層測評 蘇教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物 第4章 生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐 第2節(jié) 分子生物學(xué)技術(shù)學(xué)業(yè)分層測評 蘇教版選修1（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第4章 生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐 第2節(jié) 分子生物學(xué)技術(shù)學(xué)業(yè)分層測評 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．下列有關(guān)PCR技術(shù)的敘述，不正確的是(　　) A．PCR技術(shù)利用的是堿基互補(bǔ)配對原則 B．PCR技術(shù)可用于基因診斷，判斷親緣關(guān)系等 C．PCR技術(shù)需在體內(nèi)進(jìn)行 D．PCR技術(shù)可能為變性、退火、延伸三個階段 【解析】　PCR技術(shù)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的簡稱，是在體外快速大量復(fù)制DNA片段的一種新技術(shù)。 【答案】　C 2．下列有關(guān)PCR技術(shù)中引物的敘述，正確的是(　　) A．引物是一小段DNA分子或雙鏈RNA分子 B．?dāng)U增一個DNA分子至少需要的引物數(shù)目等于新合成的DNA子鏈數(shù)目 C．兩種引物之間能夠發(fā)生堿基互補(bǔ)配對 D．DNA聚合酶只能從引物的5′端連接脫氧核苷酸 【解析】　引物是一小段單鏈DNA分子或單鏈RNA分子；在DNA分子擴(kuò)增時，需要兩種引物，由于新合成的子鏈都需要引物作為復(fù)制的起點，則擴(kuò)增一個DNA分子至少需要的引物數(shù)目等于新合成的DNA子鏈數(shù)目；兩種引物分別與DNA母鏈之間發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，并不是兩種引物之間發(fā)生堿基互補(bǔ)配對；DNA聚合酶只能從引物的3′端連接脫氧核苷酸，從而使子鏈DNA分子的復(fù)制方向只能是5′端→3′端。 【答案】　B 3．下列屬于PCR技術(shù)的條件的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：67850057】 ①單鏈的脫氧核苷酸序列引物　②目的基因所在的DNA片段?、勖撗鹾塑账帷、芎颂呛塑账帷、軩NA連接酶　⑥耐熱的DNA聚合酶?、逥NA限制性核酸內(nèi)切酶 A．①②③⑤　　　　　　　 B．①②③⑥ C．①②③⑤⑦ D．①②④⑤⑦ 【解析】　PCR技術(shù)的條件：模板，本題為第②項；引物，本題為第①項；原料，本題為第③項；酶，本題為第⑥項。 【答案】　B 4．使用PCR儀具體實驗操作順序應(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?、塾米詣尤∫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．①⑤③②④ C．②③⑤①④ D．④②⑤③① 【解析】　PCR反應(yīng)的操作步驟一般分為準(zhǔn)備器材(包括配制配方及將各配方放于實驗臺上)→移液→混合→離心→反應(yīng)，因PCR儀是一種自動控制溫度的儀器，設(shè)計好循環(huán)程序就可以進(jìn)行反應(yīng)了。 【答案】　C 5．下圖是PCR反應(yīng)過程中哪次循環(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，以引物為標(biāo)記，第一次循環(huán)時加入的DNA為模板，兩條DNA鏈可分別由引物Ⅰ和引物Ⅱ與其結(jié)合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每個子代DNA中只有一種引物。 【答案】　A 6．DNA體內(nèi)復(fù)制和PCR分別利用了DNA的哪種特性原理來控制DNA的解聚與結(jié)合(　　) A．酶催化、特異性 B．熱變性、穩(wěn)定性 C．酶催化、熱變性 D．熱變性、多樣性 【解析】　只有解開DNA雙鏈，才能進(jìn)行堿基配對，進(jìn)行DNA的復(fù)制。DNA體內(nèi)復(fù)制時，通過解旋酶打開氫鍵。PCR過程中，無解旋酶來打開雙鏈中的氫鍵，因此DNA的解旋和復(fù)性都是通過控制溫度來完成的，依據(jù)的原理是熱變性。 【答案】　C 7．PCR實驗中用到微量離心管、緩沖液和蒸餾水，使用前必須進(jìn)行的關(guān)鍵步驟是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：67850058】 A．反復(fù)洗滌 B．用酒精擦洗 C．高壓滅菌 D．在－20 ℃保存 【解析】　在PCR實驗中，為了避免外源DNA等因素的污染，微量離心管、槍頭、緩沖液和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌。同時也不能忽視其他操作步驟，如緩沖液和酶應(yīng)該分裝成小份，并且在－20 ℃保存。 【答案】　C 8．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．診斷遺傳病、基因克隆、古生物學(xué) C．DNA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】　本題考查PCR技術(shù)在生活實踐中的應(yīng)用，目前常用于古生物學(xué)研究、刑偵破案、DNA序列測定、基因克隆、遺傳病的基因診斷等方面。 【答案】　D 9．關(guān)于DNA分子測定的以下敘述，不正確的是(　　) A．所用的試劑是二苯胺，該試劑分為A液和B液 B．在測定時應(yīng)將0.1 mLB液加入10 mLA液中混勻后使用 C．在常溫條件下進(jìn)行測定，注意觀察顏色的變化 D．根據(jù)藍(lán)色的深淺，能粗略地比較出擴(kuò)增前后溶液中DNA含量變化 【解析】　測定DNA分子應(yīng)在沸水浴加熱條件下進(jìn)行，不能在常溫條件下進(jìn)行。 【答案】　C 10．在遺傳病及刑事偵破案件中常需要對樣品DNA進(jìn)行分析，PCR技術(shù)能快速擴(kuò)增DNA片段，在幾個小時內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝，有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進(jìn)行分析研究的問題。據(jù)圖回答相關(guān)問題： (1)在相應(yīng)的橫線上寫出引物Ⅱ，并在復(fù)性這一步驟中將引物Ⅱ置于合適的位置。 (2)在相應(yīng)的橫線上寫出循環(huán)一次后生成的DNA分子。 (3)若將作為原料的4種脫氧核苷酸用32P標(biāo)記，請分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________， 循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈占總單鏈的比例為________。 (4)PCR反應(yīng)過程的前提條件是________，PCR技術(shù)利用DNA的________原理解決了這個問題。 (5)在對樣品DNA分析的過程中發(fā)現(xiàn)，DNA摻雜著一些組蛋白，要去除這些組蛋白可加入的物質(zhì)是________。 【解析】　(1)DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，所以引物就提供了3′端，子鏈延伸方向為5′→3′，引物Ⅰ與b鏈部分堿基互補(bǔ)，引物Ⅱ則與a鏈部分堿基互補(bǔ)，且連接到a鏈的3′端，故引物Ⅱ的結(jié)構(gòu)為5′—G—A—OH，復(fù)性結(jié)果為： HO—A—G—5′ 5′—G—G……T—C—3′。 (2)經(jīng)過一次循環(huán)后，產(chǎn)生的兩個DNA分子分別含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。(3)由于作為原料的4種脫氧核苷酸被32P標(biāo)記，所以新合成的子鏈均含有放射性，一次循環(huán)后的兩個DNA中各有一條鏈含32P，若復(fù)制n次，共產(chǎn)生子鏈2n2，其中只有DNA母鏈不含32P，則其所占比例為2/(2n2)＝1/2n。(4)DNA復(fù)制是以兩條母鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行的。因此，首先要解旋，使兩條母鏈的堿基暴露出來，才能按照堿基互補(bǔ)配對原則把相應(yīng)的堿基一個個地連接起來。DNA分子在80～100 ℃的溫度范圍內(nèi)變性，雙鏈解開成單鏈，當(dāng)溫度慢慢降低時，又能重新結(jié)合形成雙鏈。(5)本題考查了DNA中雜質(zhì)蛋白質(zhì)的去除，利用酶的專一性，應(yīng)加入蛋白酶。 【答案】　(1)5′—G—A—OH　將HO—A—G—5′ 填在復(fù)性步驟中5′—G—G……T—C—3′的上面 (2)3′—C—C……A—G—5′ 5′—G—G……T—C—3′ 5′—G—G……T—C—3′ 3′—C—C……A—G—5′ (3)每個DNA分子各有一條鏈含32P　1/2n (4)DNA解旋　熱變性　(5)蛋白酶 [能力提升] 11．DNA擴(kuò)增過程中，DNA片段經(jīng)若干次擴(kuò)增，與其數(shù)目的理論值變化相符的圖是(　　) 【解析】　PCR反應(yīng)中DNA的擴(kuò)增數(shù)目和生物體內(nèi)的DNA復(fù)制是類似的，即1個DNA分子復(fù)制1次，產(chǎn)生2個DNA分子，復(fù)制2次，產(chǎn)生4個DNA分子，呈指數(shù)擴(kuò)增，開始有1個DNA分子為模板，經(jīng)過n次復(fù)制后得到的DNA分子的數(shù)量為2n，與曲線C相符合。 【答案】　C 12．PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比，主要有兩點不同，它們是 (　　) ①PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA ②PCR過程不需要DNA聚合酶 ③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的 ④PCR過程中，DNA不需要解旋，直接以雙鏈DNA為模板進(jìn)行復(fù)制 A．③④ B．①② C．①③ D．②④ 【解析】　PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比，主要有兩點不同：一是PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA，長度通常為20～30個核苷酸。二是在PCR過程中，DNA解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的。 【答案】　C 13．復(fù)性溫度是影響PCR特異性的較重要因素。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(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：67850059】 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．模板鏈加熱解旋已經(jīng)變性，不可能再次結(jié)合 【解析】　DNA分子在80～100 ℃的溫度范圍內(nèi)雙螺旋結(jié)構(gòu)解體，雙鏈打開，在DNA分子復(fù)制時提供模板，這個過程稱為變性。當(dāng)溫度緩慢降低到50 ℃左右時，兩條解旋的單鏈重新結(jié)合成雙鏈，稱為復(fù)性，故D項闡述錯誤。 【答案】　D 14．PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)是一項在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)，如圖表示合成過程，請據(jù)圖分析回答問題。 (1)A過程高溫使DNA變性解旋，對該過程的原理敘述正確的是(　　) A．該過程用到耐高溫的解旋酶破壞氫鍵 B．該過程用到耐高溫的解旋酶酸二酯鍵 C．該過程不需要解旋酶的作用 D．該過程與人體細(xì)胞的過程完全相同 (2)C過程要用到的酶是__________。這種酶在高溫下仍保持活性，因此在PCR擴(kuò)增時可以__________加入，__________(填“需要”或“不需要”)再添加。PCR反應(yīng)除提供酶外，還需滿足的基本條件有： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)如果把模板DNA的兩條鏈用15N標(biāo)記，游離的脫氧核苷酸不做標(biāo)記，控制“94 ℃→55 ℃→72 ℃”溫度循環(huán)3次，則在形成的子代DNA中含有15N標(biāo)記的DNA占__________。 【解析】　PCR技術(shù)用高溫使DNA兩條鏈解開，該過程不需要解旋酶的作用。C過程是鏈的延長，需要DNA聚合酶參與；PCR反應(yīng)除提供酶外，還需要滿足的基本條件有DNA模板、分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物、四種脫氧核苷酸、同時通過控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行等。循環(huán)3次共形成8個DNA分子，其中兩個DNA分子含15N標(biāo)記，占總數(shù)的25%。 【答案】　(1)C　(2)DNA聚合酶　一次　不需要　DNA模板，分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物，四種脫氧核苷酸，同時通過控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行　(3)25% 15．請回答基因工程方面的有關(guān)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，這是因為______________________________。 【解析】　(1)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15/16。②在第三輪循環(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)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，原因：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。 【答案】　(1)①15/16　②三 (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