人教版高中生物选修1专题5课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段练教师版

选修1专题5课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段（练）
1.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,端连接脱氧核甘酸
【答案】B
【解析】引物是一小段单链DNA或RNA,可与DNA母链通过碱基互补配对进行结合，A错误；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，B正确；引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合，两种引物之间不能发生碱基互补配对，C错误；DNA聚合酶只能从引物的3,端连接脱氧核昔酸，D错误。

2.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的基因）后再重组表达。

下列相关叙述正确的是（）
A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B.用PCR方法扩增目的基因时需要知道基因的全部序列
C.PCR体系中G-C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度
D.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
【答案】C
【解析】设计扩增目的基因的引物时，要考虑表达载体相关序列，从而保证目的的基因能与表达载体相连接及正常表达，A错误；用PCR方法扩增目的基因的前提是：要有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根据这一序列合成引物，因此不需要知道基因的全部序列，B错误；在每个双链DNA分子中，碱基对A与T 之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，且DNA分子含有的氢键数越多，其热稳定性就越高，因此PCR 体系中G-C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度，C正确；PCR体系中一定要添加耐高温的热稳定DNA 聚合酶，而从受体细胞内提取的DNA聚合酶不耐高温，D错误。

3.有关PCR技术的说法，不正确的是（）
A.PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B.PCR技术的原理是DNA双链复制
C.利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核甘酸序列
D. PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
【答案】D
【解析】A、PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，A正确;
B、PCR技术以解开的双链作为模版，利用的原理是DNA复制，B正确；
C、前提是要有一段已知目的基因的核甘酸序列以便合成引物，C正确；0、双链DNA模版在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA，可见该过程不需要解旋酶解开双链DNA，D错误.
4.有关PCR技术的说法，不正确的是（）
A.PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B.PCR技术的原理是DNA双链复制
C.利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核甘酸序列
D.PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
【答案】D
【解析】A、PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，A正确;
B、PCR技术以解开的双链作为模版，利用的原理是DNA复制，B正确；
C、前提是要有一段已知目的基因的核甘酸序列以便合成引物，C正确；
0、双链DNA模版在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA,可见该过程不需要解旋酶解开双链DNA, D错误.
5.引物的作用是（）
A.打开D.NA.双链
B.催化合成D.NA.子链
C.提供模板
D.使D.NA.聚合酶能够从引物的3’端开始复制
【答案】D
【解析】PCR技术的原理是D.NA.复制，而D.NA.的复制需要引物，其主要原因是D.NA.聚合酶只能从3,端延伸D.NA.链。

因此，引物的作用是使D.NA.聚合酶能够从引物的3’端开始复制。

6.复性温度是影响PCR特异性的较重要因素。

变性后温度冷却至40℃〜60℃,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（）
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.模板链加热解旋已经变性不可能再次结合
D.加入引物的量足够多而模板链数量少
【答案】C
【解析】复性的原理是碱基互补配对，解旋后DNA分子变成单链，碱基序列未发生改变，冷却后仍可以进行复性，C项错误。

7.PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，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
【答案】C
【解析】
①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA,①正确；②PCR过程需要耐高温的DNA聚合酶，②错误；③ 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，③正确；④PCR过程中，DNA 不依靠解旋酶解旋，而是利用高温解旋，然后以单链DNA为模板进行复制，④错误。

故C正确。

8.PCR技术中下列说法错误的有几项（）
①复性的目的是使原来分开的DNA的两条单链重新连接成双链
②PCR技术是扩增完整的DNA分子
③DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从5,端延伸DNA链
④DNA引物在细胞外可在DNA聚合酶的作用下合成
A.有一项
B.有二项
C.有三项
D.有四项
【答案】D
【解析】PCR全称为聚合酶链式反应，PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，原理是DNA复制，前提条件是要有一段已知目的基因的核甘酸序以便合成一对引物，条件还包括模板DNA、四种脱氧核甘酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶），具体过程有①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链.PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。

故D正确。

9.下列关于PCR的描述中，正确的是（）
①PCR是一种酶促反应②引物决定了扩增的特异性③扩增DNA利用了热变性的原理④扩增的对象是氨基酸序列
A.①②④
B.②③④
C.①③④
D.①②③
【答案】D
【解析】PCR技术的概念是PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，原理是DNA复制，前提条件是要有一段已知目的基因的核甘酸序列以便合成一对引物，条件还包括模板DNA、四种脱氧核甘酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶），具体过程有①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链. PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。

10.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱。

其中1号为DNA标准样液（Marker ）, 10号为蒸馏水，PCR时加入的模板DNA如图所示。

据此做出的分析，错误的是（）
A.PCR产物的分子大小在250 - 500bp之间
B.3号样品为不含目的基因的载体DNA
C.9号样品对应植株不是所需的转基因植株
D.10号确定反应体系等对结果没有干扰
【答案】B
【解析】PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段，4〜9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250〜500bp, A 正确；3号PCR结果包含250〜500bp片段，应包含目的基因，B错误；9号PCR结果不包含250〜500bp 片段，所以不是所需转基因植株，C正确；10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，D正确。

11.金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。

PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：
模板DNA 回物］用物2 -一 ^7—
EE3 --------------------- EWI
9代|步则.二二常嬴嬴
—厘72. f—炭
55t 步骤2 0 ------------------- 叼-・
，—————E2J
r—1 K?71
------- - .. 55X：f1.2
7r 步罂a _________
⑴）从高表达M T蛋白的例组织中提取mRNA,，通过二二一获得用于PCR扩增。

9——9代步狒।-----------------
（2）图中步骤1代表，步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。

（3） PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。

退火温度过高会破 _____ 的碱基配对。

退火温度的设 定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但 __________ 的引物需要设定更高的退火温度。

（4）如果PCR 反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有 ________ （填序号：①升高退火温 度 ②降低退火温度 ③重新设计引物）。

【答案】（1） 逆转录cDNA （2） 变性 （3）引物与模板GC 含量高（4）②③
【解析】（1）PCR 扩增目的基因，首先要有目的基因作为模板，所以从高表达MT 蛋白的生物组织中提取 mRNA ，通过逆转录获得cDNA ，从而用于PCR 扩增。

（2）构建重组质粒，首先用限制酶切割含目的基因 的DNA 片段和质粒，所以位于目的基因两端的引物中需要增加适量的限制酶位点。

设计的引物之间不能有 碱基互补配对，否则引物自连，不能与模板相连。

（3）图中步骤1、2、3分别表示变性、退火、延伸，这 三个步骤组成一轮循环。

（4）退火表示引物与模板链相连，若温度过高会破坏引物与模板的碱基配对。

由 于G-C 间三个氢键，A-T 间两个键，所以G-C 含量越高的引物，退火温度越高。

（5）PCR 反应得不到任何 扩增产物，可能是退火温度过高，导致引物与模板不能相连，或引物间相互配对，引物自连，不能与模板 相连，可通过降低退火温度或重新设计引物进行改进。

12.近十年来，PCR 技术（多聚酶链式反应）成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA 半保留复制，在试管中进行DNA 的人工复制（如图），在很短的时间内，将DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，
使实验所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。

加热至94（降温至561加热至72℃）
DNA 样品 单链DNA 寡聚核甘酸引物游离核苦酸连接 两个完整的双 模板 与DNA 单链形 到DNA 单链上 链DNA 分子 成配对结构
（1）PCR 技术能把某一 DNA 片段进行扩增，依据的原理是：。

⑵加热使DNA 双链打开，这一步是打开 ______ 键，称为_______ ，在细胞中是在 的作用下
使此键断裂。

⑶当温度降低时，引物与模板 端结合，在DNA 聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合
成2个DNA 分子，此过程中加入四种脱氧核甘三磷酸的目的是 ________________ ，遵循的原则
是 _________________ 。

\ 解旋
Z
游离核甘酸
(4) PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件.即：液体环境、适宜的和。

(5)PCR 一般要经历三十多次循环，每次循环可分为_______ 、、三个步骤。

【答案】(1)DNA分子具有双螺旋结构和DNA分子中碱基的互补配对⑵氢解旋解旋酶(3) 3’ 既是
原料，又能提供能量碱基互补配对原则(4)温度酸碱度⑸变性、退火和延伸
【解析】(1)PCR技术又称聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA分子的核酸合成技术。

PCR技术能把某一 DNA片段进行扩增，依据的原理是：DNA分子具有双螺旋结构和DNA分子中碱基的互补配对。

(2)加热使DNA双链打开，这一步是打开氢键，称为解旋；在细胞中是在解旋酶的作用下使此键断裂。

(3)当温度降低时，引物与模板3’端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA 分子，此过程中加入的四种脱氧核甘三磷酸既是原料，又能提供能量；遵循的原则是碱基互补配对原则。

(4)PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件.即：液体环境、适宜的温度和酸碱度。

(5)PCR 一般要经历三十多次循环，每次循环可分为变性、退火和延伸三个步骤。