2027届高考生物人教版一轮复习训练：PCR相关问题归纳

**基本信息** 聚焦PCR技术及衍生类型，通过原理辨析、计算推导和技术应用构建系统性解题方法，体现科学思维与探究实践的核心素养。 **综合设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础强化练|6题|引物数量计算、Tm值与G+C含量关系、双脱氧测序终止原理|从PCR基础原理（半保留复制、酶作用）到衍生技术（巢式/不对称PCR）的概念生成| |综合提升练|4题|实时荧光定量CT值分析、融合PCR引物设计、定点突变引物策略|从技术原理推导到实验应用（病毒检测、重组质粒构建）的逻辑链条|

2027届高考生物人教版一轮复习同步训练:PCR相关问题归纳 姓名: 学号: 班级: 一、基础强化练 1.(2026 山西临汾联考)目的基因A含有100对碱基,其中腺嘌呤占30%,现利用目的基因A片段两侧的特异性序列设计引物 、引物 ,用PCR技术扩增该目的基因,结构如下图所示。PCR扩增共循环50次。下列说法错误的是( ) A.PCR仪实质上是一台温度自动调控仪器,循环50次理论上复制50代 B.含目的基因A的DNA片段经PCR循环50次,需要两种引物共250个 C.PCR过程与体内DNA复制的方式相同,但是只需要一种酶的参与 D.若只考虑目的基因A,经PCR循环50次需要鸟嘌呤(250-1) 40个 2.(2026 内蒙古包头质检)双脱氧测序法是在PCR反应体系中,分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子链延伸时,双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP),继续延伸;PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测得某个体的一段序列如图。下列叙述错误的是( ) A.上述PCR反应体系中只加入一种引物 B.电泳时产物的片段越小,迁移速率越快 C.测得该个体某段DNA序列为5′CTACCTGTGAT3′ D.子链延伸终止是由于双脱氧核苷三磷酸与模板链上的脱氧核苷酸配对时不能正常形成氢键 3.(2026 天津河西模拟)根据某基因上游和下游的碱基序列,设计合成了用于该基因PCR的两段引物(单链DNA)。引物与该基因变性DNA(单链DNA)结合的过程称为复性。下图是两引物的Tm值(引物熔解温度,即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度)测定结果,以下分析错误的是( ) A.PCR过程中,复性温度应高于引物的Tm值以提高PCR效率 B.两引物分别与DNA的两条互补单链结合,是子链延伸的起点 C.若两引物的脱氧核苷酸数相同,推测引物2的(G+C)含量较高 D.适当减少引物2的脱氧核苷酸数,可使其Tm值接近引物1 4.(2026 陕西汉中联考)巢式PCR是特殊的PCR技术,使用两对PCR引物扩增完整的DNA片段。具体过程分为两个阶段:第一阶段使用一对引物进行第一次PCR扩增,获得中间产物;第二阶段以中间产物为模板,使用另一对引物进行第二次PCR扩增,具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是( ) A.巢式PCR技术能降低扩增多个靶位点的可能性 B.第一次PCR扩增DNA分子应选用引物①和引物③ C.巢式PCR扩增的两个阶段应在同一试管中进行 D.PCR扩增DNA分子的过程中,复性阶段的温度最高 5.(2026 安徽芜湖模拟)不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)的方法。加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物,含量较多的被称为非限制性引物。PCR反应最初的若干次循环中,其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA),但当限制性引物消耗完后,就会产生大量的ssDNA。不对称PCR的简单过程如图所示。假设模板DNA分子初始数量为 a个,6次循环后开始扩增产生ssDNA。下列有关叙述错误的是( ) A.限制性引物和非限制性引物均可与模板DNA单链结合 B.不对称PCR循环6次需要消耗(26-1)a个限制性引物 C.最后获得的ssDNA中不含非限制性引物 D.子链的延伸都是从两种引物的3′端开始的 6.(2026 山东德州月考)反向PCR是利用已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如图。下列叙述错误的是( ) A.过程①可用同种限制酶切割磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键 B.过程②需用DNA连接酶将酶切片段环化以实现对未知序列的扩增 C.过程③需添加引物1和引物3以便DNA聚合酶从引物的3′端延伸子链 D.过程③中将温度调至72 的目的是使引物与模板链通过碱基互补配对结合 二、综合提升练 7.(2026 福建厦门模拟)实时荧光定量PCR是指在PCR反应体系中加入携带荧光基团的探针,利用荧光信号积累实时监测PCR反应进程的技术,可用于检测RNA病毒。提取病毒RNA,经逆转录形成cDNA,然后进行PCR,反应原理如下图所示。CT值表示PCR过程中荧光信号达到设定标准所需的循环次数。 下列叙述错误的是( ) A.探针与cDNA单链的结合遵循碱基互补配对原则 B.耐高温的DNA聚合酶具有催化探针水解的作用 C.CT值越小,意味着提取到的病毒RNA含量越低 D.若病毒发生单个碱基的突变,可能不会影响检测结果 8.(2026 山东潍坊模拟)融合PCR技术采用具有互补末端的引物,形成具有重叠链的PCR产物,通过PCR产物重叠链的延伸,从而将不同来源的任意DNA片段连接起来(如图)。下列说法错误的是( ) A.基因甲至少经3个循环才能获得含引物P2的双链等长DNA B.不能为提高扩增效率把四种引物同时加入一个扩增体系 C.图中融合PCR第一步的两条链重叠部位可互相作为另一条链的引物 D.由融合基因经PCR扩增获得64个融合基因至少消耗63个引物P4 9.(2026 河北衡水模拟)科学家斯万特 帕博凭借对已灭绝古人类基因组和人类进化的发现荣获2022年诺贝尔生理学或医学奖。他在研究过程中使用了大引物PCR构建定点突变,其过程如图。下列相关叙述正确的是( ) A.进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和耐高温的DNA聚合酶 B.与第一轮PCR相比,第二轮PCR的复性温度需要适当降低 C.第二轮PCR所用的引物为第一轮PCR所产生的DNA的两条链 D.要完成两处位点的突变,至少需要设计4种引物 10.科研人员构建了可表达JV5融合蛋白的重组质粒并进行了检测,该质粒的部分结构如图甲所示,其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是 。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具备的结构有 (答出2个结构即可)。 (2)构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物 。已知J基因转录的模板链位于b链,由此可知引物F1与图甲中J基因的 (填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。 (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图乙所示。其中,出现条带1证明细胞内表达了 ,条带2所检出的蛋白 (填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 2027届高考生物人教版一轮复习同步训练:PCR相关问题归纳 姓名: 学号: 班级: 一、基础强化练 1.(2026 山西临汾联考)目的基因A含有100对碱基,其中腺嘌呤占30%,现利用目的基因A片段两侧的特异性序列设计引物 、引物 ,用PCR技术扩增该目的基因,结构如下图所示。PCR扩增共循环50次。下列说法错误的是( ) A.PCR仪实质上是一台温度自动调控仪器,循环50次理论上复制50代 B.含目的基因A的DNA片段经PCR循环50次,需要两种引物共250个 C.PCR过程与体内DNA复制的方式相同,但是只需要一种酶的参与 D.若只考虑目的基因A,经PCR循环50次需要鸟嘌呤(250-1) 40个 答案:B 解析:PCR仪实质上是一台温度自动调控仪器,循环50次理论上复制50代;含目的基因A的DNA片段经PCR循环50次,产生250个子代DNA,每个DNA分子需要2个引物,亲本DNA除外,故需要两种引物共(251-2)个;PCR过程与体内DNA复制的方式相同,都是半保留复制,但是只需要耐高温的DNA聚合酶的参与;由题可知,目的基因A含有100对碱基,其中腺嘌呤占30%,则G占20%,为40个,若只考虑目的基因A,经PCR循环50次需要鸟嘌呤(250-1) 40个。 2.(2026 内蒙古包头质检)双脱氧测序法是在PCR反应体系中,分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子链延伸时,双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP),继续延伸;PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测得某个体的一段序列如图。下列叙述错误的是( ) A.上述PCR反应体系中只加入一种引物 B.电泳时产物的片段越小,迁移速率越快 C.测得该个体某段DNA序列为5′CTACCTGTGAT3′ D.子链延伸终止是由于双脱氧核苷三磷酸与模板链上的脱氧核苷酸配对时不能正常形成氢键 答案:D 解析:子链延伸终止的原因是,双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与模板链配对后,因其3′端没有羟基,不能与下一个脱氧核苷酸形成磷酸二酯键,进而导致子链延伸终止,而非不能正常形成氢键。 3.(2026 天津河西模拟)根据某基因上游和下游的碱基序列,设计合成了用于该基因PCR的两段引物(单链DNA)。引物与该基因变性DNA(单链DNA)结合的过程称为复性。下图是两引物的Tm值(引物熔解温度,即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度)测定结果,以下分析错误的是( ) A.PCR过程中,复性温度应高于引物的Tm值以提高PCR效率 B.两引物分别与DNA的两条互补单链结合,是子链延伸的起点 C.若两引物的脱氧核苷酸数相同,推测引物2的(G+C)含量较高 D.适当减少引物2的脱氧核苷酸数,可使其Tm值接近引物1 答案:A 解析:PCR过程中,复性温度应低于引物的Tm值以提高PCR效率;PCR过程是目的基因DNA受热变性后解链为单链,引物与单链互补结合,在耐高温的DNA聚合酶的作用下子链进行延伸,所以两引物分别与DNA的两条互补单链结合,是子链延伸的起点;DNA含有的氢键数越多,其热稳定性越高,而A和T碱基对间有两个氢键,C和G碱基对间有三个氢键,曲线图显示:引物2的Tm值高于引物1,若两引物的脱氧核苷酸数相同,推测引物2的(G+C)含量较高;适当减少引物2的脱氧核苷酸数,会降低引物2的热稳定性,可使其Tm值接近引物1。 4.(2026 陕西汉中联考)巢式PCR是特殊的PCR技术,使用两对PCR引物扩增完整的DNA片段。具体过程分为两个阶段:第一阶段使用一对引物进行第一次PCR扩增,获得中间产物;第二阶段以中间产物为模板,使用另一对引物进行第二次PCR扩增,具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是( ) A.巢式PCR技术能降低扩增多个靶位点的可能性 B.第一次PCR扩增DNA分子应选用引物①和引物③ C.巢式PCR扩增的两个阶段应在同一试管中进行 D.PCR扩增DNA分子的过程中,复性阶段的温度最高 答案:A 解析:巢式PCR使用两对引物进行两轮扩增,其中第二轮扩增的引物是针对第一轮扩增的中间产物设计的,因此具有更高的特异性,这种特异性使得巢式PCR能够更准确地扩增目标DNA片段,降低了扩增多个靶位点的可能性;根据图示和巢式PCR的原理,第一次PCR扩增应该使用引物①和引物④,它们分别与目标DNA片段的两端互补,从而能够扩增出包含整个目标片段的中间产物,引物②和引物③则是用于第二轮扩增的,它们与中间产物的特定序列互补;巢式PCR的两个阶段通常不在同一试管中进行,因为第二阶段需要去除第一阶段的引物和未反应的DNA,以免干扰第二阶段的特异性扩增;PCR扩增DNA分子的过程中,变性阶段的温度最高。 5.(2026 安徽芜湖模拟)不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)的方法。加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物,含量较多的被称为非限制性引物。PCR反应最初的若干次循环中,其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA),但当限制性引物消耗完后,就会产生大量的ssDNA。不对称PCR的简单过程如图所示。假设模板DNA分子初始数量为 a个,6次循环后开始扩增产生ssDNA。下列有关叙述错误的是( ) A.限制性引物和非限制性引物均可与模板DNA单链结合 B.不对称PCR循环6次需要消耗(26-1)a个限制性引物 C.最后获得的ssDNA中不含非限制性引物 D.子链的延伸都是从两种引物的3′端开始的 答案:C 解析:据图可知,限制性引物和非限制性引物均可与模板DNA单链结合;PCR扩增时引物是新子链的一部分,假设模板DNA分子初始数量为a个,6次循环后产生26a个DNA分子,因此该不对称PCR循环6次需要(26-1)a个限制性引物;据图可知,最终获得的ssDNA都是以乙链为模板合成的,因此,最终获得的ssDNA中都有非限制性引物;PCR技术的原理是DNA的半保留复制,DNA复制过程中,子链的延伸都是从引物的3′端开始的。 6.(2026 山东德州月考)反向PCR是利用已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如图。下列叙述错误的是( ) A.过程①可用同种限制酶切割磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键 B.过程②需用DNA连接酶将酶切片段环化以实现对未知序列的扩增 C.过程③需添加引物1和引物3以便DNA聚合酶从引物的3′端延伸子链 D.过程③中将温度调至72 的目的是使引物与模板链通过碱基互补配对结合 答案:D 解析:由图可知,过程①即酶切后,该片段能环化,说明两端的黏性末端相同,故过程①可用同一种限制酶对未知序列两端进行切割;过程②即环化,将DNA片段连接起来,该过程中使用DNA连接酶催化相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键;过程③为扩增,需添加引物1和引物3以便DNA聚合酶从引物的3′端以未知序列为模板延伸子链;过程③中将温度调至72 的目的是使DNA子链在耐高温的DNA聚合酶的作用下延伸。 二、综合提升练 7.(2026 福建厦门模拟)实时荧光定量PCR是指在PCR反应体系中加入携带荧光基团的探针,利用荧光信号积累实时监测PCR反应进程的技术,可用于检测RNA病毒。提取病毒RNA,经逆转录形成cDNA,然后进行PCR,反应原理如下图所示。CT值表示PCR过程中荧光信号达到设定标准所需的循环次数。 下列叙述错误的是( ) A.探针与cDNA单链的结合遵循碱基互补配对原则 B.耐高温的DNA聚合酶具有催化探针水解的作用 C.CT值越小,意味着提取到的病毒RNA含量越低 D.若病毒发生单个碱基的突变,可能不会影响检测结果 答案:C 解析:CT值表示PCR过程中荧光信号达到设定标准所需的循环次数,CT值越小,说明达到设定标准需要的循环次数越少,因而意味着提取到的病毒RNA含量越高。 8.(2026 山东潍坊模拟)融合PCR技术采用具有互补末端的引物,形成具有重叠链的PCR产物,通过PCR产物重叠链的延伸,从而将不同来源的任意DNA片段连接起来(如图)。下列说法错误的是( ) A.基因甲至少经3个循环才能获得含引物P2的双链等长DNA B.不能为提高扩增效率把四种引物同时加入一个扩增体系 C.图中融合PCR第一步的两条链重叠部位可互相作为另一条链的引物 D.由融合基因经PCR扩增获得64个融合基因至少消耗63个引物P4 答案:A 解析:基因甲至少经2个循环才能获得含引物P2的双链等长DNA;在融合PCR 技术里,甲基因扩增依赖引物 P1、P2,乙基因扩增依赖引物 P3、P4,若加入同一扩增体系中,引物间易相互干扰(P2和P3存在互补序列),无法精准、高效完成甲、乙基因各自扩增,所以不能为提高扩增效率把四种引物同时加入一个扩增体系;由图可知,融合PCR的第一步两条链重叠部位互补配对,可互为另一条链的引物;由融合基因经PCR扩增获得64个融合基因,消耗引物数目和新合成的子链数目相同,即该过程消耗了64 2-2=126(个)引物,该过程消耗了126 2=63(个)引物P4。 9.(2026 河北衡水模拟)科学家斯万特 帕博凭借对已灭绝古人类基因组和人类进化的发现荣获2022年诺贝尔生理学或医学奖。他在研究过程中使用了大引物PCR构建定点突变,其过程如图。下列相关叙述正确的是( ) A.进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和耐高温的DNA聚合酶 B.与第一轮PCR相比,第二轮PCR的复性温度需要适当降低 C.第二轮PCR所用的引物为第一轮PCR所产生的DNA的两条链 D.要完成两处位点的突变,至少需要设计4种引物 答案:D 解析:进行PCR扩增需要的酶是耐高温的DNA聚合酶,不需要解旋酶;由图可知,第一轮PCR所用引物为常规引物和诱变引物,第二轮PCR所用的引物中一个是第一轮PCR所产生的DNA的一条链(大引物),另一个是常规引物,由于大引物的长度大于常规引物和诱变引物,因此与第一轮PCR相比,第二轮PCR的复性温度需要适当提高;由图可知,完成一处位点的突变需要两种常规引物和一种诱变引物,如果要完成两处位点的突变,则至少需要两种常规引物和两种诱变引物,即至少需要设计4种引物。 10.科研人员构建了可表达JV5融合蛋白的重组质粒并进行了检测,该质粒的部分结构如图甲所示,其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是 。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具备的结构有 (答出2个结构即可)。 (2)构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物 。已知J基因转录的模板链位于b链,由此可知引物F1与图甲中J基因的 (填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。 (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图乙所示。其中,出现条带1证明细胞内表达了 ,条带2所检出的蛋白 (填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 答案:(1)RNA聚合酶 限制酶切割位点、标记基因、复制原点等 (2)F2和R1或F1和R2 a链 (3)JV5融合蛋白 不是 解析:(1)启动子位于基因的上游,能驱动基因转录出mRNA,是RNA聚合酶识别和结合的部位。作为载体,质粒必须具备的条件有①要具有限制酶的切割位点;②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组质粒的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来,图甲中有启动子和终止子等,因此质粒还需具备的结构有限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等。 (2)据图甲可知,引物F2与R1或F1与R2结合部位包含J基因的碱基序列和部分连接序列,因此推测为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,进行PCR检测时,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物F2和R1或F1和R2。b是模板链,而根据图上启动子和终止子的位置可知转录方向是从左向右,对应的模板链方向应该是3′ 5′,非模板链(也就是a链)是5′ 3′;图中F1是前引物,在左侧,所以其配对的单链是3′ 5′的b链,故其序列应该与a链相应部分的序列相同。 (3)据图乙可知,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测,均出现条带1,说明条带1是JV5融合蛋白。抗J蛋白抗体检测出现条带2,抗V5抗体检测不出现条带2,说明条带2所检出的蛋白不是由重组质粒上的J基因表达的。 高三生物学同步训练 第1页(共1页) 学科网(北京)股份有限公司 $