2017-2018学年高二生物上册学业水平达标检测23.doc

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课时跟踪检测十三 多聚酶链式反应扩增DNA片段
(满分50分　时间25分钟)
一、选择题(每小题3分，共24分)
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技术可分为变性、复性、延伸三个阶段
解析：选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．PCR一般要经过三十多次循环，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，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结合进行子链延伸
D．无需与引物结合，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。
3．在PCR扩增实验中，引物是很重要的。下列属于引物特点的是(　　)
①引物长度一般是80～100个碱基对(bp)为宜
②DNA聚合酶能从引物的5′端开始延伸DNA链
③引物是一小段DNA或RNA
④引物能与DNA母链的一段碱基序列互补配对
A．①②　　　　　　　 　B．③④
C．①③ D．②④
解析：选B　引物长度一般以20～30个碱基对(bp)为宜，包括引物Ⅰ和引物Ⅱ两种。引物太短或太长，都可能降低产物的特异性。引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对；DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，当引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链。
4．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引物不能与母链结合
④系统设计欠妥
A．①②③ D．①②④
C．①③④ D．②③④
解析：选B　解答本题应从PCR扩增过程的条件进行分析：
①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，导致催化效率降低，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，达不到预期的效果。
5．下列有关PCR技术的叙述，不正确的是(　　)
A．聚合酶链式反应，是用DNA聚合酶在体外扩增DNA片段的技术
B．在用PCR技术扩增DNA时，DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似
C．PCR反应需在一定的缓冲溶液中进行，只需提供DNA模板以及四种脱氧核苷酸即可
D．PCR一般经历三十多次循环，每次循环均分为变性、复性和延伸三个阶段
解析：选C　PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供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，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
6．右面为DNA变性和复性示意图，下列相关说法不正确的是(　　)
A．向右的过程为加热(80～100 ℃)变性的过程
B．向左的过程是DNA双链缓慢降温复性
C．变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同
D．图中DNA片段共有2个游离的磷酸基、2个3′端
解析：选C　DNA体外的变性同体内的解旋实质是相同的，都是使氢键断裂，DNA双螺旋打开，只是体内需解旋酶，体外是高温条件。
7．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．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　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。
8.“X基因”是DNA分子上一个有遗传效应的片段，若要用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，需在PCR反应中加入两种引物，两种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。经4轮循环后产物中有五种不同的DNA分子，如图2所示，其中第⑤种DNA分子有几个(　　)

图1

图2
A．2 D．4
C．6 D．8
解析：选D　PCR技术扩增时，由两种引物决定所扩增的片段的特定序列，上一次循环的产物为下一次循环的模板。第一次循环形成①和②，第二次循环形成①②③④四个DNA，以此类推4次循环后共形成16个DNA，其中①②各一个，③④各三个，⑤共8个。
二、非选择题(共26分)
9．(13分)资料显示，近十年来，PCR(聚合酶链式反应)技术成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制(如下图)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答下列有关问题：

(1)加热至95℃的目的是使DNA样品的________键断裂，此过程在生物体细胞内是通过________酶的作用来完成的。
(2)新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是____________________和________________________________________________________________________。
(3)通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为________。
(4)PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可用PCR技术扩增他血液中的(　　)
A．白细胞DNA D．病毒的蛋白质
C．血浆中的抗体 D．病毒的核酸
解析：通过PCR技术使DNA分子大量复制时，同样遵循碱基互补配对原则，其复制方式仍然是半保留复制；复制到第5代即复制了4次；检测一个人是否感染了艾滋病病毒，可以通过检测该人的血液中是否含有病毒核酸来判定。
答案：(1)氢　解旋　(2)DNA分子独特的双螺旋结构　复制过程中严格遵循碱基互补配对原则
(3)　(4)D

10．(13分)请回答PCR技术方面的有关问题：
(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依据图解特点，第四轮循环产物中可以得到16个DNA分子，其中有15个含引物A的单链，以及一个不含引物A的模板链②从图解原DNA与引物A、B的比例关系分析，经三次复制后开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)比较第一组引物的碱基顺序，可以发现引物Ⅰ与引物Ⅱ有两对碱基能发生互补配对形成局部双链结构而失效；而第二组引物中，引物Ⅰ′折叠后会发生碱基互补配对而导致失效。(3)在PCR反应体系中，引物首先与模板DNA单链互补配对形成局部双链DNA片段，然后在DNA聚合酶的作用下将单个脱氧核苷酸依次连接到引物链上。
答案：(1)①　②三
(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

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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