2019-2020学年高中生物课时作业十分子生物学技术含解析苏教版选修1

课时分层作业（十）
（建议用时：45分钟）
［基础达标练］
1.下列有关PCR技术的叙述，不正确的是（）
A. PCR技术利用的是碱基互补配对原则
B. PCR技术可用于基因诊断，判断亲缘关系等
C. PCR技术需在体内进行
D. PCR技术可能为变性、退火、延伸三个阶段
C ［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。

］
2 .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互补配对
D. DNA聚合酶只能从引物的5'端连接脱氧核苷酸
B ［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T 3'端。

］
3 .下列属于PCR技术的条件的是（）
①单链的脱氧核苷酸序列引物②目的基因所在的DNA片段③脱氧核苷酸④核糖核
苷酸⑤DNA连接酶⑥耐热的DNA聚合酶⑦DNA限制性核酸内切酶
A. ①②③⑤
B.①②③⑥
C.①②③⑤⑦
D.①②④⑤⑦
B ［PCR技术的条件：模板，本题为第②项；引物，本题为第①项；原料，本题为第③ 项；酶，本题为第⑥项。

］
4 .使用PCF仪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用自动取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
移液T混合T离心T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
A. ②③⑤④①
B.①⑤③②④
C.②③⑤①④
D.④②⑤③①
C ［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）T
C ［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。

PCF 过程中，无解旋酶来打开双链中的氢键，因此 DNA 的解旋和复性都是通
过控制温度来完成的，依据的原理是热变性。

7. PCF 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 B. 用酒精擦洗 C.
高压灭菌 D.在—20 C 保存
C ［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 C 保存。

］
&关于PCF 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
C. DNA 序列测定、基因克隆、刑侦破案
D.
诊断遗传病、合成核苷酸、 DNA 序列测定
D ［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。

］
9.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
行反应了。

］
5 .下图是PCR 反应过程中哪次循环的产物 （
）
A .第一次循环 C.第三次循环
引物I
B .第二次循环 D.第四次循环
A ［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I 和引物H 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。

］
6. DNA 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
A .反复洗涤
C ［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。

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：
A^5f —G —G ……T —CT b 链 3 ~C —C ……A — G —5P
95 TC|
5—G —G-—* T —C —3'
55 r | 2 3 4 5
(1) 在相应的横线上写出引物n ，并在复性这一步骤中将引物n 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。

占： 八、、♦
(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
_____________________________________________________________________ ? 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。

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 5'T 3',引物I 与 b 链部分碱基互补，引物n 则与 a 链部
分碱基互补，且连接到 a 链的3'端，故引物n 的结构为
5'— G-A — OH 复性结果为：
HO- A — G- 5' 5' — GG T — C3 'o (2) 经过一次循环后，产生的两个 DNA 分子分别含有引
物I 和引物n 。

(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2n x 2,其中只有DNA 母链不含32P,则其所占比例 为2/(2 n • 2) = 1/2 n o (4)DNA 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80〜100 C 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)5 ' — G- A — OH 将 HO-A — G-5
10 .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 DNA
5r —G-G-0H(引勒［) __________ ｛引物IT )
C*-A —G —51
5*—G-G-OH i'-C —C ........................ A —C —5"
—£
填在复性步骤中5'—G- G••…T—C- 3'的上面
⑵3 ' —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
［能力提升练］
11. DNA扩增过程中，DNA片段经若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的图是（）
C ［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。

］
12 . PCM程与细胞内的DNA M制过程相比，主要有两点不同，它们是（）
①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA
②PCR过程不需要DNA聚合酶
③PCR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
④PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制
A. ③④
B.①②
C.①③
D.②④
C ［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20〜30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。

］
13 . PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，其过程一般经历下述三十多次循环：95 C
下使模板DNA变性（DNA解链）T55 C下复性（引物与DNA模板链结合）宀72 C下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸子链）。

下列有关PCR过程的叙述，错误的是（）
A. 变性破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，利用解旋酶实现
B. 复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成
C. DNA子链延伸过程中需要DNA聚合酶、四种脱氧核糖核苷酸等
D. PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
A ［变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，在PCR过程中通过高温实现，
在细胞内可利用解旋酶实现， A 错误；复性过程中引物与 DNA 莫板链的结合依靠碱基互补配对 原则完成，B 正确；DNA 子链延伸过程中需要 DNA 聚合酶、四种脱氧核糖核苷酸等， C 正确； PCR 技术需要较高的温度，因此PCR 与细胞内DNA 复制相比所需酶的最适温度较高，
D 正确。

］
14 . PCR 侈聚酶链式反应)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 T 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 需满足的基本条件有： _________________________ 。

(3) 如果把模板DNA 的两条链用14 15N 标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制 “94 C T 55 C T 72 C”温度循环
3次，则在形成的子代
DNA 中含有15N 标记的DNA 占
图中引物为单链 DNA 片段，它是子链合成延伸的基础。

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。

［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、四种脱氧核苷酸、同时通过控制温度使
DNA 复制在体外反
15
复进行等。

循环3次共形成8个DNA 分子，其中两个 DNA 分子含 N 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 M 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 M 制类似(如图所示)。

III
火 腿 rrv
A I
w 忡
延
nHV Q 变性
(2) 设计引物是PCF 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。

引物 1- |~~I ~I ~r
A AC TG
引物 Q ------------ 1 ------- 1 ------------ 1一r-r-
CGACT CAT TA
①第1组: ②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
第规引物
引物
引物血
能，这是因为
ONA 變合卿 O
T
［解析］(1)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。

②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：①引物I 和引物n 局部发生碱基互补
配对而失效。

②引物I'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］⑴①15/16 ②三 (2)①引物I 和引物n 局部发生碱基互补配对而失效 ②引物I'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
②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。

第2组引物 C ACTT。