1、- 1 -多聚酶链式反应扩增 DNA 片段一、选择题1关于 PCR 的说法，错误的是( )APCR 是体外复制 DNA 的技术BPCR 过程中只需要一个模板 DNA、两个引物分子、大量脱氧核苷酸原料C Taq DNA 聚合酶是一种热稳定的 DNA 聚合酶DPCR 利用的是 DNA 双链复制原理解析：选 B PCR 技术是一种在体外迅速扩增 DNA 片段的技术；PCR 过程除需要 DNA 分子双链作为模板、两种引物分子、大量脱氧核苷酸原料外，还需要酶等条件； Taq DNA 聚合酶是一种耐热的 DNA 聚合酶；PCR 技术的原理和 DNA 的复制原理是一样的，都是半保留复制。2关于 DNA 聚合
2、酶催化合成 DNA 子链的说法，正确的是( )A Taq DNA 聚合酶是从深海生态系统中发现的BDNA 聚合酶能特异性地复制整个 DNA 的全部序列C Taq DNA 聚合酶必须在每次高温变性处理后再添加DDNA 聚合酶是以 DNA 为模板，使 DNA 子链从 5端延伸到 3端的一种酶解析：选 D Taq DNA 聚合酶是在热泉中发现的。PCR 扩增的是引物之间的固定长度的DNA 序列。 Taq DNA 聚合酶能耐高温，所以在反应体系中可反复利用而不用另外再添加。DNA聚合酶不能从头开始催化合成 DNA，而只能从 DNA 单链的 3端延伸子链。3多聚酶链式反应是体外酶促合成特异 DNA 片段
3、的一种方法，由高温变性、低温复性及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的 DNA 得以迅速扩增，其简要过程如图所示。下列关于 PCR 技术的叙述错误的是( )APCR 技术是在实验室中以少量 DNA 制备大量 DNA 的技术B反应中新合成的 DNA 又可以作为下一轮反应的模板CPCR 技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增D应用 PCR 技术与 DNA 分子杂交技术可以检测基因突变解析：选 C PCR 技术是体外大量扩增 DNA 的技术，即以少量 DNA 制备大量 DNA 的技术；PCR 技术的原理是 DNA 复制，反应中新合成的 DNA 又可以作为下一轮反应的模板，所需原料是脱氧
4、核苷酸，以指数方式扩增；应用 PCR 技术与 DNA 分子杂交技术可以检测基因突变。4PCR 一般要经过三十多次循环，从第二次循环开始，上一次循环的产物也作为模板参- 2 -与反应，由引物延伸而成的 DNA 单链作模板时将( )A仍与引物结合进行 DNA 子链的延伸B与引物结合进行 DNA 子链的延伸C同时与引物和引物结合进行子链的延伸D无须与引物结合，在酶的作用下从头合成子链解析：选 B 当由引物延伸而成的 DNA 单链作模板时，此单链引物端为 5端，因此与它互补的子链应从另一端开始合成，即与引物结合延伸 DNA 的子链。5在 PCR 扩增 DNA 的实验中，根据设计，一分子 DNA 经 3
5、0 次循环后，应得到约 230个DNA 分子，但结果只有约 210个 DNA 分子。出现该现象的原因可能是( )循环次数不够 Taq DNA 聚合酶活力不够或其活性受到抑制 引物不能与亲链结合 系统设计欠妥A BC D解析：选 B 循环次数过少，产物的量比预期的少； Taq DNA 聚合酶活力不够或其活性受到抑制会导致扩增效率低，得到的产物比预期的少；如果引物设计不合理，则无法进行扩增；PCR 系统设置不妥，将达不到预期的效果。6下列关于 PCR 技术的叙述，正确的是( )APCR 技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上B该技术需要解旋酶和热稳定的 DNA 聚合酶C该技术需要一对特异性
6、的引物，要求一对引物的序列是互补的D该技术应用体内 DNA 双链复制原理，也需要模板、原料、酶等条件解析：选 D PCR 技术不必知道目的基因的全部序列，只需知道部分序列，就可根据已知序列合成引物。PCR 技术不需要解旋酶。PCR 技术需要引物，但引物的序列不能是互补的，否则，在复性时，两种引物通过碱基互补配对结合而失去作用。7下列有关 PCR 的叙述，正确的是( )APCR 所需要的引物只能是 RNABPCR 所需要的原料是核糖核苷酸CPCR 所需要的酶在 60 会变性DPCR 需要在一定的缓冲液中进行解析：选 D PCR 所需的引物是一小段 DNA 或 RNA。PCR 所需要的原料是脱氧核
7、苷酸。PCR 所需要的酶是耐高温的 Taq DNA 聚合酶。8在 PCR 的实验操作中，下列说法正确的是( )在微量离心管中添加各种试剂时，只需要一个枪头离心管的盖子一定要盖严- 3 -用手指轻弹离心管壁离心的目的是使反应液集中在离心管的底部A BC D解析：选 C 在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，以确保实验的准确性；盖严离心管口的盖子，防止实验中外源 DNA 污染；用手指轻轻弹击离心管的侧壁，使反应液混合均匀；离心的目的是使反应液集中在离心管的底部，提高反应效果。9复性温度是影响 PCR 特异性的较重要的因素。变性后温度快速冷却至 4060 ，可使引
8、物与模板发生结合。PCR 的结果可不考虑原来解旋开的两个 DNA 模板链的重新结合，原因不包括( )A由于模板 DNA 比引物复杂得多B引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞C加入引物的量足够多而模板链数量少D模板链加热解旋已经变性不可能再次结合解析：选 D DNA 双链变性解旋后是可以再次结合的，只不过是在 PCR 中，引物量较多，与 DNA 模板链结合机会大，而原来两条母链再次结合的机会小。10如图中 PCR 第二轮产物 a、b、c、d 分别是以 PCR 第一轮产物的哪一条单链 DNA 为模板复制产生的( )A BC D解析：选 D 因为 PCR 的反应过程需要引物，在第
9、二轮循环的产物中，a、d 的引物分别为、，无引物的为模板链(即、)，则 b、c 的模板链分别为、。二、非选择题11PCR 技术是一项在生物体外复制特定的 DNA 片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回答：- 4 -(1)A 过程高温使 DNA 变性解旋，对该过程的叙述，正确的是( )A该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键B该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键C该过程不需要解旋酶的作用D该过程与人体细胞的过程完全相同(2)C 过程要用到的酶是_。这种酶在高温下仍保持活性，因此在 PCR 扩增时可以_加入，_(填“需要”或“不需要”)再添加。PCR 反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有_。(3
10、)如果模板 DNA 分子共有 a 个碱基对，其中含有胞嘧啶 m 个，则该 DNA 复制 10 次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸_个。(4)PCR 中由碱基错配引起的变异属于_。假设对一个 DNA 进行扩增，第一次循环时一条模板链上发生碱基错配，之后正常配对，则扩增若干次后检测所有 DNA 的扩增片段，与原 DNA 相应片段相同的占_。解析：(1)高温所起的作用类似于解旋酶，使双链 DNA 变为单链。(2)C 过程是 PCR 技术的延伸阶段，当系统温度上升至 72 左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸在 DNA 聚合酶的作用下合成新的 DNA 链。 Taq DNA 聚合酶具有耐高温的特性，所以一次性加入
11、即可。(3)在一个双链 DNA 分子中，CT 占碱基总数的一半，则 T 的数目为( a m)个，复制 10 次，新增加了(2101)个 DNA 分子，故需补充胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为(2 101)( a m)个。(4)基因中碱基对的改变属于基因突变。以一个 DNA 进行扩增，第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配，以后按正常配对方式进行扩增，以错配链作为模板扩增的都是错误的 DNA 分子，原正常链扩增得到的 DNA 分子都是正常的 DNA 分子，故若干次后检测所有 DNA 的扩增片段，与原DNA 相应片段相同的占 3/4。答案：(1)C (2) Taq DNA 聚合酶 一次 不需要 DNA
12、模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸，同时通过控制温度使 DNA 复制在体外反复进行 (3)(2 101)(a m) (4)基因突变 75%(或 3/4)12请回答基因工程方面的有关问题：(1)利用 PCR 技术扩增目的基因，其原理与细胞内 DNA 复制类似(如下图所示)。- 5 -图中引物为单链 DNA 片段，它是子链合成、延伸的基础。从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例为_。在第_轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 片段。(2)设计引物是 PCR 技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下
13、图)，请分别说明理由。第 1 组：_；第 2 组：_。(3)PCR 反应体系中含有热稳定 DNA 聚合酶，下面的表达式不能正确反映 DNA 聚合酶的功能，这是因为_。解析：(1)从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例为15/16。在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 片段。(2)某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，原因：引物和引物局部发生碱基互补配对而失效；引物 自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。(3)DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链上。答案：(1)15/16 三(2)引物和引物局
14、部发生碱基互补配对而失效引物 自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3)DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链上13如图为细胞内 DNA 复制过程示意图，该过程在体外也可进行，以获得大量相同的DNA 片段，该项技术被称为 PCR 技术，又称多聚酶链式反应，请分析回答：- 6 -(1)PCR 过程与细胞内 DNA 复制相比，主要不同点是_。(2)PCR 技术过程的三个步骤是：_、_、_。(3)假设 PCR 过程中，只用一个 DNA 片段作为模板，30 次循环后，理论上反应物中有_个这样的 DNA 片段。(4)PCR 技术能在几小时内将微量的 DNA 片段特异性地
15、扩增上百万倍，从而解决了样品中DNA 含量低，难以分离的难题，试举两例，说明 PCR 技术的应用：_。解析：(1)PCR 过程与细胞内 DNA 复制相比，主要不同点是：PCR 过程是高温变性解旋，不需要解旋酶。(2)PCR 的每次循环可以分为变性、复性和延伸三个步骤。(3)由于一个 DNA片段作为模板，一次循环能产生 2 个 DNA 片段，所以 30 次循环后，反应物中大约有 230个这样的 DNA 片段。(4)PCR 技术有广泛的应用，可以用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、亲子鉴定等方面。答案：(1)PCR 过程是高温变性解旋，不需要解旋酶 (2)变性 复性 延伸 (3)2 30 (4)刑侦破案、亲子鉴定、疑难疾病的诊断、基因序列分析等
