生物課后訓(xùn)練：專題課題　多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴增DNA片段

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課后訓(xùn)練1．PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比,主要有兩點不同，它們是（）.①PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA②PCR過程不需要DNA聚合酶③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的④PCR過程中，DNA不需要解旋，直接以雙鏈DNA為模板進行復(fù)制A．③④B．①②C．①③D．②④2．PCR技術(shù)中，引物的作用是().A．打開DNA雙鏈B．催化合成DNA子鏈C．使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始復(fù)制D．提供模板3．下列關(guān)于DNA雙鏈的敘述，錯誤的是（）。A．通常將DNA的羥基末端稱為5′端,而磷酸基團的末端稱為3′端B．通常將DNA的羥基末端稱為3′端，而磷酸基團的末端稱為5′端C．通常DNA聚合酶只能從3′端延伸DNA鏈D．通常DNA聚合酶不能從5′端延伸DNA鏈4．下列有關(guān)PCR的描述，不正確的是（）.A．PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制B．用PCR技術(shù)擴增DNA是一個酶促反應(yīng)，需耐高溫的解旋酶和DNA聚合酶C．一個DNA片段經(jīng)PCR擴增，可形成2n個DNA片段（n代表循環(huán)次數(shù)）D．PCR利用了DNA的熱變性來控制DNA的解旋與結(jié)合5．在PCR實驗操作中，下列說法不正確的是（）。A．在微量離心管中添加各種試劑時，只需一個槍頭B．離心管的蓋子一定要蓋嚴(yán)，防止液體外溢C．用手輕彈離心管壁的目的是使反應(yīng)液充分混合D．離心的目的是使反應(yīng)液集中在離心管底部，提高反應(yīng)效果6．DNA檢測技術(shù)可應(yīng)用于親子鑒定、遺傳病檢測等領(lǐng)域。DNA檢測離不開對樣品DNA的PCR擴增。不同樣品DNA的擴增過程或條件不同的是（）。A．引物B．DNA聚合酶C．四種脫氧核苷酸D．預(yù)變性的溫度7．下面關(guān)于DNA光吸收特點或DNA含量計算的敘述正確的是（）。A．DNA主要吸收藍(lán)紫光B．DNA主要吸收紅橙光C．可根據(jù)DNA在260nm紫外線波段光吸收值的多少推算DNA的含量D．計算DNA含量的公式可表示為“50×紫外分光光度計260nm的讀數(shù)”8．在PCR擴增的實驗中，加入一種提取物（一種模板DNA片段），但實驗得到的產(chǎn)物卻有兩種DNA。其原因可能是（)。A．基因突變B．TaqDNA聚合酶發(fā)生變異C．基因污染D．溫度過高9．在進行DNA親子鑒定時,需大量的DNA。PCR技術(shù)（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))可以使樣品DNA擴增，獲得大量DNA克隆分子。該技術(shù)的原理是利用DNA的半保留復(fù)制，在試管中進行DNA的人工復(fù)制（如下圖，圖中短粗線是引物）。在很短的時間內(nèi)將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍,使實驗室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。（1）圖中的變性、延伸分別是指______________、________________________________。（2）假設(shè)PCR反應(yīng)中的DNA模板為P,第一輪循環(huán)的產(chǎn)物2個子代DNA為N1，第二輪的產(chǎn)物4個子代DNA為N2，N1、N2中分別含有模板DNA單鏈的DNA分別有______個、______個。若繼續(xù)循環(huán),該DNA片段共經(jīng)過30次循環(huán)后能形成________個DNA片段.（3）某樣品的一個DNA分子中共含3000個堿基對，堿基數(shù)量滿足：（A＋T)/（G＋C)＝1/2，若經(jīng)5次循環(huán)，至少需要向試管中加入__________________個腺嘌呤脫氧核苷酸。（不考慮引物所對應(yīng)的片段）(4）若下圖為第一輪循環(huán)產(chǎn)生的產(chǎn)物，請繪出以a鏈和b鏈為模板經(jīng)PCR擴增的產(chǎn)物。10．近10年來，PCR技術(shù)（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）成為分子生物學(xué)實驗室的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制，在試管中進行DNA的人工復(fù)制（如下圖所示）。（1)加熱使DNA雙鏈打開，這一步是打開________鍵，稱為________，在細(xì)胞中是在________酶的作用下進行的。(2）當(dāng)溫度降低時，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸,最終合成兩條DNA分子，此過程中原料是________，遵循________。（3)PCR技術(shù)的必需條件，除了模板、原料、________酶以外，至少還有三個條件，即:液體環(huán)境、適宜的________和________.（4）通過PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制，若將一個用15N標(biāo)記的DNA分子放入試管中，以含有14N的脫氧核苷酸為原料,連續(xù)復(fù)制4次之后，則15N標(biāo)記的DNA分子占全部DNA總數(shù)的比例為________。（5）現(xiàn)有一段DNA序列：。如果它的引物1為5′GGA—OH，則引物2為________。11．多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。請回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問題。（1）DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模ǔ_______的末端稱為5′端，當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結(jié)合后，DNA聚合酶就能從引物的________開始延伸DNA鏈。（2）PCR利用DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問題.到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家從一種Taq細(xì)菌中分離到________，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問題。要將Taq細(xì)菌從其他普通的微生物中分離出來,所用的培養(yǎng)基叫________。(3）PCR的每次循環(huán)可以分為________三步。假設(shè)在PCR反應(yīng)中，只有一個DNA片段作為模板,請計算在5次循環(huán)后,反應(yīng)物中大約有________個這樣的DNA片段。(4）請用簡圖表示出一個DNA片段PCR反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)物。（5）簡述PCR技術(shù)的主要應(yīng)用。

參考答案1答案：C解析：PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比較，主要有兩點不同:（1）PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA，長度通常為20～30個核苷酸。（2）PCR過程中，DNA解旋不依賴解旋酶,而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的。2答案：C解析：DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA,而只能從3′端延伸DNA鏈，引物的作用就在于此.3答案:A解析:為了明確DNA分子的方向，通常將DNA的羥基末端稱為3′端，而磷酸基團的末端稱為5′端。4答案:B解析：PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)，它以極少量的DNA為模板，以四種脫氧核苷酸為原料，在引物作用下使DNA聚合酶從引物的3′端連接脫氧核苷酸,短時間內(nèi)迅速復(fù)制上百萬份的DNA拷貝。PCR利用DNA在不同溫度下變性解聚或復(fù)性的特性來解旋并結(jié)合引物，不用解旋酶解旋。5答案：A解析：在微量離心管中添加各種試劑時,每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭必須更換，確保實驗的準(zhǔn)確性;離心管的蓋子一定要蓋嚴(yán)，防止實驗中脫落或液體外溢；離心10s的目的是使反應(yīng)液集中在離心管底部，提高反應(yīng)效果。6答案:A解析：不同的樣品DNA有不同的核苷酸序列，由于引物能與模板DNA（樣品DNA）按照堿基互補配對原則結(jié)合，因此不同樣品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列.7答案：C解析：DNA主要吸收波長為260nm的紫外線,可據(jù)光吸收量的多少推算DNA的含量，公式可表示為“DNA含量(μg/mL）＝50×（紫外分光光度計260nm的讀數(shù)）×稀釋倍數(shù)"。8：C解析：發(fā)生題述狀況的原因是基因污染。因此，在PCR實驗中，一定要做到隔離操作區(qū)、分裝試劑、簡化操作程序、使用一次性吸液槍頭等，盡量避免基因污染。9答案：模板DNA雙鏈解旋形成單鏈在DNA聚合酶的作用下,原料脫氧核苷酸聚合形成新的DNA鏈答案：22230答案：31000答案：如下圖解析:（1)變性的實質(zhì)是DNA雙鏈解旋;延伸的實質(zhì)是以DNA單鏈為模板，按堿基互補配對原則合成子鏈的過程。(2）由于PCR原理為DNA雙鏈復(fù)制，其特點是半保留復(fù)制，所以無論復(fù)制幾次，模板鏈一直存在于2個DNA分子中。DNA復(fù)制的數(shù)量變化是指數(shù)式增長方式。（3)由（A＋T）/（G＋C）＝1/2可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例為1/6，在一個DNA分子中的數(shù)量為3000×2×（1/6）＝1000個，5次循環(huán)形成的DNA數(shù)為32個，所以由原料合成的DNA數(shù)相當(dāng)于32－1＝31個，至少需腺嘌呤脫氧核苷酸為31×1000＝31000個。（4）畫圖的關(guān)鍵是注意引物A、B的位置和所對應(yīng)的模板鏈.10答案：氫解旋解旋答案：4種脫氧核苷酸堿基互補配對原則答案：TaqDNA聚合溫度pH答案：1/8答案：5′CAA-OH解析:DNA兩條鏈之間的堿基通過氫鍵形成堿基對，從而將兩條鏈連接起來。因而，要想打開DNA雙鏈，必須打開氫鍵，這一過程在細(xì)胞內(nèi)是在解旋酶作用下完成的，在細(xì)胞外（PCR)則是通過高溫實現(xiàn)的。合成DNA時，所用的原料是4種游離的脫氧核苷酸，復(fù)制過程遵循堿基互補配對原則。PCR技術(shù)的條件除了模板、原料、酶以外,還要有適宜的溫度和酸堿度以及液體環(huán)境；用含15N標(biāo)記的DNA分子作為模板，連續(xù)復(fù)制4次，共得到DNA分子數(shù)為24＝16個，其中含有15N標(biāo)記的有兩個，占全部DNA分子總數(shù)的1/8.11答案:磷酸基團3′端答案：耐高溫的TaqDNA聚合酶選擇培養(yǎng)基答案：變性、復(fù)性和延伸32答案：答案:遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆和DNA序列測定等。解析：（1）DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已經(jīng)存在的核酸的3′羥基上，與DNA母鏈結(jié)合的RNA引物就提供這個羥基。（2)因PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙