探究·实践练（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

探究·实践练　DNA片段的扩增及电泳鉴定综合应用 1．下列有关PCR技术的说法，不正确的是(　　) A．PCR技术循环两次可以得到等长的DNA片段 B．PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术 C．PCR技术的原理是DNA半保留复制 D．PCR技术的前提是有一段已知的目的基因的核苷酸序列 答案　A 解析　第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，如下图，A项错误；PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，B项正确；PCR技术的原理是DNA半保留复制，C项正确；PCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列，便于合成引物，D项正确。 2．利用PCR将某小段含目的基因的DNA分子扩增循环n次，下列说法错误的是(　　) A．需要已知目的基因的全部序列以便设计引物 B．共需(2n＋1－2)个引物参与子代DNA分子的合成 C．PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定 D．理论上第4轮循环产物中含两种引物的DNA片段占7/8 答案　A 解析　设计引物时只需一段已知的目的基因的核苷酸序列即可，无需知道全部序列，A项错误；根据DNA分子半保留复制特点可知，共有2n－1对引物参与子代DNA分子的合成，每对引物包含2个，即共需2n＋1－2个引物，B项正确；常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物，C项正确；第4轮循环产物共得到24＝16个DNA片段，其中亲本的2个模板链不含引物，故含两种引物的DNA片段占14/16＝7/8，D项正确。 3．DNA琼脂糖凝胶电泳的分子筛效应是指作为支持介质的琼脂糖，具有网络结构，使大分子物质在通过时受到较大阻力，借此分离不同大小的DNA片段。下列说法错误的是(　　) A．凝胶中的DNA分子通过染色，可在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来 B．DNA分子片段长度越大DNA的移动速率越大 C．凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，用于分离后DNA的检测 D．琼脂糖凝胶电泳可用于分离、鉴定DNA分子的混合物 答案　B 解析　凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，A项正确；凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象等有关，双链DNA分子片段长度越大，在琼脂糖中的移动速率越慢，B项错误；凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，用于分离后DNA的检测，C项正确；琼脂糖凝胶电泳利用具有多孔网状结构的凝胶的分子筛作用，来进行分离，可用于分离、鉴定DNA分子的混合物，D项正确。 4．下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验和“PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定”实验的叙述，错误的是(　　) A．PCR扩增技术中延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度 B．PCR扩增4次后，得到的含有两种引物的DNA片段所占比例为1/8 C．进行琼脂糖凝胶电泳时，长度相同的DNA片段会出现在同一条带中 D．利用DNA不溶于酒精但某些蛋白质溶于酒精的原理可以初步分离DNA和蛋白质 答案　B 解析　根据PCR扩增原理，通常PCR的温度变化涉及变性、复性和延伸3个温度，延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度，A项正确；PCR扩增4次即DNA复制4次，共形成16个DNA，根据半保留复制，有2个子代DNA含有其中一种引物，14个子代DNA同时含有两种引物，因此同时含有两种引物的DNA占14/16＝7/8，B项错误；进行琼脂糖凝胶电泳时，长度不同的DNA分子由于所受凝胶的阻遏作用大小不一，迁移的速度不同，从而可以按照相对分子质量大小得到有效分离，而长度相同的DNA片段会出现在同一条带中，C项正确；DNA不溶于酒精，但一些蛋白质溶于酒精，可利用这一原理初步分离DNA与蛋白质，D项正确。 5．某种冠状病毒的(一种RNA病毒)核酸检测采用“实时荧光定量RT—PCR”技术，通常在1～2 h内即可得到检测结果。此方法是PCR技术和荧光检测技术的结合，利用荧光染料或荧光标记的特异性探针，对PCR产物进行检测分析。步骤如下： (1)利用样本中提取的RNA获得cDNA，过程①使用________酶。需要将样本中的RNA经过过程①形成cDNA后再进行PCR扩增的原因是______________________________。 (2)PCR技术的原理是________________，一般要经历三十次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步，每一个步骤都要控制好相应的温度，延伸的温度______(填“高于”“低于”或“等于”，下同)复性的温度，而延伸的温度________变性的温度。 (3)过程②中对cDNA序列进行扩增，需设计两种引物。下图为cDNA的部分序列，请问两种引物的结合位置是________。 (4)在检测过程中，随着PCR的进行，反应产物不断累积，“杂交双链”荧光信号的强度也等比例增加，为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才能判定为阳性，最终确诊。虽然RT—PCR技术是当前被广泛认可的检测手段之一，但仍然存在有“假阴性”现象，结合上述内容，分析可能产生“假阴性”的因素有________(填字母)。 A．取样不规范导致所获样本量不足 B．样本运输中出现了损坏 C．检测样本被污染 D．病毒相应关键序列发生了改变 解析　(1)根据图示步骤分析可知，利用样本中提取的RNA获得cDNA属于逆转录的过程，故需要逆转录酶的催化。PCR扩增必须以DNA为模板，RNA不能作为PCR扩增的模板，所以需要将样本中的RNA经过逆转录的过程合成cDNA。(2)PCR技术是体外扩增DNA的技术，原理是DNA半保留复制。延伸的温度为72 ℃左右，复性的温度为50 ℃左右，变性的温度一般为90 ℃，所以延伸的温度高于复性，低于变性。(3)根据图示步骤分析及cDNA的部分序列图可知，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3端开始延伸DNA链，所以引物的结合部位是DNA链的3端，即Ⅱ和Ⅲ。(4)取样不规范导致所获样本量不足，会使得荧光信号的强度达不到阈值；样本运输中出现了损坏，也会影响PCR过程中DNA的扩增，使荧光信号的强度达不到阈值；检测样本被污染，会导致荧光信号的强度比例受影响；病毒相应关键序列发生了改变，会影响引物与cDNA的结合，从而影响荧光信号的强度比例。 答案　(1)逆转录　PCR扩增必须以DNA为模板，RNA不能作为PCR扩增的模板 (2)DNA半保留复制　高于　低于 (3)Ⅱ和Ⅲ　(4)ABCD 学科网（北京）股份有限公司 $$