2019-2020年高中生物人教版选修1教学案：专题五 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段(含答案)

2019-2020年高中生物人教版选修1教学案：专题五课题2 多聚酶链式反应扩
增DNA片段(含答案)
1．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从
3′端延伸DNA链，因此，DNA的合成方
向总是从子链的5′端向3′端延伸。

2．PCR反应需要DNA模板、两种引物、四种脱
氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶等条件。

3．PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温
度来控制双链的解聚与结合。

4．PCR每次循环都包括变性、复性和延伸三步。

5．DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间
的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指
数扩增。

一、PCR技术的原理
1．细胞内DNA复制的条件[填表]
2．PCR扩增的原理及条件
(1)概念：PCR即多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。

(2)原理：
①子链的合成：DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物，DNA合成的方向总是从子链的5′端向3′端延伸。

②双螺旋的打开：DNA的热变性原理，即：
单链DNA。

双链DNA变性(加热至80～100 ℃)
复性(缓慢冷却)
(3)条件：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、耐热的DNA聚合酶、一定的缓冲溶液以及能自动调控温度的设备。

二、PCR的反应过程
三、PCR技术的实验操作
1.实验用具
(1)PCR仪：该仪器能自动调控温度，实现DNA的扩增。

如果没有PCR仪，可用3个恒温水浴锅代替，操作时按程序在3个水浴锅中来回转移PCR反应的微量离心管。

(2)微量离心管：总容积为0.5 mL，实际上是进行PCR反应的场所。

(3)微量移液器：用于向微量离心管中转移PCR配方中的液体。

2.注意事项
(1)为避免外源DNA等因素的污染，实验中使用的一些用具在使用前必须进行高压灭菌。

(2)所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。

(3)在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头必须更换。

四、DNA含量的测定
1.原理：利用DNA在260_nm的紫外线波段的吸收峰曲线来测定相应含量。

2.计算公式
DNA含量(μg/mL)＝50×(260_nm的读数)×稀释倍数。

1．PCR技术控制DNA的解聚与结合是利用了DNA的()
A．特异性B．稳定性
C．热变性D．多样性
解析：选C DNA分子在80～100 ℃的温度范围内变性，双链解开成单链；当温度缓慢降低时，又能重新结合形成双链。

2．标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是()
A．92 ℃、55 ℃、72 ℃B．72 ℃、55 ℃、92 ℃
C．55 ℃、92 ℃、72 ℃D．80 ℃、55 ℃、72 ℃
解析：选A当温度上升到90 ℃以上(90～96 ℃)时，双链DNA解聚为单链，称之为变性；当温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；当温度上升到72 ℃左右(70～75 ℃)时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在Taq DNA
聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA 链，称为延伸。

3．PCR 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( )
A ．反复洗涤
B ．用酒精擦洗
C ．高压灭菌
D ．在－20 ℃保存
解析：选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 ℃保存。

核心要点(一)| PCR 扩增的原理和过程
1．生物体内的DNA 复制与PCR 反应的比较
2．PCR 的反应过程
(1)变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA 解聚为单链，如图。

(2)复性：当系统温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合，如图。

(3)延伸：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，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如图。

3．PCR反应的结果
从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸。

这样，DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数形式扩增。

[题组冲关]
1．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．③④B．①②
C．①③D．②④
解析：选C PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较，主要有两点不同：①PCR 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；②PCR 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。

2．在进行DNA亲子鉴定时，需大量的DNA。

PCR技术可以使样品DNA扩增，获得大量DNA克隆分子。

该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图，图中黑色长条是引物)。

在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。

(1)PCR需要模板DNA、引物、______________________________________________和
____________________等条件，其中的引物实质上是一种_________________。

(2)图中的变性、延伸分别是指______________________________________________、
________________________。

(3)某样品DNA分子中共含3 000个碱基对，碱基数量满足：(A＋T)/(G＋C)＝1/2，若经5次循环，至少需要向试管中加入______个腺嘌呤脱氧核苷酸。

(不考虑引物所对应的片段)
(4)若下图为第一轮循环产生的产物。

请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。

解析：(1)PCR技术中除需要模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸外，还需要耐热的DNA 聚合酶等条件，其中的引物是一种单链DNA分子或RNA分子。

(2)变性的实质是DNA双链解旋；延伸是以DNA单链为模板，按碱基互补配对原则合成子链的过程。

(3)由(A＋T)/(G ＋C)＝1/2可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例为1/6，在一个DNA分子中的数量为3 000×2×(1/6)＝1 000(个)，5次循环形成的DNA数为32个，所以需要利用原料合成的DNA数相当于32－1＝31(个)，至少需腺嘌呤脱氧核苷酸数为31×1 000＝31 000(个)。

(4)画图的关键是注意引物A、B的位置和所对应的模板链。

答案：(1)四种脱氧核苷酸耐热的DNA聚合酶单链DNA分子或RNA分子(2)模板DNA双链解旋形成单链在DNA聚合酶的作用下，脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链(3)31 000(4)如图
核心要点(二)| PCR技术的实验操作
1．实验操作步骤
2．DNA含量的测定
DNA在260 nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰，峰值的大小与DNA含量有关。

可以利用DNA的这一特点进行DNA含量的测定，具体方法如下：
注：计算公式中的50代表在波长为260 nm紫外波段照射下，吸收峰为1时，DNA含量为50 μg/mL。

[题组冲关]
3．使用PCR仪的具体实验操作顺序应为()
①设计好PCR循环程序②按配方准备好各组分
③用微量移液器向微量离心管中依次加入各组分④进行PCR反应⑤离心，使反应物集中在离心管底部
A．②③⑤④①B．①⑤③②④
C．②③⑤①④D．④②⑤③①
解析：选C PCR反应的操作步骤一般分为准备(包括将配方所需各组分放于实验台上)→移液→混合→离心→反应。

因PCR仪是一种能自动控制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了。

4．下列有关PCR操作过程的叙述，错误的是()
A．PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌
B．PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存
C．PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融化
D．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解析：选C为了防止外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌；所用的缓冲液及酶应分装成小份保存，并使用一次性枪头。

在冰箱中放置的缓冲液和酶从冰箱中取出后应放在冰块上缓慢融化，而不能迅速融化。

[随堂基础巩固]
1．PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，下列说法不．正确的是()
A．PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步
B．PCR所用的解旋酶和DNA聚合酶都具有耐高温的特性
C．延伸的温度大于复性的温度，而小于变性的温度
D．PCR技术可用于基因诊断、判断亲缘关系等
解析：选B PCR技术需要耐高温的DNA聚合酶，不需要解旋酶。

2．DNA的复制需要引物，其主要原因是()
A．可加快DNA的复制速度
B．引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合
C．引物的5′端有助于DNA聚合酶延伸DNA链
D．DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链
解析：选D DNA的两条链是反向平行的，为了明确表示DNA的方向，通常将DNA 的羟基(—OH)末端称为3′端，而磷酸基团的末端称为5′端。

DNA聚合酶不能从5′端开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。

因此DNA复制需要引物，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。

3．符合PCR反应条件的一项是()
①稳定的缓冲液环境②DNA模板③合成引物
④四种脱氧核苷酸⑤Taq DNA聚合酶⑥DNA解旋酶
⑦限制性核酸内切酶⑧温控设备
A．①②③④⑤⑥B．①②③④⑤⑥⑦⑧
C．③④⑤⑥⑦⑧D．①②③④⑤⑧
解析：选D PCR反应模拟生物细胞内DNA复制的条件，只是不需要解旋酶，也不需要基因工程的工具酶(限制性核酸内切酶)。

4．PCR仪实质上是一台自动调控温度的仪器，它调控不同温度的目的是()
①95 ℃使DNA分子变性，失去生物活性
②95 ℃使DNA分子变性，解开螺旋
③55 ℃使DNA分子开始复制、延伸
④55 ℃使DNA分子的两条单链分别与两种引物相结合
⑤72 ℃使DNA分子开始复制、延伸
⑥72 ℃使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性
A．①③⑤B．②③⑤
C．②④⑤D．②④⑥
解析：选C PCR技术在温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解旋变为单链；当系统温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；当系统温度上升到72℃左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、G、C、T)在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

5．如图表示PCR扩增的产物，请分析它是哪次循环的产物()
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：选A在PCR反应中以引物为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ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。

从第二次循环开始，第一次产生的DNA分子又可作为模板参与反应，形成的DNA分子中，只有两个仅一端含有引物，其他DNA分子两端都含有引物。

6．如图所示为DNA变性和复性示意图，相关说法正确的是()
A．向左的过程为加热(80～100 ℃)变性的过程
B．向右的过程是DNA双链迅速制冷复性
C．变性与在生物体内解旋过程的实质相同
D．图中左侧DNA片段共有4个游离的磷酸基团、4个3′端
解析：选C DNA体外的变性和体内的解旋，其实质是相同的，都是使氢键断裂，DNA 双螺旋打开，只是体内解旋需要解旋酶，体外变性需高温条件。

7．PCR技术是把DNA片段在体外酶的作用下，合成许许多多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段，它的基本过程如下图所示：
注：图中短线表示每次扩增过程中需要的引物。

每个引物约含20个脱氧核苷酸，并分别与两条单链DNA结合，其作用是引导合成DNA子链。

(1)PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度上，在PCR中先用95 ℃高温处理的目的是________________；而这一过程在细胞内是通过________实现的。

(2)DNA子链复制的方向是____________，这是由于____________________________
________________________________________________________________________。

(3)在PCR技术中所需要的引物实质上是一种________________。

若将1个DNA分子拷贝10次，则需要在缓冲液中至少加入________个引物。

(4)假定DNA片段含200对脱氧核苷酸，经3次扩增，从理论上计算需要________个游
离脱氧核苷酸。

解析：在PCR中先用95 ℃高温处理的目的是使DNA分子中的氢键断裂，两条链解开，使DNA分子解旋，形成单链。

引物是一种单链DNA或RNA分子，它能与解开的DNA母链的3′端结合，为DNA聚合酶提供结合位点，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，从而决定了DNA子链复制的方向是从子链的5′端到3′端。

在DNA分子扩增时，需要2种引物，由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点，故所需的引物数目等于新合成的DNA子链数目，若将1个DNA分子复制10次，则需要的引物为2×210－2＝(211－2)个。

扩增3次一共形成8个子代DNA片段，需游离的脱氧核苷酸数为(8－1)×400＝2 800个。

答案：(1)使DNA变性(或使DNA的两条链解开)解旋酶(2)从5′端到3′端DNA 聚合酶只能从引物的3′端连接单个脱氧核苷酸分子(3)单链DNA或RNA分子211－2 (4)2 800
[课时跟踪检测]
一、选择题
1．关于PCR的说法，不．正确的是()
A．PCR是体外复制DNA的技术
B．PCR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
D．PCR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
B．DNA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
D．DNA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技术的叙述不．正确的是()
A．PCR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
C．PCR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。

4．PCR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与反应，由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将()
A．仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸
B．与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸
C．同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ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Ⅰ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Ⅱ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30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()
①循环次数不够②Taq DNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制③引物不能与亲链结合④系统设计欠妥
A．①②③B．①②④
C．①③④D．②③④
解析：选B①循环次数过少，产物的量比预期的少；②Taq 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；③如果引物设计不合理，则无法进行扩增；④PCR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()
A．PCR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()
A．PCR所需要的引物只能是RNA
B．PCR所需要的原料是核糖核苷酸
C．PCR所需要的酶在60 ℃会变性
D．PCR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糖核苷酸。

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()
①在微量离心管中添加各种试剂时，只需要一个枪头
②离心管的盖子一定要盖严
③用手指轻弹离心管壁
④离心的目的是使反应液集中在离心管的底部
A．①②③B．①②④
C．②③④D．①③④
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40～60 ℃，可使引物与模板发生结合。

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．②①③④B．①③④②
C．①②④③D．①②③④
解析：选D因为PCR的反应过程需要引物，在第二轮循环的产物中，a、d的引物分别为Ⅰ、Ⅱ，无引物的为模板链(即①、④)，则b、c的模板链分别为②、③。

二、非选择题
11．PCR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：
(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)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，所以一次性加入即可。

(3)在一个双链DNA分子中，C＋T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(210－1)个DNA分子，故需补充胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为(210－1)(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)(210－1)(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)。

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____________。

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。

(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(如下图)，请分别说明理由。

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聚合酶的功能，这是因为_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

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Ⅱ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：(1)①15/16②三
(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ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
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：
(1)PCR过程与细胞内DNA复制相比，主要不同点______________。

(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、复性和延伸三步。

(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)230(4)刑侦破案、亲子鉴定、疑难疾病的诊断、基因序列分析等。