分子生物学技术练习题（含解析苏教版选修一）
(时间：30分钟 满分：50分)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
PCR技术的原理
2、4
PCR技术的过程
1、3
5
PCR技术的应用
6
7
8
一、选择题(共5小题，每小题4分，共20分)
1．下列有关PCR技术的叙述，不正确的是 ( )。
A．PCR技术经过变性、退火、延伸3个阶段
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技术利用碱基互补配对的原则
解析 PCR一般要经历30多次循环，每次循环可以分为变性、退火和延伸三步。PCR技术可用于基因诊断，判断亲缘关系等。PCR技术是在体外进行的。
答案 C
2．PCR技术是现代分子生物学实验工作的基本方法之一，区别于细胞内DNA复制，它利用的原理是 ( )。
A．DNA的半保留复制 B．碱基互补配对
C．转录和翻译 D．DNA热变性原理
解析 在80～100 ℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解旋，双链分开，这个过程称为变性。当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链。PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚和结合。
答案 D
3．标准的PCR过程一般分为变性、退火、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是 ( )。
A．94 ℃、56 ℃、72 ℃ B．72 ℃、56 ℃、94 ℃
C．56 ℃、94 ℃、72 ℃ D．80 ℃、56 ℃、72 ℃
5
解析 当温度上升到90 ℃(90～96 ℃)以上时，双链DNA解聚为单链，称之为变性；当温度下降到50 ℃(40～60 ℃)左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；当温度上升到72 ℃(70～75 ℃)时，溶液中的四种脱氧核苷酸在Taq聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，称为延伸。
答案 A
4．变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏，双链解开，但共价键并未断裂。引起变性的因素很多，升高温度、过酸、过碱、纯水以及加入变性剂等都能造成核酸变性。PCR的反应过程中，引起变性的因素是 ( )。
A．pH过高 B．pH过低
C．升高温度 D．加入酒精
解析 各选项的条件均能导致DNA分子变性，但在PCR反应中，变性后还要进行退火和延伸等过程，过酸、过碱、酒精等能够导致反应过程中的酶变性失活，使DNA扩增不能进行，因此，在PCR反应中，选用升高温度使DNA变性。
答案 C
5．下列关于PCR引物的说法中，不正确的是 ( )。
A．引物是PCR过程中与模板DNA部分序列互补，并能引导模板DNA的互 补链合成的脱氧核苷酸序列
B．引物常根据需要扩增的目标DNA的碱基序列用化学合成的方法获得
C．DNA聚合酶只能使DNA链从引物的3′端开始向引物的5′端延伸
D．引物的3′端必须具有游离的—OH基团
解析 在DNA分子扩增时，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只有从3′端延伸DNA链，因此需要引物。当引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA了。
答案 C
二、非选择题(共30分)
6．(8分)PCR技术是一种DNA体外扩
增技术。1988年，PCR仪问世，并被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定。右图所示是PCR技术示意图。
请回答下列问题。
5
(1)引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，引物是一小段________。
(2)将双链DNA________，使之变性，从而导致________。
(3)引物延伸需提供________作为原料。
解析 (1)引物是一小段单链DNA或RNA。(2)DNA变性的温度是94 ℃，使双链DNA分离成两条单链。(3)DNA扩增的原料是四种脱氧核苷酸。
答案 (1)单链DNA或RNA (2)加热到94 ℃ 双链 DNA分离成两条单链 (3)四种脱氧核苷酸
7．(11分)用基因工程技术从经过分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮基因，然后进行PCR扩增。下列表1和表2分别表示用PCR扩增固氮基因的反应体系及反应条件。
PCR反应体系的配方
缓冲液
5 μL
脱氧核苷酸
1 μL
引物A
0.5 μL
引物B
0.5 μL
DNA聚合酶
0.5 U
模板DNA
1～2 μL
加去离子水至50 μL
表1
反应条件
温度
时间
变性
95 ℃
30 s
退火
55 ℃
30 s
延伸
72 ℃
1 min
30次循环后
适宜
5～10 min
保温
4 ℃
2 h
表2
(1)请指出DNA分子在体内复制所需的条件是：________、________、________和________。PCR反应中，95 ℃条件下变性30 s的目的是：________。
(2)假设一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6 200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了________次。
(3)请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处：
①______________________________________________________________。
②_______________________________________________________________。
5
③_______________________________________________________________。
解析 根据DNA半保留复制的特点，已知A＝600个，可知C＝G＝200个，即复制n次需C＝(2n－1)×200个，已知消耗游离的C总数为6 200个，可算出n＝5。
答案 (1)模板 原料 能量 酶 使模板DNA分子解旋 (2)5 (3)①PCR技术以DNA的两条单链为模板合成子链DNA，转录以DNA的一条单链为模板合成RNA ②PCR技术的原料为脱氧核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸 ③二者反应中所用的酶不同(其他合理答案也可)
8．(11分)PCR(聚合酶链式反应)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，下图表示合成过程，请据图分析回答下列问题。
(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．该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键
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反应除需要酶外，还需要满足的基本条件有____________________________。
(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 ℃～56 ℃～72 ℃”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占________。
(4)如果模板DNA分子共有a个碱基对，其中含有胞嘧啶m个，则该DNA分子复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸________个。
(5)PCR中由碱基错配引起的变异属于________。假设对一个DNA分子进行扩增，第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配，则扩增若干次后检测所有DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占________。
解析 (1)高温所起的作用类似于解旋酶，使双链DNA变为单链。(2)C过程为PCR技术的延伸阶段，当温度上升至72 ℃左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸在Taq
5
聚合酶的作用下合成新的DNA链。Taq聚合酶是耐高温的，高温下不变性，所以一次性加入即可。(3)PCR技术遵循半保留复制的特点。经过三次循环，共产生23个DNA分子，其中有2个DNA分子含有15N标记。
(4)在一个双链DNA分子中，C＋T占碱基总数的一半，故T的数目为a－m，复制10次，相当于新增加了(210－1)个DNA分子，故需补充T的数目(210－1)(a－m)。(5)基因中的碱基对改变属于基因突变。对一个DNA分子进行扩增，第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配，以后按正常配对方式进行扩增，错配链作模板扩增得到的都是突变的DNA分子，原正常链扩增得到的DNA分子都是正常的DNA分子，故若干次后检测所有DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占50%。
答案 (1)C (2)Taq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，通过控制温度使DNA复制在体外反复进行 (3)25% (4)(210－1)(a－m) (5)基因突变 50%
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