高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程本章综合与测试课后作业题

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1.(不定项)()利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n次,有关该过程的相关说法正确的是( )
A.测定DNA分子两端的核苷酸序列,以便设计引物对
B.共有(2n-1)对引物参与子代DNA分子的合成
C.向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等
D.保持反应体系温度恒定,确保扩增的正常进行
2.(不定项)(2020首都师范大学附中高三开学考试改编,)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针(探针是指以放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记的已知核苷酸序列的核酸片段),当Taq DNA聚合酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。相关叙述错误的是( )
A.引物与探针均具特异性,与模板结合时遵循碱基互补配对原则
B.反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关
C.若用cDNA(部分基因文库)作模板,上述技术也可检测某基因的转录水平
D.Taq DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的3'端向5'端延伸
3.()利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是( )
A.延伸的温度必须大于复性温度,而小于变性温度
B.设计引物时需要避免引物之间碱基互补配对而造成引物自连
C.复性温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物
D.第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例为15/16
4.(2020江苏扬州高三二模,)PCR是利用体内DNA复制的原理,进行生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。请回答有关问题:
(1)PCR反应的基本步骤是 。
(2)科学家研究发现DNA聚合酶只能催化 方向的聚合反应。图1表示细胞内染色体DNA的复制过程,有一条子链是先合成短的DNA片段(称为冈崎片段),再形成较长的分子,可推测参与以上过程的酶有 。在PCR过程中无冈崎片段形成的原因是
。
图1
(3)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图2所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后,子链的延伸立即终止。某同学现有一些序列为5'—GCCTAAGATCGC—3'的DNA分子单链片段,通过PCR技术获得以碱基“C”为末端(3'为碱基C)不同长度的子链DNA片段,将以上子链DNA片段进行电泳分离可得到 种不同长度的子链DNA片段。为使实验顺利进行,在PCR反应管中除了单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等物质外,还需要加入下列哪组原料: 。
A.dGTP、dATP、dTTP
B.dGTP、dATP、dTTP、dCTP、ddCTP
C.dGTP、dATP、dTTP、dCTP
D.ddGTP、ddATP、ddTTP、ddCTP
图2
(4)以下为形成单链DNA后,再进行PCR扩增示意图。据图3分析回答:
图3
催化①过程的酶是 ;核酸酶H的作用是 。如果某RNA单链中一共有80个碱基,其中C有15个,A与U之和占该链碱基含量的40%,经过以上若干过程后共获得8个双链DNA,此过程中至少需加入G参与组成的核苷酸数量为 个(以上过程不考虑引物)。
专题强化练1 PCR扩增技术
1.AB 利用PCR技术扩增DNA时需要引物的参与,因此需要测定DNA分子两端的核苷酸序列,以便设计引物对,A正确;DNA分子复制方式为半保留复制,扩增n次后,有(2n-2)个DNA分子是重新合成的,且每个DNA分子含1对引物,而含最初模板链的2个DNA分子中含有1对引物,因此扩增n次后共有(2n-1)对引物参与子代DNA分子的合成,B正确;PCR技术中DNA双链解开不需要解旋酶,且利用PCR扩增DNA分子是在较高温度下进行的,因此需要耐高温的DNA聚合酶,C错误;PCR扩增的过程一般为高温变性、低温复性、中温延伸,可见整个过程中不需要保持恒温,D错误。
2.D 引物与探针的本质都是核苷酸序列,二者均具特异性,与模板结合时遵循碱基互补配对原则,A正确;题干中提出“每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针”,并且“每扩增一次,就有一个荧光分子生成”,因此反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关,B正确;由于cDNA是以某基因转录形成的mRNA为模板反转录形成的,能反映细胞转录的基因种类和水平,所以若用cDNA作模板,上述技术也可检测某基因的转录水平,C正确;由题图可知,Taq DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸,D错误。
3.D PCR过程中,变性温度需要达到90 ℃以上,复性需将温度下降到50 ℃左右,延伸需将温度上升到72 ℃左右,因此延伸的温度要大于复性温度而小于变性温度,A正确;设计引物时,需要避免引物之间碱基互补配对而造成引物自连,B正确;复性的目的是使两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合,高温条件下,DNA变性,解聚为单链,因此复性温度过高可能引起两种引物不能与两条单链DNA结合,进而导致PCR反应得不到任何扩增产物,C正确;DNA复制为半保留复制,第四轮循环即DNA复制4次,共形成24=16(个)DNA分子,其中含有最初模板链的2个DNA分子中一个含有引物A(或引物B),另一个含有引物B(或引物A),其余14个DNA分子均含有引物A和引物B,所以第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例为14/16=7/8,D错误。
4.答案 (1)变性、复性、延伸 (2)5'→3' 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶 细胞内是边解旋边复制,PCR过程是先完全解旋再复制 (3)3 B (4)反转录酶 切除RNA(水解RNA) 384
解析 (1)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,基本步骤是变性、复性、延伸。(2)DNA聚合酶只能识别DNA的3'端,因此DNA聚合酶只能催化5'→3'方向的聚合反应。图1表示细胞内染色体DNA的复制过程,该过程需要解旋酶、DNA聚合酶,并且还要将冈崎片段形成较长的分子,因此还需要DNA连接酶。DNA复制在细胞内是边解旋边复制,而PCR过程是先完全解旋再复制,因此在PCR过程中无冈崎片段形成。(3)序列为5'—GCCTAAGATCGC—3'的DNA分子单链片段,根据PCR技术可以获得以碱基“C”为末端(3'为碱基C)不同长度的子链DNA片段分析该序列,能得到3种不同长度的子链DNA片段。DNA复制需要以脱氧核苷三磷酸为原料延伸DNA片段,通过PCR技术获得以碱基“C”为末端(3'为碱基C)不同长度的子链DNA片段,需让其在“C”终止,因此需加入ddCTP(终止用)。(4)题图3中①过程是RNA反转录合成DNA的过程,催化①过程的酶是反转录酶。在核酸酶H的作用下,DNA和模板RNA分离,因此核酸酶H可切除RNA。某RNA单链中一共有80个碱基,A与U之和占该链碱基含量的40%,因此G+C占60%,G+C一共为80×60%=48(个),对应的DNA分子中,G+C=2×48=96(个),DNA中G=C,因此DNA中G为48个,则合成8个DNA分子,一共需消耗8×48=384(个)G参与组成的核苷酸。
1.AB
2.D
3.D