1、課題 2 多聚酶鏈式反應擴增 DNA 片段課堂演練當堂達標1. PCR術控制 DNA 的解聚與結合是利用 DNA 的 （）A.特異性B.穩(wěn)定性C.熱變性D.多樣性解析：DNA 分子在 80100C的溫度范圍內變性， 雙鏈解開成單鏈,答案：C2.下圖表示 PCR 擴增的產(chǎn)物，請分析它是哪次循環(huán)的產(chǎn)物A.第一次循環(huán)C.第三次循環(huán)解析：在 PCR 反應中以引物為標記，第一次循環(huán)時，以加入的鏈分別由引物I和引物H與其結合，并在 DNA 聚合酶的作用下延伸， 所以，形成的每個子代DNA 中只有一種引物。答案：A3. PCR 一般要經(jīng)過三十多次循環(huán)，從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應，由

2、引物I延伸而成的DNA 單鏈作模板時將（）A. 仍與引物I結合進行 DNA 子鏈的延伸B. 與引物結合進行 DNA 子鏈的延伸c.同時與引物I和引物n結合進行子鏈延伸X）D.無需與引物結合，在酶的作用下從頭合成子鏈解析：當由引物I延伸而成的 DNA 單鏈作模板時，此單鏈引物端為5端，因此與它互補的子鏈應從另一端開始合成，即由引物n結合延伸DNA 的子鏈。答案：B4.關于DNA片段PCR擴增實驗的描述中不正確的是（）A. 加入的TaqDNA 聚合酶耐高溫B. 不同大小 DNA 在電場中遷移速率不同引物 1引!WHII IIIIIIJIIJIIIIIIIIEIILIII1111ITI當溫度慢慢降低

3、時，又能重新結合形成雙鏈。D.第四次循環(huán)DNA 為模板，兩條 DNAB.第二次循環(huán)2C. 此過程需要 DNA 連接酶D. 擴增區(qū)域由 2 個引物來決定解析：PCF 是體外 DNAT增技術，該技術是在高溫條件下進行的， 因此需要耐高溫TaqDNA聚合酶，故 A 正確；DNA 大小不同，在電場中的遷移速率不同，故B 正確；PCR 不需要 DNA3連接酶，但需要熱穩(wěn)定 DNA 聚合酶，故 C 錯誤；PCR 技術需要一定的條件，其中一對引物就 是條件之一，故 D 正確。答案：C若將 1 個 DNA 分子拷貝 10 次，則需要在緩沖液中至少加入入 _ 個引物。(3)_ DNA 子鏈復制的方向是 _ ，這

4、是由于。解析：(1)分析得出新合成的 DNA 分子中，A= T, C= G,這個事實說明 DNA 分子的合成遵循堿基互補配對原則。(2) 在 DNA 分子擴增時，需要兩種引物，由于新合成的子鏈都需要引物作為復制的起點，故所需的引物數(shù)目等于新合成的DNA 子鏈數(shù)目，即 2X210-2= (211- 2)個。(3) 引物是一種單鏈 DNA 或 RNA 分子，它能與解開的 DNA 母鏈的 3端結合，為 DNA 聚 合酶提供延伸位點，使 DNA 聚合酶從引物的 3端開始連接脫氧核苷酸，從而決定了 DNA 子 鏈復制的方向是從 5端到 3端。答案：(1)堿基互補配對原則A(2)211-2(3)5 端到

5、3端 DNA 聚合酶只能從引物的 3端拼接單個脫氧核苷酸分子zCJr/果后作業(yè)知能強化F-A 級基礎鞏固1.下列有關 PCR 過程的敘述中不正確的是()A. 受熱變性破壞的是 DNA 分子內堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實現(xiàn)B. 引物與單鏈相應互補序列結合是依靠堿基互補配對原則完成C. 延伸過程中需要 DNA 聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸D. PCR 與細胞內 DNA 復制相比所需酶的最適溫度較高解析：DNA 解成單鏈可用熱變性方法或解旋酶處理，受熱變性破壞的是DNA 分子內堿基對之間的氫鍵，A 正確；引物為一段 DNA 序列，引物與單鏈相應互補序列結合是依靠堿基互 補配對原5 隨著研究的

6、不斷深入,PCR 技術被不kb(千堿基對)的基因到目前已能擴增長達幾十個kb 的 DNA 片段。PCR 的簡要過程如下圖所示，請分析回答F列有關問題:(1)通過分析得出新合成的循_。DNA 分子中，A= T, C= G 這個事實說明rv IDNA 分子的合成遵慵環(huán)4則完成，B 正確；延伸過程中需要熱穩(wěn)定 DNA 聚合酶、ATP、四種脫氧核糖核苷酸,C 錯誤；PCR 技術需要高溫解成單鏈，故 PCR 與細胞內 DNA 復制相比所需酶的最適溫度較高，D 正確。答案：C2. PCR 技術最突出的優(yōu)點是（）A. 原理簡單B. 原料易找C. Taq DNA 聚合酶有耐熱性D. 快速、高效、靈活、易于操作

7、答案：D3. PCR 技術的操作步驟依次是（）A. 高溫變性、中溫延伸、低溫復性B. 高溫變性、低溫復性、中溫延伸C. 中溫延伸、高溫變性、低溫復性D. 中溫延伸、低溫復性、高溫變性答案：B4. 聚合酶鏈式反應（PCR 技術）是體外酶促合成特異 DNA 片段的一種方法，由高溫變性、低溫退火及適溫延伸等幾步反應組成一個周期，循環(huán)進行，使目的 DNA 得以迅速擴增，其簡要過程如下圖所示。下列關于PCR 技術的敘述，不正確的是（）DN 盤互補褪分離開為單鏈卜一A. PCR 技術是在實驗室中以少量 DNA 制備大量 DNA 的技術B. 反應中新合成的 DNA 又可以作為下一輪反應的模板C. PCR 技

8、術中以核糖核苷酸為原料，以指數(shù)方式擴增D. 應用 PCR 技術與探針雜交技術可以檢測基因突變解析：PCR 技術是人工合成 DNA 的方法，原料是脫氧核苷酸，不是核糖核苷酸。答案：C5.“X 基因”是 DNA 分子上一個有遺傳效應的片段，若要用 PCR 技術特異性地拷貝“ X 基因”，需在 PCR 反應中加入兩種引物（注：引物的作用是與模板鏈形成雙鏈后在 DNA 聚合酶 的作用下就可以繼續(xù)鏈的延伸），兩種引物及其與模板鏈的結合位置如圖甲所示。經(jīng)4 輪循5環(huán)后產(chǎn)物中有五種不同的 DNA 分子，如圖乙所示，其中第種 DNA 分子有幾個（ ）6: :IIr:-:亍:Cy解析：由圖分析可知：X 基因第一

9、次復制得到 2 個兩種 DNA 分子：和；X 基因第二 次復制得到 4 個四種 DNA 分子：復制得和，復制得和；X 基因第三次復制得到8 個五種 DNA 分子：復制得和，復制得和，復制得和，復制得和； X 基因第四次復制得到 16 個五種 DNA 分子：復制得和，復制得和，2 個復制 得 2 個和 2 個，2 個復制得 2 個和 2 個，2 個得到 4 個。從上面的推測可知， 第四輪循環(huán)產(chǎn)物中有 8 個。答案：A6.在 PCR 擴增DNA 的實驗中，預計一個 DNA 分子經(jīng)過 30 次循環(huán)后，應該得到 230個 DNA 分子，但是結果只有約 210個 DNA 分子，那么出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因不可能

10、是()A.TaqDNA 聚合酶的活力不夠，或活性受到抑制B. 系統(tǒng)設計欠妥C. 循環(huán)次數(shù)不夠D. 引物不能與母鏈結合解析：如果TaqDNA 聚合酶活力不夠或活性受到抑制，則導致催化效率降低，得到的產(chǎn)物比預期的少，A 正確。如果 PCR 系統(tǒng)設計欠妥，則達不到預期的結果， B 正確。如果循環(huán) 次數(shù)過少，產(chǎn)物的量比預期的少，C 正確。如果引物設計不合理，若不能與模板 DNA 結合，將造成無法進行擴增，而結果得到了 210個 DNA 分子，D 錯誤。答案：DB 級能力訓練7.PCR 技術有效地解決了因為樣品中DNA 含量太低而難以對樣品進行研究的問題，被廣泛應用。此過程需要一種 Taq DNA 聚合

11、酶。請回答有關問題：(1)體內 DNA 復制過程中用解旋酶打開雙鏈 DNA,而 PCR 技術中應用號巒 1 引典 2A. 8B. 6C. 4D. 27Taq DNA 聚合酶是從水生耐熱細菌Taq 中分離的。81為什么 Taq 細菌能從熱泉中被篩選出來呢?2Taq DNA 聚合酶的功能是_ 。3為了使 Taq DNA 聚合酶能夠多次反復利用，可采用 _ 技術，常用的方法為(3) 與體內 DNA 復制相比，PCR 反應要在_ 中才能進行，并且要嚴格控制_條件。(4) PCR 中加入的引物有_ 種，加入引物的作用是答案：(1)高溫使雙鏈 DNA 分子解聚為單鏈(2)熱泉 7080 C 的高溫條件淘汰

12、了絕大多數(shù)微生物催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵固定化酶化學結合法、物理吸附法(3) 一定的緩沖溶液 溫度2 作為 DNA 復制的起點& H7N9 型禽流感是全球首次發(fā)現(xiàn)的新亞型RNA 流感病毒，目前最為快速有效的檢測手段是 RT- PCR 核酸檢測。RT- PCR 的過程包括反轉錄作用從 RNA 合成 cDNA 再以 cDNA 為模板進行擴增，過程如下圖所示。據(jù)此分析下列問題:RNARNA節(jié)一輪(1)_傳統(tǒng) PCR 技術的原理是,過程中低溫退火的含義是(2) 在 RT- PCR 中每一步都有酶的參與，上圖中過程1 中的關鍵酶是 _ ; PCR 中的關鍵酶是_ ，該酶的作用特點是_ 、_。(3

13、) 在對病毒核酸進行檢測時，主要通過RT- PCR 擴增其關鍵的基因序列，這時引物的設計就非常關鍵，根據(jù)下圖分析，請你選擇合適的引物：_。：fZ=jpCH- PCRFCH9母鏈通過堿基互補配對結合后，DNA 聚合酶就能從引物的.(2)PCR 利用 DNA 的熱變性原理解決了打開 DNA 雙鏈的問題，但又導致了 DNA 聚合酶失活的新問題。至 U 20 世紀 80 年代，科學家從一種斗 Taq 細菌中分離到 _:它的發(fā)現(xiàn)和應用解決了上述問題。 要將 Taq 細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 V_ 三步。假設在 PCR 反應中，只有一個 DNA

14、 片段作為模板，請計算在 5 次循環(huán)后，反應物中大約有(4) 請用簡圖表示出一個 DNA 片段在 PCR 反應中第二輪的產(chǎn)物。(5) 簡述 PCR 技術的主要應用。解析：(2)因 PCR 利用了 DNA 的熱變性原理解決了打開DNA 雙鏈的問題，所以用于催化DNA 復制過程的 DNA 聚合酶要具有耐高溫的特性。用選擇培養(yǎng)基可將 Taq 細菌從其他普通的微生物中分離出來。(3)DNA 復制兩條鏈均作為模板，進行半保留復制，所以復制到的子代 DNA 分子數(shù)為 25= 32 個。(4)新合成的 DNA 鏈帶有引物，而最初的模板 DNA 的兩條 鏈中只有一條帶有引物。(5)PCR 技術可以對 DNA

15、分子進行擴增，所以可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學、基因克隆和DNA 序列測定等方面。答案：(1)磷酸基團3端耐高溫的 Taq DNA 聚合酶選擇培養(yǎng)基變性、復性和延伸32 (4)如圖所示:3 A A ACC AGGAC5JTTTGGTCCT35V浮隔j亍GTCCTGGTTT |引物11 3ATTAAT CACTA5；| 弓I物皿AAACC AGGAC” |弓物比“TAATTA GIG AT負AAACC AGGAC答案：(1)DNA 復制 引物與模板鏈互補配對反轉錄酶Taq DNA 聚合酶(DNA 聚合酶)耐咼溫不能從頭合成 DNA 只能從 3端延伸 DNA 鏈(3)引物I和引物n9.

16、多聚酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA 片段的技術。請回答下列有關PCR技術的基本原理及應用問題。(1)DNA 的兩條鏈是反向平行的，通常將的末端稱為 5端，當引物與 DNA開始延伸 DNA 鏈。個這樣的 DNA 片段。5 次后得ATTAAT CACTATAATTA GTGAT10引物 nI I I I I I I LTT-引物】引物 1引物 nlIIIIII rTT-引物 i引物 nI IIIIII I -TT-(5)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學、基因克隆和DNA 序列測定等。10.近 20 年來，PCR 技術(多聚酶鏈式反應)成為分子生物學實驗室的一種常規(guī)實驗手段，其原理是

17、利用 DNA 半保留復制，在試管中進行 DNA 的人工復制(如下圖)，在短時間內,將 DNA 擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，從而使實驗室所需要的遺傳物質不再受限于活的生物 體。加熱里弼宅DN 止樣品 糧鏈 UNA模板觸形說配頸品論孫蘭鈾歳芬孚對結構(1)_ 加熱使 DNA 雙鏈間的 _鍵完全打開，稱為_ ;而在細胞中是在 _酶的作用下進行的。(2) 如果只需要大量克隆模板 DNA 中間的某個特定區(qū)段，應該加入 _種特定的引物。當溫度降低至 55C時，引物與兩條舒展”的模板鏈的特定位置結合，在DNA 聚合酶的作用下，只能在引物的 _端連接脫氧核苷酸，兩條子鏈的延伸方向都是 _ 。(3) PCR 技術

18、的必需條件，除了模板、原料、酶之外，至少還有三個條件，即液體環(huán)境、適宜的_和_，前者由 _ 自動調控，后者則靠 _來維持。(4) 通過 PCR 技術使 DNA 分子大量復制，如果將一個用15N 標記的 DNA 分子放入試管中，1415以 N 標記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復制四次之后，則 N 標記的 DNA 分子占全部 DNA 分子總數(shù)的比例是_。解析：(1)PCR 技術利用熱變性原理使 DNA 雙鏈之間的氫鍵斷裂，稱為解旋，而在細胞 內是在解旋酶的作用下使氫鍵斷裂。(2)PCR 分為三個基本反應步驟：變性(95C)、復性(55C)、延伸(72C)，其特異性依賴于與靶序列互補的引物，引物是兩段與待擴增DNA序列互補的片段，兩引物之間的距離決定擴增片段的長度。由于 DNA 聚合酶不能從頭開始合成 DNA 只能從引物的 3端延伸 DNA 鏈，則