1、1第 4章 生物化学与分子生物学技术实践 第 2节 分子生物学技术学业分层测评(建议用时：45 分钟)学业达标1下列有关 PCR技术的叙述，不正确的是( )APCR 技术利用的是碱基互补配对原则BPCR 技术可用于基因诊断，判断亲缘关系等CPCR 技术需在体内进行DPCR 技术可能为变性、退火、延伸三个阶段【解析】 PCR 技术是聚合酶链式反应的简称，是在体外快速大量复制 DNA片段的一种新技术。【答案】 C2下列有关 PCR技术中引物的叙述，正确的是( )A引物是一小段 DNA分子或双链 RNA分子B扩增一个 DNA分子至少需要的引物数目等于新合成的 DNA子链数目C两种引物之间能够发生碱基
2、互补配对DDNA 聚合酶只能从引物的 5端连接脱氧核苷酸【解析】 引物是一小段单链 DNA分子或单链 RNA分子；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，则扩增一个 DNA分子至少需要的引物数目等于新合成的 DNA子链数目；两种引物分别与 DNA母链之间发生碱基互补配对，并不是两种引物之间发生碱基互补配对；DNA 聚合酶只能从引物的 3端连接脱氧核苷酸，从而使子链 DNA分子的复制方向只能是 5端3端。【答案】 B3下列属于 PCR技术的条件的是( )【导学号：67850057】单链的脱氧核苷酸序列引物 目的基因所在的 DNA片段 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
3、DNA 连接酶 耐热的 DNA聚合酶 DNA 限制性核酸内切酶A BC D【解析】 PCR 技术的条件：模板，本题为第项；引物，本题为第项；原料，本题为第项；酶，本题为第项。【答案】 B4使用 PCR仪具体实验操作顺序应为( )2设计好 PCR仪的循环程序 按配方准备好各组分 用自动取液器在微量离心管中依次加入各组分进行 PCR反应 离心使反应液集中在离心管底部A BC D【解析】 PCR 反应的操作步骤一般分为准备器材(包括配制配方及将各配方放于实验台上)移液混合离心反应，因 PCR仪是一种自动控制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了。【答案】 C5下图是 PCR反应过程中哪次循环的产
4、物( )A第一次循环 B第二次循环C第三次循环 D第四次循环【解析】 在 PCR反应中，以引物为标记，第一次循环时加入的 DNA为模板，两条DNA链可分别由引物和引物与其结合并在 DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每个子代 DNA中只有一种引物。【答案】 A6DNA 体内复制和 PCR分别利用了 DNA的哪种特性原理来控制 DNA的解聚与结合( )A酶催化、特异性 B热变性、稳定性C酶催化、热变性 D热变性、多样性【解析】 只有解开 DNA双链，才能进行碱基配对，进行 DNA的复制。DNA 体内复制时，通过解旋酶打开氢键。PCR 过程中，无解旋酶来打开双链中的氢键，因此 DNA的解旋和复性都
5、是通过控制温度来完成的，依据的原理是热变性。【答案】 C7PCR 实验中用到微量离心管、缓冲液和蒸馏水，使用前必须进行的关键步骤是( ) 【导学号：67850058】A反复洗涤 B用酒精擦洗C高压灭菌 D在20 保存【解析】 在 PCR实验中，为了避免外源 DNA等因素的污染，微量离心管、枪头、缓冲液和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。同时也不能忽视其他操作步骤，如缓冲液和酶应该分装成小份，并且在20 保存。【答案】 C38关于 PCR技术的应用，错误的一项是( )A古生物学、刑侦破案、DNA 序列测定B诊断遗传病、基因克隆、古生物学CDNA 序列测定、基因克隆、刑侦破案D诊断遗传病、合成核苷
6、酸、DNA 序列测定【解析】 本题考查 PCR技术在生活实践中的应用，目前常用于古生物学研究、刑侦破案、DNA 序列测定、基因克隆、遗传病的基因诊断等方面。【答案】 D9关于 DNA分子测定的以下叙述，不正确的是( )A所用的试剂是二苯胺，该试剂分为 A液和 B液B在测定时应将 0.1 mLB液加入 10 mLA液中混匀后使用C在常温条件下进行测定，注意观察颜色的变化D根据蓝色的深浅，能粗略地比较出扩增前后溶液中 DNA含量变化【解析】 测定 DNA分子应在沸水浴加热条件下进行，不能在常温条件下进行。【答案】 C10在遗传病及刑事侦破案件中常需要对样品 DNA进行分析，PCR 技术能快速扩增
7、DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的 DNA拷贝，有效地解决了因为样品中 DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。据图回答相关问题：(1)在相应的横线上写出引物，并在复性这一步骤中将引物置于合适的位置。(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的 DNA分子。(3)若将作为原料的 4种脱氧核苷酸用 32P标记，请分析循环一次后生成的 DNA分子的特点：_，循环 n次后生成的 DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为_。(4)PCR反应过程的前提条件是_，PCR 技术利用 DNA的_原理解决了这个问题。4(5)在对样品 DNA分析的过程中发现，DNA 掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白
8、可加入的物质是_。【解析】 (1)DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA，只能从 3端延伸 DNA链，所以引物就提供了 3端，子链延伸方向为 53，引物与 b链部分碱基互补，引物则与a链部分碱基互补，且连接到 a链的 3端，故引物的结构为 5GAOH，复性结果为：HOAG55GGTC3。(2)经过一次循环后，产生的两个 DNA分子分别含有引物和引物。(3)由于作为原料的 4种脱氧核苷酸被 32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个 DNA中各有一条链含 32P，若复制 n次，共产生子链 2n2，其中只有 DNA母链不含 32P，则其所占比例为 2/(2n2)1/2 n。(4)D
9、NA 复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的。因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对原则把相应的碱基一个个地连接起来。DNA 分子在 80100 的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。(5)本题考查了 DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶。【答案】 (1)5GAOH 将 HOAG5填在复性步骤中 5GGTC3的上面(2)3CCAG55GGTC35GGTC33CCAG5(3)每个 DNA分子各有一条链含 32P 1/2 n(4)DNA解旋 热变性 (5)蛋白酶能力提升11DNA 扩增过程中，DNA 片段经
10、若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的图是( )【解析】 PCR 反应中 DNA的扩增数目和生物体内的 DNA复制是类似的，即 1个 DNA分子复制 1次，产生 2个 DNA分子，复制 2次，产生 4个 DNA分子，呈指数扩增，开始有1个 DNA分子为模板，经过 n次复制后得到的 DNA分子的数量为 2n，与曲线 C相符合。【答案】 C12PCR 过程与细胞内的 DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是5( )PCR 过程需要的引物是人工合成的单链 DNA或 RNAPCR 过程不需要 DNA聚合酶PCR 过程中 DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的PCR 过程中，DNA
11、 不需要解旋，直接以双链 DNA为模板进行复制A BC D【解析】 PCR 过程与细胞内的 DNA复制过程相比，主要有两点不同：一是 PCR过程需要的引物是人工合成的单链 DNA或 RNA，长度通常为 2030 个核苷酸。二是在 PCR过程中，DNA 解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。【答案】 C13复性温度是影响 PCR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至 4060 ，可使引物和模板发生结合。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( )【导学号：67850059】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
12、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】 DNA 分子在 80100 的温度范围内双螺旋结构解体，双链打开，在 DNA分子复制时提供模板，这个过程称为变性。当温度缓慢降低到 50 左右时，两条解旋的单链重新结合成双链，称为复性，故 D项阐述错误。【答案】 D14PCR(多聚酶链式反应)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，如图表示合成过程，请据图分析回答问题。(1)A过程高温使 DNA变性解旋，对该过程的原理叙述正确的是( )A该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键B该过程用到耐高温的解旋酶酸二酯键C该过程不需要解旋酶的
13、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6外，还需满足的基本条件有：_。(3)如果把模板 DNA的两条链用 15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制“94 55 72 ”温度循环 3次，则在形成的子代 DNA中含有 15N标记的 DNA占_。【解析】 PCR 技术用高温使 DNA两条链解开，该过程不需要解旋酶的作用。C 过程是链的延长，需要 DNA聚合酶参与；PCR 反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有 DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种
14、脱氧核苷酸、同时通过控制温度使 DNA复制在体外反复进行等。循环 3次共形成 8个 DNA分子，其中两个 DNA分子含 15N标记，占总数的 25%。【答案】 (1)C (2)DNA 聚合酶 一次 不需要 DNA 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)25%15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(如图所示)。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
15、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_。7【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
