2023届高考生物二轮复习通用版46PCR技术作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习通用版46PCR技术作业含答案，共21页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
专题46 PCR技术
一、单选题
1．（2022高二下·南阳期中）数字PCR技术是一种核酸分子绝对定量技术，其原理如图所示。下列有关叙述错误的是（　　）

A．应根据目的基因的一段已知序列设计两种引物
B．PCR每一循环包括变性、复性和延伸三个过程
C．PCR结束后有靶分子的反应单位能检测出荧光
D．每个反应单位中都需要加入解旋酶和耐高温DNA聚合酶
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此要用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增，A正确；
B、PCR技术中的每个循环由变性、退火(复性)、延伸三个基本反应步骤构成，B正确；
C、荧光的出现是荧光探针水解导致的，荧光探针将首先与模板DNA的相应区段结合（靶分子）， 随着DNA复制延伸至荧光探针部位，导致荧光探针的水解进而产生荧光，显然每个反应单位有无荧光取决于是否含有靶分子，C正确；
D、PCR技术通过高温解旋，不需要解旋酶，所以每个反应单位中都需要加入耐高温DNA聚合酶，D错误。
故答案为：D。

【分析】PCR扩增过程：
（1）变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。
（2）复性：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。
（3）延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高，可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
2．（2022高二下·阜宁期中）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。

已知的DNA序列为：

设计的一些PCR引物为：①5′- AACTATGCGCTCATGA-3′ ②5′- GCAATGCGTAGCCTCT-3′③5′- AGAGGCTACGCATTGC-3′ ④5′- TCATGAGCGCATAGTT-3′
扩增过程选用的引物是（　　）
A．①和④ B．②和③ C．②和④ D．①和③
【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始延伸DNA子链，因为DNA的合成方向总是从子链的5'端向3’端延伸，故为扩增未知序列，选择的与模板链相结合的引物应为5' - TCATGAGCGCATAGTT-3' (引物④)和5'- GCAATGCGTAGCCTCT-3'(引物②)，C符合题意。
故答案为：C。

【分析】PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
3．（2022高三下·湖北月考）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，当Taq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作模板，上述技术也可检测某基因的转录水平
D．Taq酶催化DNA的合成方向总是从子链的3'端向5'端延伸
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】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，A正确；
B、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；
C、由于cDNA是以某基因转录形成的mRNA为模板逆转录形成的，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；
D、由图可知，Taq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。
故答案为：D。

【分析】PCR扩增过程：
（1）变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。
（2）复性：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。
（3）延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
4．（2022高三上·营口期末）dsRNA疫苗是一种新冠病毒疫苗，其制备步骤为：扩增新冠病毒靶向干扰基因，构建重组质粒，该载体导入大肠杆菌扩增并鉴定后，将其与腺病毒载体共同转入特定动物细胞，获得重组腺病毒疫苗。该疫苗在人体细胞内合成dsRNA，以干扰新冠病毒基因的表达，下列说法错误的是（　　）
A．构建重组质粒需用限制酶和DNA连接酶
B．该疫苗在人体细胞内合成dsRNA的过程需要消耗能量
C．该疫苗能诱导人体的特异性免疫发挥作用
D．可用PCR技术快速扩增靶向干扰基因
【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）；免疫学的应用
【解析】【解答】A、构建重组质粒时用同一种限制酶切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒拼接，A正确；
B、dsRNA疫苗本质是新冠病毒，进入人体细胞后，利用人体细胞的原料合成dsRNA，此过程需要消耗能量，B正确；
C、该疫苗在人体细胞内合成dsRNA，以干扰新冠病毒基因的表达，并不能诱导人体的特异性免疫发挥作用，C错误；
D、PCR技术的原理是DNA复制，可以在体外快速扩增靶向干扰基因，D正确。
故答案为：C。

【分析】1、疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。
2、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
3、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
5．（2021·湖北）某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（　　）
A．增加模板DNA的量 B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间 D．提高复性的温度
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】PCR过程中，非特异性产物增加的原因是复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少反应非特异性条带的产生，D正确，A、B、C错误。
故答案为：D。
【分析】PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
6．（2021·山东模拟）新型冠状病毒的检测主要包含核酸检测、抗体检测、抗原检测等几种方法。其中利用实时荧光RT-PCR技术检测新型冠状病毒特异性核酸序列是最常用的方法。RT-PCR是将逆转录（RT）、PCR以及荧光标记等相结合的技术。下列说法错误的是（　　）
A．与抗体检测方法相比，核酸检测能够检测到早期患者和无症状感染者
B．利用上述技术检测新型冠状病毒时，PCR的模板实际上是逆转录得到的cDNA
C．利用上述技术检测新型冠状病毒时，逆转录酶在每次循环中都能够发挥作用
D．RT-PCR反应中需加入样品、脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、引物、逆转录酶等
【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、目前新型冠状病毒的检测方法主要集中在核酸和抗体检测上，因抗体的产生需要一个免疫过程，与抗体检测相比，核酸检测的优点是早期诊断、灵敏度和特异性高等，故核酸检测能够检测到早期患者和无症状感染者，A正确；
B、新冠病毒的遗传物质为RNA，要先将病毒RNA逆转录，再将得到的cDNA进行多聚酶链式反应扩增得到了大量DNA片段，故PCR的模板实际上是逆转录得到的cDNA，B正确；
C、由于PCR反应体系加热至95℃时，逆转录酶会变性失活，因此逆转录酶不能在每次循环中都发挥作用，C错误；
D、RT-PCR技术（聚合酶链式反应）是在实验室以少量样品制备大量DNA的一项生化技术，反应系统中包括微量DNA样品、耐高温的DNA聚合酶、引物、4种脱氧核苷酸、逆转录酶等，D正确。
故答案为：C。

【分析】PCR技术
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
7．（2021·山东）我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类 DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（　　）
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列
D．土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、引子是DNA序列，彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖和四种碱基共6种产物，A错误；
B、真核生物DNA主要存在细胞核中，线粒体和叶绿体中也有，B错误；
C、引子是根据现代人DNA序列设计并合成，C正确；
D、双链DNA分子解旋为单链才能与引子结合，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
2、分析题意可知，“引子“是一段单链DNA序列，根据碱基互补配对的原则去探测古人类DNA中与该序列配对的碱基序列。
8．（2021高三上·普宁月考）下列关于现代生物技术的叙述中，不正确的是(　　)
A．试管苗、试管牛和克隆羊都属于无性生殖且能保持母本性状
B．欲得到多个相同目的基因可采用PCR技术
C．同一植株的体细胞融合后形成的新个体，与原植物可能属于不同物种
D．动物细胞培养过程中CO2的主要作用是维持培养液的pH
【答案】A
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；植物体细胞杂交的过程及应用；动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、试管牛是体外受精获得，属于无性生殖，A错误；
B、PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，B正确；
C、将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，杂种细胞培育成杂种植株，不同种的植物之间具有生殖隔离，不属于同一物种，C正确；
D、动物细胞培养过程中CO2的作用是维持培养液的pH，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
2、动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。 3、植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。进行植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁，进行植物原生质体的融合，形成杂种细胞，再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。不同种的植物之间具有生殖隔离，该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍。
9．（2021·如皋模拟）PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，与人体细胞内DNA分子复制相比，下列有关叙述错误的是（　　）
A．都遵循碱基互补配对原则 B．DNA聚合酶作用的最适温度不同
C．都是边解旋边复制的过程 D．复制方式都是半保留复制
【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA分子的体外复制和体内复制都遵循碱基互补配对原则，A正确；
B、PCR技术是在较高温度条件下进行的，因此PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高，B正确；
C、PCR技术是在较高温度条件下打开双链后进行扩增的，不是边解旋边复制的，C错误；
D、DNA复制方式都是半保留复制，D正确。
故答案为：C。

【分析】1、有关DNA分子的复制： （1）场所：主要在细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行. （2）时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。 （3）特点：边解旋边复制；复制方式为半保留复制（4）条件：模板：亲代DNA分子的两条链；原料：游离的4种脱氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶 。 （4）原则：碱基互补配对原则。A-T，G-C，C-G，T-A。
2、PCR技术 （1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制。 （3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物 （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。 （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
10．（2021高二下·阳江期末）PCR是一种体外扩增DNA的技术，模拟了体内的DNA复制过程。下图是PCR技术原理示意图，下列相关叙述错误的是（　　）

A．物质a是游离的4种脱氧核苷酸
B．过程①中94℃高温的作用相当于解旋酶的作用
C．新合成的子代DNA会恢复双螺旋结构
D．过程①②体现了DNA边解旋边复制的特点
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、分析题图可知，物质a是原料，即游离的四种脱氧核苷酸，A正确；
B、根据PCR的反应原理可知，高温使DNA变性，氢键可自动解开，解旋酶作用于氢键，因此，过程①中94℃高温的作用相当于解旋酶的作用，B正确；
C、由题图③中温延伸，合成子链过程可知，新合成的子代DNA恢复双螺旋结构，C正确；
D、过程①DNA分子氢键全部打开，过程②以其中每一条DNA链为模板，合成子链，因此无法体现DNA边解旋边复制的特点，D错误。故答案为：D。

【分析】 PCR技术
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
11．（2021·武汉模拟）丙型肝炎病毒（HCV）为单链RNA复制病毒，其RNA可直接作为信使，通过宿主细胞合成蛋白质，下列叙述错误的是（　　）
A．HCV的RNA复制时，需先合成其互补链
B．HCV的RNA复制所需的酶是在宿主细胞中合成的
C．抑制RNA复制所需酶的活性可阻断HCV的增殖
D．PCR技术直接扩增RNA可用于HCV感染的早期诊断
【答案】D
【知识点】中心法则及其发展；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、HCV的单链RNA复制时，需先合成其互补链，然后根据其互补链为模板，合成遗传物质RNA，A正确；
B、HCV的RNA复制所需的酶是在宿主细胞中的核糖体上合成的，B正确；
C、丙型肝炎病毒（HCV）为单链RNA复制病毒，抑制RNA复制所需酶的活性可阻断HCV的RNA复制，进而抑制该病毒的增殖，C正确；
D、PCR技术不能直接扩增RNA，需要先逆转录形成DNA，然后在引物作用下合成子代DNA，D错误。
故答案为：D。

【分析】中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
12．（2021高二下·吉林期中）PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。下列有关该技术的叙述，不正确的是（　　）
A．PCR技术的原理是DNA复制
B．变性过程中利用高温使DNA双链解开
C．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的
D．延伸过程需要Taq酶、ATP、四种核糖核苷酸
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】PCR技术包括变性、复性和延伸三个步骤。PCR技术的原理是DNA复制，A项正确；变性过程是利用高温（90-95℃）使DNA双链解开，B项正确；复性过程是将变性后形成的单链DNA分子模板冷却到55-60℃后，使引物与DNA模板链通过碱基互补配对的方式结合，C项正确；延伸过程是在70-75℃下，Taq酶从引物起始进行互补链的合成，该过程需要Taq酶、四种脱氧核苷酸，D项错误。
【分析】 PCR技术
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
13．（2021高二下·福州期中）下列关于PCR技术的叙述，错误的是（　　）
A．PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
B．根据目的基因全部的核苷酸序列设计引物
C．设计引物时需要避免引物之间碱基互补配对
D．退火温度过高，会破坏引物与模板的碱基互补配对
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR是一项利用DNA复制原理在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，A正确；
B、利用PCR技术扩增目的基因时，设计引物序列的主要依据是目的基因两端的部分核苷酸序列，而不必知道据目的基因全部的核苷酸序列，B错误；
C、PCR过程中需要两种引物分子，不同引物能靠碱基互补配对而形成（部分）双链的话会造成引物不能同模板DNA结合，也就不能发生进一步的链式反应，这一点需要避免，C正确；
D、PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键：退火温度过高会破坏引物与模板之间的碱基配对，导致引物与模板不能相连，D正确。
故答案为：B。
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。原理：DNA复制；条件：模板DNA，四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；过程：高温变性、低温复性、中温延伸。
14．（2021高三下·辽宁开学考）PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，下列有关PCR过程的叙述，正确的是（　　）
A．待扩增的DNA两条链的解旋过程需要酶的催化
B．所用引物的长度越短，与模板链结合的特异性越强
C．在子链的形成过程中，dNTP可以提供原料和能量
D．与细胞内DNA复制相比，PCR所需要的酶对高温比较敏感
【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR扩增DNA时，DNA解旋过程是通过高温来实现的，A错误；
B、引物越长，能够配对的概率越低，与模板链结合的特异性越强，B错误；
C、dNTP包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP，在子链的形成过程中，可以提供原料和能量，C正确；
D、PCR所需要的酶为热稳定性DNA聚合酶，其最适温度较高，D错误。
故答案为：C。

【分析】PCR扩增过程：
（1）变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。
（2）复性：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。
（3）延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
15．（2021高二下·湖北月考）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需要在一定的缓冲溶液中才能进行
B．PCR所用的解旋酶和DNA聚合酶都具有耐高温的特性
C．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
D．若以某一DNA片段作为模板，5次循环后理论上反应物中应有32个这样的DNA片段
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR需要在一定的缓冲溶液中才能进行，加入缓冲液主要是为酶提供需要的相关Ca2+以及其他辅助因子，以模仿其最适的扩增条件，A正确；
B、PCR技术中通过高温解旋，不需要采用解旋酶，B错误；
C、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，C正确；
D、若以某一DNA片段作为模板，5次循环后理论上反应物中应有25=32个这样的DNA片段，D正确。
故答案为：B。
【分析】PCR技术
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
16．（2021高二下·湖北月考）下列关于生物技术实践的叙述中正确的是（　　）
A．酵母菌的繁殖能力很强，果酒制作时不需对装置进行消毒处理
B．果酒制成后，只需将装置转移到温度较高的环境中即可制作果醋
C．PCR术中，引物I和引物Ⅱ的碱基序列不能互补
D．果酒、果醋、腐乳的制作中有机物的分解都在微生物的细胞内
【答案】C
【知识点】果酒果醋的制作；腐乳的制作；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、果酒制作过程中，为了防止杂菌污染，需要对所用的装置进行消毒处理，A错误；
B、醋酸菌属于好氧菌，且发酵所需温度更高，因此果酒制成后需要将装置转移到温度较高的环境中，并且需要通入无菌空气才可制作果醋，B错误；
C、PCR技术扩增目的基因时所用两种引物的碱基序列不能互补，否则引物之间互相结合，就不会与模板链结合了，C正确；
D、果酒、果醋的制作中有机物的分解都在微生物的细胞内进行，但腐乳的制作中有机物的分解是在微生物的细胞外进行，D错误。
故答案为：C。
【分析】果酒制作菌种是酵母菌，代谢类型是兼性厌氧型真菌，属于真核细胞，条件是18~25℃、前期需氧，后期不需氧。
果醋制作的菌种是醋酸菌，代谢类型是需氧型细菌，属于原核细胞，条件是30~35°℃、一直需氧。
腐乳的制作原理：参与豆魔发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霾，其代谢类型为异荠需氧型，适宜温度为15°~18℃；毛霉能够产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪。
PCR技术扩增目的基因时所用两种引物的碱基序列互补，则引物之间互相结合，不能结合模板链，使得新链不能合成，不能完成DNA扩增。
17．（2021高二下·湖北月考）PCR反应过程中，引物的作用是（　　）
A．打开DNA双链，便于复制进行
B．提供3'端羟基作为DNA合成的起点
C．催化合成DNA子链，以形成新的双螺旋
D．提供5'端羟基作为DNA合成的起点
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】PCR技术的原理是DNA复制，而DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。因此，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始复制，即B正确，ACD错误。
故答案为：B。
【分析】PCR技术
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
18．（2021高二下·榆林月考）下列有关PCR技术的说法，不正确的是（　　）
A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
C．PCR技术的原理是DNA双链复制
D．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，A正确；
B、PCR技术中通过高温解旋，不需要解旋酶，B错误；
C、PCR技术的原理是DNA双链复制，C正确；
D、利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，D正确。
故答案为：B。

【分析】 PCR扩增技术中文名称为聚合酶链式反应，关于PCR技术扩增目的基因简介：
1、原理：DNA双链可以进行半保留复制；
2、过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成；
3、条件：模板，引物，热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶）；
4、特点：使微量的DNA大幅增多。
二、综合题
19．（2022·全国乙卷）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是　 　，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的　 　来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是　 　。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明　 　（答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明　 　。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是　 　。
【答案】（1）逆转录酶或反转录酶
（2）特异性核苷酸序列；退火或复性
（3）曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者
（4）获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）以病毒RNA为模板合成cDNA的过程是逆转录过程，需要逆转录酶的参与。
故答案为：逆转录酶或反转录酶。
（2）引物需要有一段已知目的基因的核苷酸序列来合成，核苷酸的特异性越高，引物的准确性越高。PCR过程中需要高温变性（DNA解旋过程）；低温复性（也可称为退火，引物结合到互补链DNA上），中温延伸（合成子链）。
故答案为：特异性核苷酸序列；退火或复性。
（3）新冠病毒的检测包括核酸检测和抗体检测，核酸检测为阳性则说明体内含有新冠病毒，阴性说明体内不含有新冠病毒，抗体检测阴性说明体内不含新冠病毒抗体，阳性说明体内含有新冠病毒抗体；若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明曾感染新冠病毒，已康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明已感染新冠病毒，是患者。
故答案为：曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者。
（4）通过基因工程技术获得蛋白S，基因工程的基本操作流程为目的基因的获取（获取S蛋白基因）→基因表达载体的构建（构建S蛋白基因与运载体的表达载体）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定（检测受体能否产生S蛋白）。
故答案为： 获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）。
【分析】1、核酸检测的原理：新冠病毒需要在宿主细胞中进行增殖，所需要的原料和能量来自于人体（宿主）细胞；该病毒的基因组是指病毒体内以核苷酸序列形式存储的遗传信息。以新型冠状病毒的RNA分子为模板，经逆（反）转录过程形成DNA；用核酸检测试剂盒检测灵敏度较高的原因是逆转录过程遵循碱基互补配对的原则，具有很强的专一性。
2、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
3、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
20．（2022高三下·广南月考）金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：

（1）从高表达MT 蛋白的生物组织中提取mRNA，通过　 　获得　 　用于PCR扩增。
（2）设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物（引物1和引物2），为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的　 　位点。设计引物时需要避免引物之间形成　 　，而造成引物自连。
（3）图中步骤1代表　 　，步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。
（4）PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏　 　的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但　 　的引物需要设定更高的退火温度。
（5）如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有　 　（填序号：①升高退火温度 ②降低退火温度 ③重新设计引物）。
【答案】（1）逆转录；cDNA
（2）限制性核酸内切酶；碱基互补配对
（3）变性
（4）引物与模板；GC含量高
（5）②③
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）PCR扩增目的基因，首先要有目的基因作为模板，所以从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过逆转录获得cDNA，从而用于PCR扩增。
（2）构建重组质粒，首先用限制酶切割含目的基因的DNA片段和质粒，所以位于目的基因两端的引物中需要增加适量的限制酶位点。设计的引物之间不能有碱基互补配对，否则引物自连，不能与模板相连。
（3）图中步骤1、2、3分别表示变性、退火、延伸，这三个步骤组成一轮循环。
（4）退火表示引物与模板链相连，若温度过高会破坏引物与模板的碱基配对。由于G-C间三个氢键，A-T间两个键，所以G-C含量越高的引物，退火温度越高。
（5）PCR反应得不到任何扩增产物，可能是退火温度过高，导致引物与模板不能相连，或引物间相互配对，引物自连，不能与模板相连，可通过降低退火温度或重新设计引物进行改进。
【分析】1、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
2、基因表达载体的构建：（1）过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。（2）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。（3）基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；②终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；③标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。