新高考生物一轮复习精品学案 第10单元 强化练21　PCR技术的应用（含解析）

强化练21　PCR技术的应用

1．新型冠状病毒(2019－nCoV)的核酸检测使用逆转录PCR技术。将待测样本处理后，先将样本RNA逆转录成cDNA，再以cDNA为模板进行扩增。请据此回答下列问题：

(1)样本RNA逆转录成cDNA的原料是_____________________________________________。

(2)逆转录PCR反应中使用的DNA聚合酶是从水生耐热菌中分离提取的，该DNA聚合酶优势在于________。

(3)下表是用于2019－nCoV的cDNA扩增的两种引物序列。

①引物1对应的模板链序列(3′－5′)为_______________________________________。

②下图为cDNA的部分序列，引物1和引物2对应的位置分别是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。

(4)PCR技术获取目的基因的优势是_____________________________________________。

(5)目前________(填“能”或“不能”)利用2019－nCoV的遗传物质作为基因工程载体，请说明原因：_____________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)四种脱氧核苷酸　(2)耐高温　(3)①AAGC……　②Ⅱ、Ⅲ　(4)可大量扩增目的基因　(5)不能　2019－nCoV的遗传物质是RNA，细胞生物的遗传物质是DNA，目的基因无法整合到2019－nCoV的RNA上，且RNA在细胞中不能稳定存在

2．(2020·山东桓台摸底)如图为转基因抗病毒马铃薯培育过程图，请据图回答有关问题：

(1)PCR技术利用的基本原理是______________________________________________。

利用该技术扩增目标DNA片段(子链的延伸方向从5′端→3′端)，应选择图中的引物____________(填字母)与模板DNA结合。

(2)PCR体系经过n次循环可使DNA数量得到约2n倍的扩增。若反应体系加入m个靶DNA，经3次循环后图中所示目标DNA片段所占的比例为________。

(3)在构建基因表达载体时，常用两种不同的限制酶切割目的基因和质粒，获得不同的黏性末端，其主要目的是______________________________________________________________。

(4)重组细胞经过G、H过程成功培育出了转基因抗病毒马铃薯植株，此过程涉及的细胞工程技术是____________________，该技术广泛应用于____________________、____________等育种过程。

(5)研究表明，转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物，从而对生态环境造成潜在的危害。因此，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的________(填“细胞核”或“叶绿体”)基因组中，以防止目的基因通过花粉向其他植物扩散。

答案　(1)DNA双链复制　B和E　(2)　(3)防止目的基因和质粒自身环化及反向连接

(4)植物组织培养技术　基因工程育种　单倍体育种　(5)叶绿体

解析　(1)PCR技术扩增目的基因的原理是DNA双链复制。引物是一小段单链DNA，引物5′端的碱基可以与DNA两条链的3′端的碱基进行碱基互补配对，可作为DNA复制的起始点。子链的延伸方向从5′端→3′端，DNA聚合酶从引物的3′端开始延伸DNA链。因此要扩增目的基因，应选用图中的B和E作为引物。(2)PCR体系经过n次循环可使DNA数量得到约2n倍的扩增，则m个靶DNA经3次循环得到8m个DNA分子，目标DNA片段所占的比例为＝。(5)花粉中含有精子，几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，以防止目的基因通过花粉向其他植物扩散。

3．(2020·江苏，33)如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如下图(以EcoRⅠ酶切为例)：

请据图回答问题：

(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种________________酶，它通过识别特定的________________切割特定位点。

(2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′－羟基与5′－磷酸间形成________________；PCR循环中，升温到95 ℃是为了获得____________；Taq DNA聚合酶的作用是催化____________________________________________________________。

(3)若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是________(从引物①②③④中选择，填编号)。

(4)对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是________。

A．5′－AACTATGCG－－－－－－AGCCCTT－3′

B．5′－AATTCCATG－－－－－－CTGAATT－3′

C．5′－GCAATGCGT－－－－－－TCGGGAA－3′

D．5′－TTGATACGC－－－－－－CGAGTAC－3′

答案　(1)限制性核酸内切(或限制)　核苷酸序列

(2)磷酸二酯键　DNA单链　以DNA为模板的DNA链的延伸　(3)②④　(4)B

解析　(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种限制性核酸内切酶，它通过识别特定的核苷酸序列来进行切割。(2)步骤Ⅱ中用DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′－羟基与5′－磷酸间形成磷酸二酯键。PCR循环中，升温到95 ℃是为了解开DNA双链获得DNA单链，TaqDNA聚合酶的作用是催化以DNA为模板延伸形成子链的过程。(3)PCR过程中，根据已知的DNA序列合成两个引物，要注意模板链和引物的方向是相反的，引物的核苷酸序列要能够和相应模板的核苷酸序列发生碱基互补配对，环状DNA图中显示PCR过程是从已知DNA序列的两端分别向相反方向形成子链，一个引物是与已知DNA序列的第一条链的左端互补结合，向右侧方向延伸形成子链，该引物是④，另一个引物是与已知DNA序列的第二条链的右端互补结合，向左侧方向延伸形成子链，该引物是②。(4)图中由片段F形成的环状DNA的未知序列中有一个EcoRⅠ限制酶的切割位点，而EcoRⅠ识别的位点是，因此片段F的单链中的一端应含有“AATTC－－－－－－”序列，另一端应含有“TTAAG－－－－－－”序列，只有B项符合题意。