1.在实验室内模拟生物体内的DNA复制，需要哪些条件( )
①酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP ④DNA分子
⑤引物 ⑥tRNA ⑦适宜的温度 ⑧适宜的酸碱度
A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤⑥⑦
C．②③④⑤⑦⑧ D．①②④⑤⑦⑧
解析：选D。在实验室内模拟DNA复制时，需要DNA聚合酶催化合成DNA子链；四种脱氧核苷酸为合成子链的原料；DNA母链为DNA复制的模板；还需要引物；还有适宜的温度，适宜的酸碱度等。
2.标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是( )
A．95 ℃、55 ℃、72 ℃ B．72 ℃、55 ℃、95 ℃
C．55 ℃、95 ℃、72 ℃ D．80 ℃、55 ℃、72 ℃[高考资源网]
解析：选A。当温度在95 ℃时，双链DNA解旋为单链，称之为高温变性；当温度下降到55 ℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合称为低温复性；当温度上升到72 ℃时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在TaqDNA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。
3.如图表示PCR扩增的产物，请分析它是哪次循环的产物( )
A．第一次循环 B．第二次循环
C．第三次循环 D．第四次循环
解析：选A。在PCR反应中以引物为标记，第一次循环时，以加入的DNA为模板，两条DNA链可分别由引物Ⅰ和引物Ⅱ与其结合，并在DNA聚合酶的作用下延伸，所以，形成的每个子代DNA中只有一种引物。从第二次循环开始，第一次产生的DNA分子又可作为模板参与反应，形成的DNA分子两端都含有引物。
4.(2012·银川一中高二检测)关于PCR技术的应用，错误的一项是( )
A．古生物学、刑侦破案、DNA序列测定
B．诊断遗传病、基因克隆、古生物学
C．DNA序列测定、基因克隆、刑侦破案
D．诊断遗传病、合成核苷酸、DNA序列测定ks5u.com
解析：选D。PCR技术在医学上用于遗传病的基因诊断、基因克隆、DNA序列测定，法医上用于刑侦破案，古生物学上用于生物化石样品分析。PCR技术是以4种脱氧核苷酸为原料，合成双链DNA的过程，PCR技术不能合成核苷酸。
5.Taq聚合酶的热稳定性是该酶用于PCR的前提条件，也是PCR技术能迅速发展和广泛应用的原因。Taq聚合酶还具有逆转录性，其作用类似于逆转录酶。Taq聚合酶表现为Mg2＋依赖，该酶的催化活性对Mg2＋浓度非常敏感。测定结果为MgCl2浓度在2.0 mmol/L时该酶催化活性最高，此浓度能最大限度地激活Taq聚合酶的活性，Mg2＋过高就会抑制酶活性，因此MgCl2的浓度在不同的反应体系中应适当调整，优化浓度。
(1)从材料可知，影响PCR反应的因素除引物、反应温度和Taq聚合酶外，还应有________。
(2)Taq聚合酶的作用是________________，且只能由________端开始。
(3)“PCR”与人体内的DNA复制相比，有何不同之处？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验室中微生物的筛选，应用了Taq细菌能在热泉中生长的原理，人为提供有利于目的菌株生长的条件：________、________、________等。
解析：PCR技术所需条件是模板、引物、原料、DNA聚合酶和Mg2＋，同时需要恰当的温度及缓冲液维持近中性酸碱度。PCR是体外扩增模板DNA，与细胞内的DNA复制不同，需要耐高温的DNA聚合酶，通常用Taq聚合酶，且引物为DNA。Taq聚合酶是从生活在热泉中的Taq细菌中提取出来的、一种耐高温的DNA聚合酶。
答案：(1)Mg2＋ (2)催化合成DNA子链 3′
(3)PCR技术发生在体外，且需耐高温的Taq聚合酶，引物为DNA (4)较高温度 营养物质 适宜pH
1.DNA的复制需要引物，其主要原因是( )
A．可加快DNA的复制速度
B．引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合
C．引物的5′端有助于DNA聚合酶延伸DNA链
D． DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链
解析：选D。DNA的两条链是反向平行的，为了明确地表示DNA的方向，通常将DNA的羟基(—OH)末端称为3′端，而磷酸基团的末端称为5′端。DNA聚合酶不能从5′端开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。因此，DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
2.下列有关PCR的描述不正确的是( )
A．是一种酶促反应
B．引物决定了扩增的特异性
C．扩增产量为y＝(1＋x)n
D．扩增对象是氨基酸序列
解析：选D。PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它以极少量的DNA为模板，以四种脱氧核苷酸为原料，在引物作用下使DNA聚合酶从引物的3′端连接脱氧核苷酸，短时间迅速复制上百万份的DNA拷贝，其扩增产量为y＝(1＋x)n，y代表DNA片段扩增后的拷贝数，x表示平均每次的扩增效率，n代表循环次数。
3.(2012·长安一中高二检测)用于PCR的引物长度通常为20～30个核苷酸，是一小段( )
A．DNA B．RNA
C．DNA或RNA D．双链DNA
解析：选A。用于PCR的引物是一小段DNA(单链)，细胞内DNA复制的引物，一般为RNA。
4.PCR利用了DNA热变性的原理，PCR仪实际上是一种能自动调控温度的仪器，对PCR过程中“温度的控制”的说法中错误的是( )
A．酶促反应需要高的温度，是为了确保模板是单链
B．延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度
C．DNA聚合酶不具热变性，要用耐高温的聚合酶
D．DNA解旋酶不具热变性，为了确保模板是单链[高考资源网KS5U.COM]
解析：选D。PCR是一种体外DNA扩增技术。DNA双链的解开不需要解旋酶，靠高温使其变性，双螺旋结构解体，双链分开，延伸时，在耐高温的DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延伸的温度要大于复性温度小于变性温度。
5.PCR实验中使用的微量离心管、吸头、缓冲液以及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是( )
A．反复洗涤 B．外源DNA污染
C．高压蒸汽灭菌 D．在－20 ℃储存
解析：选C。通过对PCR实验中所用仪器和试剂进行高压蒸汽灭菌，可以避免外源DNA等因素的污染。
6.DNA扩增过程中，DNA片段经若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的图是( )
解析：选C。PCR反应中DNA的扩增数目和生物体内的DNA复制是类似的，即1个DNA分子复制一次，变为2个，复制2次，产生4个DNA分子，呈指数扩增，开始有一个DNA分子为模板，经过n次复制后得到的DNA分子的数量为2n，与曲线C相符合。
7.在PCR实验操作中，下列说法不正确的是( )
A．在微量离心管中添加各种试剂时，只需一个吸头
B．离心管的盖子一定要盖严，防止液体外溢
C．用手轻弹离心管壁的目的是使反应液充分混合
D．离心的目的是使反应液集中在离心管底部，提高反应效果
解析：选A。在微量离心管中添加各种试剂时，每吸取一种试剂后，移液器上的吸头必须更换，确保实验的准确性；离心管的盖子一定要盖严，防止实验中脱落或液体外溢；离心10 s的目的是使反应液集中在离心管底部，提高反应效果。
8.(2012·南通一中高二检测)一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，利用PCR循环5次后标记的DNA分子占总数的( )[Ks5u.com]
A．1/10 B．1/5
C．1/16 D．1/25
解析：选C。DNA的复制是半保留复制，其特点是：新形成的DNA双链，一条来自亲代DNA分子的母链，另一条是新合成的子链。在没有标记的环境中培养，不论经过多少次复制，最终标记的两条链始终分别存在于两个DNA分子中，这样经过n次循环后，标记的DNA分子占总数的2/2n，即1/2n－1。
Taq DNA聚合酶由水栖高温菌分离而得。其生长适宜温度为70 ℃～75 ℃。回答下列问题：
(1)用Taq DNA聚合酶代替一般的DNA聚合酶是使PCR普及应用的关键。因为普通的酶不能耐受95 ℃时使双链DNA变性的温度，因此，每次循环都要____________，Taq DNA聚合酶的发现和应用解决了上述问题，提高了PCR的效率，使PCR技术趋向________________________________________________________________________。
(2)PCR反应扩增DNA片段时，________________决定了扩增片段的长短。
(3)若加入的模板是两个相同的DNA分子，如果只想要“拷贝”这两个长长的DNA分子中“特定区间”，在其他条件均理想时，经过三十次循环，理论上能获得________个“特定区间”片段。
解析：普通DNA聚合酶在DNA变性温度条件下失活。因此，必须循环一次更换一次新酶才能保证DNA复制顺利进行，而Taq DNA聚合酶在95 ℃的DNA变性条件下不会失活，故可以反复利用，解决了PCR反应连续扩增DNA片段的关键因素。DNA聚合酶只能从两引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，是DNA片段延伸的起始位点，两引物的5′端决定了扩增产物DNA片段终点。每个DNA分子中“特定区间”经过30次PCR反应后理论上可获得230个“特定区间”，其中两个位于DNA分子的两条链上，不是“特定区间”片段。故两个DNA经30次PCR循环后获得的“特定区间”片段理论上有230×2－4。
答案：(1)加入新酶 自动化[高考资源网KS5U.COM]
(2)两个引物
(3)230×2－4
PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的方法，用于放大特定的DNA片段，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个拷贝的分子生物学技术。PCR需要模板DNA、引物、脱氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等条件。下图为模板DNA分子及2种引物，请回答相关问题：
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(1)PCR的全称是________。PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度环境的不同，在PCR中先用95 ℃高温处理的目的是
________________________________________________________________________；
而这一过程中在细胞内是通过_______________________________________________实现的。
(2)在PCR技术中所需要的引物实质上是一种______________________。请在图中绘出引物结合的位置。
(3)若将1个DNA分子拷贝10次，则需要在缓冲液中至少加入________个引物。
(4)DNA子链复制的方向是________________，这是由于
________________________________________________________________________。
解析：本题考查考生对PCR技术的理解，属于知识识记和理解层次的考查，符合高考对选修内容考查的特点。PCR技术又称多聚酶链式反应，在PCR中先用95 ℃高温处理的目的是使DNA分子中的氢键断裂，两条链解开，即使DNA分子变性。引物是一种单链DNA或RNA分子，它能与解开的DNA母链的3′端结合，为DNA聚合酶提供吸附位点，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，从而决定了DNA子链复制的方向是从5′端到3′端。在DNA分子扩增时，需要2种引物，由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点，故所需的引物数目等于新合成的DNA子链数目，即2×210－2＝211－2个。
答案：(1)多聚酶链式反应 使DNA变性(使DNA的两条链解开) 解旋酶的催化
(2)单链DNA或RNA分子，见右图
(3)211－2
(4)5′端到3′端 DNA聚合酶只能从引物的3′端拼接单个脱氧核苷酸分子
1.DNA体外扩增技术的反应过程称为聚合酶链式反应(PCR)。
2．PCR过程需要的引物是人工合成的DNA单链，其长度通常为20～30个脱氧核苷酸。PCR过程中DNA的解旋是通过对反应温度的控制来实现的。
3．在PCR过程前，应在一种特制的微量离心管中加入PCR缓冲液、DNA模板、一对引物、四种脱氧核苷酸、DNA聚合酶，Mg2＋等成分。[高考资源网KS5U.COM]
4．高温(95 ℃)变性、低温(55 ℃)复性和中温(72 ℃)延伸三个步骤构成PCR过程的一个循环。
5．PCR技术被广泛地应用于基因克隆、基因序列分析、遗传病诊断、古生物学研究以及刑侦破案、亲子鉴定等诸多方面。
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