高三生物PCR技术复习试题

高三生物PCR技术复习试题

一、知识回顾

聚合酶链反应法(PCR法)：PCR技术可模拟细胞核内DNA复制的天然过程，可在3～4h内使目的基因扩增上百万倍，达到肉眼可见的量，不需要放射性同位素标记就能分析、检测基因，大大提高了基因检测的灵敏度。具体过程：首先，把DNA加热，使双链分开；然后将人工合成的一段单链核苷酸即DNA引物，黏附到DNA单股螺旋上；之后按照引物就能够复制出DNA来，重复放大50次后就可以制成10亿个基因。在PCR放大过程中的关键是利用耐热DNA聚合酶使少量的DNA在短期内即能扩增数百万倍，便于分析、检测。

二、试题精练

1、PCR技术是一种DNA的扩增技术。在一定条件下，加入模板DNA、DNA聚合酶、dATP、dCTP、dGTP、dTTP可以实现DNA的扩增。据此判断不合理的是

A．dATP在DNA扩增中可以提供能量，同时作DNA合成的原料

B．dTTP完全水解后产物有胸腺嘧啶、磷酸、核糖

C．DNA扩增过程未加解旋酶，可以通过先适当加温的方法破坏氢键，使模板DNA解旋

D．CTP水解脱去两个磷酸基后是组成RNA的基本单位之一

２、多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是：（）

A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现

B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成

C．延伸过程中需要DNA聚合酶、A TP、四种核糖核苷酸

D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高

3、下列有关PCR技术的叙述，不正确的是：（）

A．PCR技术经过变形、复性、延伸三个阶段

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技术是利用碱基互补配对的原则

4、PCR技术扩增DNA,需要的条件是( )

①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA ⑥核糖体

A、①②③④

B、②③④⑤

C、①③④⑤

D、①②③⑥

5、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个）放入PCR仪中扩增4代，那么，在PCR仪中放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数至少应是

A．640 B．8100 C．600 D．8640

6、对禽流感的确诊，先用PCR技术将标本基因大量扩增，然后利用基因探针，测知待测标本与探针核酸的碱基异同。下图P表示禽流感病毒探针基因在凝胶的电泳标记位置，M、N、Q、W是四份送检样品在测定后的电泳标记位置，哪份标本最有可能确诊为禽流感（）

A．M B．N C．Q D．W

7、某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中，发现了一种冰冻的已灭绝的巨大动物的肌肉。他想了解该巨型动

物的DNA 与现今印度大象的DNA 的相似性，于是做了如下检测工作，其中正确的操作步骤及顺序是

①降低温度，检测处理后形成的杂合DNA 双链区段

②通过PCR 技术扩增巨型动物和大象的DNA

③把巨型动物的DNA 导入大象的细胞中

④在一定的温度条件下，将巨型动物和大象的DNA 水浴共热

A.②④③

B.②④③①

C.③④①

D.②④①

8.(8分)聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、

足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分

子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。

（2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。

（3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处：

① 。

② 。

③ 。

答案：（1）32 6200（2分） （2）碱基（脱氧核苷酸）的数目、比例和排列顺序不同（2分）

（3）PCR 技术以DNA 的两条单链为模板合成子代DNA ，转录以DNA 的一条单链为模板合成RNA ；

PCR 技术的原料为脱氧核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸；

二者反应时的催化酶不同 （或其它合理答案）

9．（7分）资料显示，近十年来，PCR 技术（DNA 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：

（1）加热至94℃的目的是使DNA 样品的 键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 酶的作用来完成的。通过分析得出新合成的DNA 分子中，A=T ，C=G ，这个事实说明DNA 分子的合成遵循 。

（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，你认为可以用PCR 扩增血液中的（ ）

A ．白细胞DNA

B ．病毒蛋白质

C ．血浆抗体

D ．病毒核酸

答案：（1）氢， 解旋， 碱基互补配对原则。

（2）DNA 分子中独特的双螺旋结构(或以模板DNA 分子的一条链为模板进行半保留复制)

循环重复

复制过程中严格遵循碱基互补配对原则。

（3）1/16 。（4） D

9．(8分)下面甲图中DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图，乙图示样品 DNA经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增，可以获取大量DNA克隆分子。分析回答：

(1)甲图中含有种核苷酸；丙氨酸的遗传密码子是。该图表示了DNA中遗传信息的

过程。

(2)有一种贫血症是血红蛋白分子的一条多肽链上，一个酪氨酸被一个苯丙氨酸所替代造成的。此种贫血症的根本原因是，即发生了改变。

(3)乙图的“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处? 。

(4)现在要通过“PCR”得到甲图中DNA片段的1024个克隆片段，则至少要向试管中加入

个腺嘌呤脱氧核苷酸。

答案：(1)8 GCC 转录和翻译，

(2)基因突变 DNA的碱基序列(或基因结构)

(3)离体条件，需要高温，高温酶(答上两项即给分)

(4)3069(2分)

10、（8分）PCR技术是把某一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的扩增任何要求的目的或DNA分子片段；电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术，利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质和作亲子法学鉴定。下图中1~4是电泳装置及相应电泳结果。

请回答：

（1）电泳与叶绿体色素分离采用的纸层析法比较，后者使用的介质是________。电泳过程中分子的迁移速率除与本身所带净电荷的多少有关外，你认为还受什么因素影响(至少列出一种)？___________。

（2）PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，是依据什么原理？________________。

（3）图3是把含有21个氨基酸的多肽进行水解，得到的氨基酸混合物进行电泳的结果，故可推知该多肽是由________种氨基酸构成的。

（4）图4通过提取某小孩和其母亲，以及待测定四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成含有若干DNA 片段，并已进行扩增得到的混合物，然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱，请分析：谁是该小孩真正生物学上的父亲？为什么？

答案：（1）层析液分子的大小、形状；凝胶的种类、密度；电泳的电压大小

（2）DNA的复制（3）6

（4）F2是该小孩的生物学上的父亲因为C和F2两者之间的DNA指纹图谱完全相同

11、（7分）PCR技术是一项在短时间内可将DNA分子迅速扩增的方法。它的基本原理与细胞内DNA分子的复制类似。下面是PCR的反应体系及反应条件，请据此回答：

（1）请指出DNA分子复制所需的条件是：、、和。与细胞核中DNA分子复制相比，95℃条件下变性30s的目的是：。反应体系中的缓冲液相当于细胞中的。（2）如果有反应体系中加入模板DNA分子100个，则经过30个循环后，DNA分子的数量将达到个。答案（1）模板、原料、能量和酶；模板DNA分子的解旋；核液；

（2）100×230。

12、（7分）在2004年12月26日发生的印度洋地震海啸灾难中，死亡人数已达到15万，为了帮助辨别遇难者身份，我国政府派出了DNA 鉴定专家组到泰国为遇难遗体做法医病理检验。下列是一组法医检验DNA时常用到的生物技术或物质：

（1）PCR技术是把某一DNA片段在体外酶的作用下，合成许多相同片段的一种方法，利用它能迅速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段；

（2）限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切，不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切以选择目的基因或DNA片段；

（3）电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带电荷不同，把待测分子的混合物放在一定介质（如琼脂糖凝胶）中进行分离和分析的实验技术，利用它能分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质，也可用作亲子法学鉴定。

请阅读上述内容并回答下列问题：

（1）PCR技术能把某一DNA 片段进行扩增，是依据什么原理？；利用PCR技术扩增DNA 片段时用到的“体外酶”通常是指什么酶？。

（2）电泳过程中分子的迁移率除与本身所带电荷的多少有关以外，你认为还受什么因素影响？（至少列出一种）。

（3）如果将含有2条多肽链共48个氨基酸的蛋白质进行彻底的水解，然后再将得到的氨基酸混合物进行电泳，结果如下图1所示。则可推知该蛋白质由种氨基酸构成，该蛋白质水解时需要的水分子数

。

（M 代表母亲，C代表儿子，

F1—F4 代表待测四位男性）

图1 图2 图3

PCR反应体系：50ul

缓冲液 5ul

脱氧核苷酸 1ul (2.5mM)

引物 A 0.5ul

引物 B 0.5ul

Mg2+ 4ul (2.0mM)

DNA聚合酶 0.5ul

模板DNA 1-2ul (100-200ng)

加去离子水补足至50 ul

反应条件：

温度时间

预变性 94℃ 5min

变性 95℃ 30sec

复性 56-60℃ 30sec

延伸 72℃ 30sec

30个循环后72℃延伸5-10min

保温 4℃ 2h

（4）由于每个人的DNA条带（经电泳后）分布图是独一无二的，因此“DNA指纹法”可帮助进行亲子鉴定或帮助司法部门进行案件侦破。如果取某小孩和其母亲、以及另外四位待测男性的DNA，经合适的酶处理以后得到若干DNA片段，再经电泳以后得到“DNA指纹图谱”如上图2所示，请分析：四位男性中谁最可能是该小孩的生物学父亲？。

（5）现以3种不同的限制性内切酶对6.2kb大小的线状DNA进行剪切后，用凝胶电泳分离各DNA片段，实验结果图3所示。请问：3种不同的限制性内切酶在此DNA片段上相应切点的位置是。（请从下列各项中选择）

答案：（1）DNA复制 DNA聚合酶（2）分子大小或分子量

（3）6 46 （4）F2（5） D