课时跟踪检测(13) 利用PCR技术扩增DNA片段并完成电泳鉴定-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套练习word（苏教版）

课时跟踪检测(十三)　利用PCR技术扩增DNA片段并完成电泳鉴定 一、选择题 1.在PCR中不会用到的是 (　　) A.解旋酶 B.DNA聚合酶 C.脱氧核苷酸 D.引物 2.(2025·苏州月考)下列有关体内DNA复制与PCR技术比较的叙述,错误的是 (　　) A.二者子链的延伸方向相同,均为5'端→3'端 B.二者均需要解旋酶破坏氢键来实现解旋 C.体内DNA复制需要能量,PCR反应也需要能量 D.二者遵循的碱基互补配对原则相同 3.关于DNA片段的扩增及电泳鉴定实验,下列相关叙述正确的是 (　　) A.PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器,但在使用时需根据扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度 B.PCR反应体系中需加入热稳定的DNA聚合酶,该酶主要在退火过程中起作用 C.为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压灭菌处理 D.电泳完成后,可直接观察凝胶中的DNA分子 4.(2025·淮安月考)下图a、b、c均为PCR扩增的DNA片段,下列有关说法正确的是 (　　) A.片段a、b、c的长度均相同 B.片段a、b只是第一次循环的产物 C.片段c最早出现在第二次循环的产物中 D.经过30次循环后,片段c的数量为230 5.利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段。同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异,这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是 (　　) A.需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果 B.设计PCR引物时需要考虑物种特异性 C.反应体系中需加入四种脱氧核苷三磷酸作为原料 D.PCR获得的不同长度片段可通过电泳检测 6.如图是PCR扩增过程的示意图,其中叙述错误的是 (　　) A.①②过程均不需要酶的参与 B.常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物 C.在用PCR技术扩增DNA时,DNA的复制过程与细胞内的类似 D.该过程需要设计两种特异性的引物,要求这两种引物的序列互补 7.(2025·镇江月考)应用农杆菌转化法时,目的基因插入T-DNA后,需要对T-DNA测序。测序前根据目的基因的序列设计引物对T-DNA进行PCR扩增的过程如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.实验需要清楚目的基因的全部碱基序列 B.L、R酶切位点需要在T-DNA外侧,且需用同种限制酶切割 C.引物设计时需要考虑目的基因两侧序列,选择引物b、c D.1个环状DNA分子首次PCR后得到的DNA分子含有两个游离的磷酸基团 8.(2025·常州模拟)[多选]下图1表示限制酶SpeⅠ、XbaⅠ的识别序列和切割位点,图2表示基因P(960 bp)、基因Q(840 bp) 的限制酶SpeⅠ或XbaⅠ的酶切图谱和融合基因,图3表示几种基因经限制酶SpeⅠ或XbaⅠ处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段)得到的带谱图,下列相关分析正确的是 (　　) A.基因P经限制酶SpeⅠ处理后进行电泳的结果与图3中的Ⅰ相符合 B.基因Q经限制酶XbaⅠ处理后进行电泳的结果与图3中的Ⅱ相符合 C.融合基因经限制酶SpeⅠ处理后进行电泳的结果与图3中的Ⅲ相符合 D.融合基因经限制酶XbaⅠ处理后进行电泳的结果与图3中的Ⅳ相符合 二、非选择题 9.PCR是聚合酶链式反应的缩写,是一项在体外提供参与DNA复制的组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。下图为PCR获取并扩增目的基因的示意图,引物的3'端有结合模板DNA的关键碱基,5'端碱基无严格限制。据图回答下列问题: (1)PCR的原理是　　　　　　,PCR过程中所用的酶是　　　　　　　　　　　　。  (2)PCR的每次循环一般包括　　　　　　三步,在PCR过程中,新合成的DNA子链的延伸方向是　　　　　　,PCR获取目的基因时;在第　　次循环后反应体系中可出现目的基因。  (3)PCR获取目的基因时,引物的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  为了方便目的基因与质粒的连接,可在引物的　　　端添加限制酶识别序列。若引物上的限制酶识别序列为　 ↓CCCGGG,在用一种酶连接目的基因与质粒时,所用的酶为　　　　　　。  (4)科学设计引物是PCR能否成功的关键。若引物的碱基过多或引物的G、C含量过高,会造成PCR的效率偏低,收获的目的基因较少,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  若对PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳检测,结果发现有两个或多个条带,从引物角度分析,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　。  10.如果已知一小段DNA的序列,可采用PCR的方法,简捷地分析出已知序列两侧的序列,具体流程如图(以EcoRⅠ酶切为例): 请据图回答问题: (1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种　　　　　　　　酶,它通过识别特定的　　　　　　　　　切割特定位点。  (2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3'-羟基与5'-磷酸间形成　　　　　　;PCR循环中,升温到95 ℃是为了获得　　　　　　　;Taq酶的作用是催化　　　　　　　　。  (3)若如表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物,步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是　　　　(从引物①②③④中选择,填编号)。  DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列) 已知 序列 PCR 引物 (4)对PCR产物测序,经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列),结果正确的是　　　　。  A.5'-AACTATGCG……AGCCCTT-3' B.5'-AATTCCATG……CTGAATT-3' C.5'-GCAATGCGT……TCGGGAA-3' D.5'-TTGATACGC……CGAGTAC-3' 课时跟踪检测(十三) 1．选A　在PCR中不会用到的是解旋酶，PCR利用高温使作为模板的双链DNA解旋，A符合题意。 2．选B　DNA体内复制与利用PCR技术扩增DNA时，子链的延伸方向相同，均为5′端→3′端，A正确；PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，而是在高温条件下氢键断裂，B错误；DNA体内复制与利用PCR扩增DNA时都需要能量，但两者所需能量来源不同，C正确；DNA体内复制与利用PCR扩增DNA时，遵循的碱基互补配对原则相同，D正确。 3．选A　PCR反应体系中需加入热稳定的DNA聚合酶，该酶主要在延伸过程中起作用，B错误；为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水等在使用前都必须进行高压灭菌处理，移液器不需要高压灭菌，C错误；电泳完成后，凝胶中的DNA分子可通过凝胶成像仪或紫外透射仪观察，D错误。 4．选C　图中片段a、b只有一种引物，是以原始DNA链为模板复制而来，其长度比片段c长，A错误。由于原始模板在每次循环中均可作为模板，则每次循环都能产生图中片段a、b，B错误。由于第一次循环的产物只有一种引物，而图中片段c有两种引物，则最早出现在第二次循环的产物中，C正确。经过30次循环后，得到的DNA片段总数为230，这包括图中的片段a、b、c，D错误。 5．选A　由于不同的生物DNA具有特异性，故利用PCR技术辨别不同个体时不需要去除粪便中微生物的DNA，A错误；引物是一段能与目的基因结合的核苷酸序列，设计PCR引物时需要考虑物种特异性，B正确；PCR是对目的基因进行扩增的技术，反应体系中需加入四种脱氧核苷三磷酸作为原料，C正确；PCR获得的不同长度片段可通过电泳检测，D正确。 6．选D　①表示变性过程，双链DNA解旋在高温条件下进行，不需要酶的催化，②是退火过程，2条引物分别与单链DNA结合，也不需要酶的催化，A正确；不同的DNA片段在电泳时移动的速率不同，可以将PCR产物的电泳结果与标准DNA样品的电泳结果进行比对，从而鉴定PCR的产物，常采用琼脂糖凝胶电泳，B正确；PCR技术扩增DNA的原理是DNA半保留复制，在该过程中DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似，C正确；该过程需要一对特异性的引物，要求一对引物的序列是不互补的，否则会形成引物二聚体，进而影响目的基因的扩增，D错误。 7．选D　实验只需要清楚目的基因两侧的碱基序列，以便设计引物，A错误；L、R酶切位点需要在T－DNA内侧，且需用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割，B错误；引物设计时需要考虑目的基因两侧序列，选择引物a、d对T－DNA进行PCR扩增，C错误；1个环状DNA分子首次PCR后得到的DNA分子为链状，含有两个游离的磷酸基团，D正确。 8．选ABD　根据图2所示，基因P上有限制酶SpeⅠ的一个酶切位点，基因P的总长度960 bp，所以经酶切后可以得到两个小于960的片段，图3中的Ⅰ符合酶切后的基因P，同理，图3中的Ⅱ符合酶切后的基因Q，A、B正确；由图1可知，融合基因中没有限制酶SpeⅠ和限制酶XbaⅠ的酶切位点，所以用这两种酶处理融合基因，融合基因不会断开，因此处理之后只有一个片段，与图3中的Ⅳ相符合，C错误，D正确。 9．解析：(1)PCR的原理是DNA半保留复制，PCR过程中所用的酶是热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)。 (2)PCR的每次循环一般包括变性、退火、延伸三步，在PCR过程中，新合成的DNA子链的延伸方向是5′端→3′端；利用图示片段通过PCR获取目的基因时，在第3次循环后反应体系中可出现目的基因。 (3)PCR获取目的基因时，引物的作用是界定目的基因，为DNA聚合酶提供结合位点并使DNA聚合酶能够从引物的3′端连接脱氧核苷酸。为了方便目的基因与质粒的连接，可在引物的5′端添加限制酶识别序列，使目的基因和载体能够产生相同的黏性末端。若引物上的限制酶识别序列为，则被限制酶切割后形成平末端，在用一种酶连接目的基因与质粒时，所用的酶为T4 DNA连接酶。 (4)科学设计引物是PCR能否成功的关键。若引物的碱基过多或引物的G、C含量过高，会造成PCR的效率偏低，收获的目的基因较少，原因是C、G之间含有3个氢键，引物与模板链结合过于紧密，变性时引物不易与模板链脱离(影响变性)。若对PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳检测，结果发现有两个或多个条带，从引物角度分析，原因可能是引物过短导致引物的特异性下降，错误配对导致扩增片段出错。 答案：(1)DNA半保留复制　热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)　(2)变性、退火、延伸　5′端→3′端　3　(3)界定目的基因，为DNA聚合酶提供结合位点并使DNA聚合酶能够从引物的3′端连接脱氧核苷酸　5′　T4 DNA连接酶　(4)引物与模板链结合过于紧密，变性时引物不易与模板链脱离(影响变性)　引物过短导致引物的特异性下降 10．解析：(1)根据题图可知，步骤Ⅰ是获取目的DNA片段，所用的酶EcoRⅠ是一种限制酶，其能识别特定的(脱氧)核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个(脱氧)核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (2)步骤Ⅱ是将目的DNA片段连接成环状，其中DNA连接酶的作用是催化相邻核苷酸之间的3′羟基和5′磷酸间形成磷酸二酯键。PCR循环中，升高温度到95 ℃是为了打开氢键使双链解旋，获得DNA单链，Taq 酶的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到引物3′端，合成DNA子链。 (3)引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始延伸DNA子链，因为DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，故为扩增未知序列，选择的与模板链相结合的引物应为5′TCATGAGCGCATAGTT3′(引物④)和5′GCAATGCGTAGCCTCT3′(引物②)。 (4)分析题意可知，片段F的两端为限制酶EcoRⅠ切割后产生的黏性末端，因此其5′端序列应为AATT,3′端序列应为TTAA，B正确。 答案：(1)限制性内切核酸(或限制)　(脱氧)核苷酸序列　(2)磷酸二酯键　DNA单链　以DNA为模板的DNA链的延伸　(3)②④　(4)B 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $