学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)[学业达标]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技术可能为变性、退火、延伸三个阶段【解析】 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片段的一种新技术答案】 C2．下列有关PCR技术中引物的叙述，正确的是( )A．引物是一小段DNA分子或双链RNA分子B．扩增一个DNA分子至少需要的引物数目等于新合成的DNA子链数目C．两种引物之间能够发生碱基互补配对D．DNA聚合酶只能从引物的5′端连接脱氧核苷酸【解析】 引物是一小段单链DNA分子或单链RNA分子；在DNA分子扩增时，需要两种引物，由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点，则扩增一个DNA分子至少需要的引物数目等于新合成的DNA子链数目；两种引物分别与DNA母链之间发生碱基互补配对，并不是两种引物之间发生碱基互补配对；DNA聚合酶只能从引物的3′端连接脱氧核苷酸，从而使子链DNA分子的复制方向只能是5′端→3′端答案】 B3．下列属于PCR技术的条件的是( ) 【导学号：67850057】①单链的脱氧核苷酸序列引物 ②目的基因所在的DNA片段 ③脱氧核苷酸 ④核糖核苷酸 ⑤DNA连接酶 ⑥耐热的DNA聚合酶 ⑦DNA限制性核酸内切酶A．①②③⑤ B．①②③⑥C．①②③⑤⑦ D．①②④⑤⑦【解析】 PCR技术的条件：模板，本题为第②项；引物，本题为第①项；原料，本题为第③项；酶，本题为第⑥项。
答案】 B4．使用PCR仪具体实验操作顺序应为( )①设计好PCR仪的循环程序 ②按配方准备好各组分 ③用自动取液器在微量离心管中依次加入各组分④进行PCR反应 ⑤离心使反应液集中在离心管底部A．②③⑤④① B．①⑤③②④C．②③⑤①④ D．④②⑤③①【解析】 PCR反应的操作步骤一般分为准备器材(包括配制配方及将各配方放于实验台上)→移液→混合→离心→反应，因PCR仪是一种自动控制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了答案】 C5．下图是PCR反应过程中哪次循环的产物( )A．第一次循环 B．第二次循环C．第三次循环 D．第四次循环【解析】 在PCR反应中，以引物为标记，第一次循环时加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ与其结合并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以形成的每个子代DNA中只有一种引物答案】 A6．DNA体内复制和PCR分别利用了DNA的哪种特性原理来控制DNA的解聚与结合( )A．酶催化、特异性 B．热变性、稳定性C．酶催化、热变性 D．热变性、多样性【解析】 只有解开DNA双链，才能进行碱基配对，进行DNA的复制DNA体内复制时，通过解旋酶打开氢键。
PCR过程中，无解旋酶来打开双链中的氢键，因此DNA的解旋和复性都是通过控制温度来完成的，依据的原理是热变性答案】 C7．PCR实验中用到微量离心管、缓冲液和蒸馏水，使用前必须进行的关键步骤是( ) 【导学号：67850058】A．反复洗涤 B．用酒精擦洗C．高压灭菌 D．在－20 ℃保存【解析】 在PCR实验中，为了避免外源DNA等因素的污染，微量离心管、枪头、缓冲液和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌同时也不能忽视其他操作步骤，如缓冲液和酶应该分装成小份，并且在－20 ℃保存答案】 C8．关于PCR技术的应用，错误的一项是( )A．古生物学、刑侦破案、DNA序列测定B．诊断遗传病、基因克隆、古生物学C．DNA序列测定、基因克隆、刑侦破案D．诊断遗传病、合成核苷酸、DNA序列测定【解析】 本题考查PCR技术在生活实践中的应用，目前常用于古生物学研究、刑侦破案、DNA序列测定、基因克隆、遗传病的基因诊断等方面答案】 D9．关于DNA分子测定的以下叙述，不正确的是( )A．所用的试剂是二苯胺，该试剂分为A液和B液B．在测定时应将0.1 mLB液加入10 mLA液中混匀后使用C．在常温条件下进行测定，注意观察颜色的变化D．根据蓝色的深浅，能粗略地比较出扩增前后溶液中DNA含量变化【解析】 测定DNA分子应在沸水浴加热条件下进行，不能在常温条件下进行。
答案】 C10．在遗传病及刑事侦破案件中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题据图回答相关问题：(1)在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子3)若将作为原料的4种脱氧核苷酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为________4)PCR反应过程的前提条件是________，PCR技术利用DNA的________原理解决了这个问题5)在对样品DNA分析的过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是________。
解析】 (1)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，所以引物就提供了3′端，子链延伸方向为5′→3′，引物Ⅰ与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3′端，故引物Ⅱ的结构为5′—G—A—OH，复性结果为：HO—A—G—5′5′—G—G……T—C—3′2)经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物Ⅰ和引物Ⅱ3)由于作为原料的4种脱氧核苷酸被32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA中各有一条链含32P，若复制n次，共产生子链2n2，其中只有DNA母链不含32P，则其所占比例为2/(2n2)＝1/2n4)DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对原则把相应的碱基一个个地连接起来DNA分子在80～100 ℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链5)本题考查了DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶答案】 (1)5′—G—A—OH 将HO—A—G—5′填在复性步骤中5′—G—G……T—C—3′的上面(2)3′—C—C……A—G—5′5′—G—G……T—C—3′5′—G—G……T—C—3′3′—C—C……A—G—5′(3)每个DNA分子各有一条链含32P 1/2n(4)DNA解旋 热变性 (5)蛋白酶[能力提升]11．DNA扩增过程中，DNA片段经若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的图是( )【解析】 PCR反应中DNA的扩增数目和生物体内的DNA复制是类似的，即1个DNA分子复制1次，产生2个DNA分子，复制2次，产生4个DNA分子，呈指数扩增，开始有1个DNA分子为模板，经过n次复制后得到的DNA分子的数量为2n，与曲线C相符合。
答案】 C12．PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是( )①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA②PCR过程不需要DNA聚合酶③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的④PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制A．③④ B．①②C．①③ D．②④【解析】 PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同：一是PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA，长度通常为20～30个核苷酸二是在PCR过程中，DNA解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的答案】 C13．复性温度是影响PCR特异性的较重要因素变性后温度快速冷却至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( ) 【导学号：67850059】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】 DNA分子在80～100 ℃的温度范围内双螺旋结构解体，双链打开，在DNA分子复制时提供模板，这个过程称为变性。
当温度缓慢降低到50 ℃左右时，两条解旋的单链重新结合成双链，称为复性，故D项阐述错误答案】 D14．PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，如图表示合成过程，请据图分析回答问题1)A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述正确的是( )A．该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键B．该过程用到耐高温的解旋酶酸二酯键C．该过程不需要解旋酶的作用D．该过程与人体细胞的过程完全相同(2)C过程要用到的酶是__________这种酶在高温下仍保持活性，因此在PCR扩增时可以__________加入，__________(填“需要”或“不需要”)再添加PCR反应除提供酶外，还需满足的基本条件有：________________________________________________________________________________________________________________________3)如果把模板DNA的两条链用15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制“94 ℃→55 ℃→72 ℃”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占__________。
解析】 PCR技术用高温使DNA两条链解开，该过程不需要解旋酶的作用C过程是链的延长，需要DNA聚合酶参与；PCR反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有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、同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行等循环3次共形成8个DNA分子，其中两个DNA分子含15N标记，占总数的25%答案】 (1)C (2)DNA聚合酶 一次 不需要 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，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行 (3)25%15．请回答基因工程方面的有关问题：(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(如图)，请分别说明理由①第1组：______________________________________。