2019最新高中生物 第4章 现代生物技术 4.3 聚合酶链式反应技术练习 北师大版选修1(考试专用)

4.3 新提升·课后作业一、选择题(每小题5分，共50分)1．关于固定化酶技术说法，正确的是( )A．固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术B．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C．固定化酶中的酶无法重复利用D．固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术【解析】　固定化酶技术就是固定酶，将酶依附着载体使其能被反复利用的技术，A错误；固定化细胞的优势在于能催化一系列的酶促反应，一种酶只能催化一种或一类反应，B错误；固定化酶中的酶可以重复利用，C错误；固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术，D正确。

【答案】　D2．目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题的是( ) A．酶对高温不敏感，但对强酸、强碱非常敏感B．加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境C．固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D．酶的催化功能很强，但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用【解析】　酶对高温、强酸、强碱都非常敏感，A错误；加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，能减少N、P的排放，有利于保护环境，B错误；固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性，C正确；酶的催化功能很强，但需给以适宜的温度和PH等环境条件才能较长时间维持其作用，不需要提供营养物质，D错误。

【答案】　C3．下列说法不正确的是( )A．固定化酶和固定化细胞在应用上的主要区别是后者需要一定的营养B．固定化酶技术一次只能固定一种酶C．固定化酶和固定化细胞的共同点之一是酶都是在细胞外起作用D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用【解析】　固定化酶和固定化细胞在应用上的主要区别是后者需要一定的营养，以维持活细胞代谢需要，A正确；固定化酶技术一次只能固定一种酶，B正确；固定化细胞的酶不一定都是在细胞外起作用，C错误；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，D正确。

【答案】　C4．试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似( )【解析】　分析图形可知，A是将酶吸附在载体表面上，B是将酶相互连接起来，C是将酶包埋在细微网格里，D是将酶固定在凝胶颗粒内；用海藻酸钠作载体制备固定化酵母细胞是需将活的酵母细胞固定在凝胶颗粒内，所以选D。

第二节分子生物学技术[随堂检测] [学生用书P59]知识点一多聚酶链式反应程序1. 多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。

PCR过程一般经历30多次下述循环：90～95 ℃下使模板DNA变性、解链→55～60 ℃下退火(引物与DNA模板链结合)→70～75 ℃下引物链延伸。

下列有关PCR过程的叙述中，不正确的是( ) A．变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键B．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸C．退火过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高解析：选B。

变性过程的目的是解链，与解旋酶的作用相同，所以变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键，A项正确；PCR技术是在较高温度条件下进行的，该过程需要热稳定Taq DNA聚合酶，且由于该过程的产物是DNA，所以需要的原料是四种游离的脱氧核苷酸，故B项错误；退火过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的，C项正确；PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高，D项正确。

2．下图是PCR反应过程中哪次循环的产物( )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。

知识点二目的DNA片段的体外扩增与鉴定3．下列关于DNA双链的叙述，错误的是( )A．通常将DNA的羟基末端称为5′端，而磷酸基团末端称为3′端B．通常将DNA的羟基末端称为3′端，而磷酸基团末端称为5′端C．通常DNA只能从3′端延伸DNA链D．通常DNA不能从5′端延伸DNA链解析：选A。

通常将DNA的羟基末端称为3′端，磷酸基团末端称为5′端。

4．下列关于操作过程的叙述中，错误的是( )A．PCR反应中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌B．PCR缓冲液和酶应分装成小份，在－20 ℃储存C．PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融化D．在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的吸液枪头都必须更换解析：选C。

2019-2020学年高中生物第四章第3节聚合酶链式反应技术知能演练轻巧夺冠北师大版选修11．(2012·冀州高二检测)关于PCR的说法不．正确的是( )A．PCR是体外复制DNA的技术B．PCR过程中需要一个模板DNA、两个引物分子、大量脱氧核糖核苷酸原料C．Taq酶是一种热稳定的DNA聚合酶D．PCR利用的是DNA双链复制原理解析：选B。

PCR技术是一种在体外迅速扩增DNA片段的技术；PCR过程除需要DNA分子双链作为模板、两个引物分子、大量脱氧核糖核苷酸原料外，还需要酶和能量等条件；Taq酶是一种耐热的DNA聚合酶；PCR技术的复制原理和DNA的复制原理是一样的，都是半保留复制。

2．如图是哪次循环的产物( )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，从第二次循环开始，上次产生的DNA分子又可作为模板参与反应，所以会形成DNA分子两端均含引物的情况。

如下图所示：因此题干中所示情况是第一次循环的产物。

3．引物的作用是()A．打开DNA双链B．催化合成DNA子链C．使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始复制D．提供模板解析：选C。

DNA分子的复制具有方向性，DNA聚合酶只能从引物的3′端延伸DNA链，因此DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。

4．(2012·东明高二检测)有关PCR技术的说法，不．正确的是( )A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术B．PCR技术的原理是DNA双链复制C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA解析：选D。

PCR技术是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。

它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。

PCR技术利用了DNA热变性原理，经过变性、复性、延伸三个步骤，在此过程中，不需要解旋酶。

《聚合酶链式反应技术》导学案一、学习目标1、理解聚合酶链式反应（PCR）技术的基本原理。

2、掌握 PCR 技术的操作步骤。

3、了解 PCR 技术在生物学和医学领域的应用。

二、知识储备1、 DNA 的结构和复制DNA 是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的双螺旋结构。

DNA 复制时，需要解旋酶解开双链，以每条链为模板，按照碱基互补配对原则合成新的子链。

2、核酸的基本组成单位核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

核酸的基本组成单位是核苷酸，分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸。

三、PCR 技术的原理1、定义聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种在体外模拟 DNA 复制过程的技术，用于扩增特定的 DNA 片段。

2、原理PCR 技术的原理基于 DNA 的半保留复制。

在反应体系中，包括模板 DNA、引物、脱氧核苷酸（dNTPs）、热稳定 DNA 聚合酶（如 Taq 聚合酶）和适当的缓冲液。

反应过程分为三个步骤：变性：通过加热使模板 DNA 双链解离，形成单链。

退火：降低温度，使引物与模板 DNA 单链上的互补序列结合。

延伸：在 DNA 聚合酶的作用下，以引物为起点，按照碱基互补配对原则合成新的 DNA 链。

经过多次循环，特定的 DNA 片段得以大量扩增。

四、PCR 技术的操作步骤1、准备阶段设计引物：根据目标 DNA 片段的序列，设计一对特异性引物。

准备模板 DNA：可以是从细胞、组织中提取的 DNA，也可以是经过纯化的 DNA 片段。

2、 PCR 反应体系的配制将模板 DNA、引物、dNTPs、热稳定 DNA 聚合酶、缓冲液等按照一定的比例加入到 PCR 管中。

3、 PCR 循环变性：通常在 94 98°C 下加热 15 30 秒。

退火：根据引物的 Tm 值，通常在 50 65°C 下保持 15 30 秒。

延伸：一般在 72°C 下进行，延伸时间根据扩增片段的长度而定，通常每分钟延伸 1kb 左右。

聚合酶链反应法（PCR法）:PCR技术可模拟细胞核内DNA复制的天然过程，可在3〜4h内使目的基因扩增上百万倍，达到肉眼可见的量，不需要放射性同位素标记就能分析、检测基因，大大提高了基因检测的灵敏度。

具体过程：首先，把DNA加热，使双链分开；然后将人工合成的一段单链核苷酸即DNA引物，黏附到DNA单股螺旋上；之后按照引物就能够复制出DNA来,重复放大50次后就可以制成10亿个基因。

在PCR放大过程中的关键是利用耐热DNA聚合酶使少量的DNA在短期内即能扩增数百万倍，便于分析、检测。

二、试题精练1、PCR技术是一种DNA的扩增技术。

在一定条件下，加入模板DNA DNA聚合酶、dATR dCTP dGTP dTTP可以实现DNA的扩增。

据此判断不合理的是A. dATP在DNA扩增中可以提供能量，同时作DNA合成的原料B. dTTP完全水解后产物有胸腺嘧啶、磷酸、核糖C. DNA扩增过程未加解旋酶，可以通过先适当加温的方法破坏氢键，使模板DNA解旋D. CTP水解脱去两个磷酸基后是组成R NA的基本单位之一2、多聚酶链式反应（PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。

PCR过程一般经历下述三十多次循环：95C 下使模板DNA变性、解链T 55 C下复性（引物与DNA模板链结合）72C下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。

下列有关PCF 过程的叙述中不正确的是：（）A. 变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B•复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C. 延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP四种核糖核苷酸D. PCR与细胞内DNA M制相比所需要酶的最适温度较高3、下列有关PCR技术的叙述，不正确的是：（）A. PCR技术经过变形、复性、延伸三个阶段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技术是利用碱基互补配对的原则4、PCR技术扩增DNA需要的条件是（）①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA ⑥核糖体A、①②③④B、②③④⑤C、①③④⑤D①②③⑥5、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个）放入PCF仪中扩增4代，那么，在PCR仪中放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数至少应是A. 640B. 8100C. 600D. 86406、对禽流感的确诊，先用PCR技术将标本基因大量扩增，然后利用基因探针，测知待测标本与探针核酸的碱基异同。

1．PCR原理（1）细胞内DNA复制条件条件组分作用模板DNA的两条单链提供复制的模板原料四种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料酶解旋酶DNA聚合酶打开DNA双螺旋催化合成DNA子链能量 ATP 为解螺旋和合成子链供能引物RNA 为DNA聚合酶提供合成的3’端起点（2）细胞内DNA复制过程①DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为3’端，而磷酸基团的末端称为5’端。

DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。

DNA的合成方向总是从子链的5’端向3’端延伸。

②在DNA的复制过程中，复制的前提是双链解开。

在体外可通过控制温度来实现。

在80~100 ℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性。

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与结合。

由于PCR过程的温度高，导致DNA聚合酶失活，后来耐高温的DNA聚合酶的发现和应用，大大增加了PCR的效率。

③PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供：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，耐热的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。

2．PCR的反应过程PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。

从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列成指数扩增。

3．实验操作（1）PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定的DNA聚合酶、两种RNA引物、水。

（2）实验操作步骤①按照PCR反应体系配方配制反应液；②将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5 mL）中；③将微量离心管放到PCR仪中；④设置PCR仪的工作参数；⑤DNA在PCR仪中大量扩增。

聚合酶链式反应pcr
1 聚合酶链式反应PCR
聚合酶链式反应（PCR）是一种允许大量翻倍指定的DNA序列的分
子生物技术。

通过利用特殊的酶（聚合酶）将两个DNA片段分别相互“拉伸”，重复地迭代扩增，合成更长的片段。

1.1 PCR的原理
PCR主要利用DNA聚合酶的功能来调控DNA片段的重复扩增与合成。

扩增过程分为三个步骤，即引物扩增、双螺旋扩增、保守分裂。

引物
扩增过程中，首先将扩增片段与反转录引物结合起来，DNA聚合酶将其复制到双螺旋结构；双螺旋扩增过程中，DNA聚合酶会主动分裂双螺旋，然后重复复制双螺旋，产生DNA序列的复制品；最后，保守分裂过程中，会继续分裂DNA双螺旋，直到完成指定的扩增任务。

1.2 PCR的应用
PCR技术有着广泛的应用，主要包括临床诊断应用、筛检、疾病分子检测等。

其中，PCR已经被广泛应用在心脑血管疾病、肿瘤、感染性疾病以及遗传病的检测上，准确可靠地检测出各种疾病的抗原。

另外，PCR技术在基因组学研究中也有广泛应用，可以用来进行基因鉴定、基因表达研究、比较基因组研究等。

在微生物学研究中，PCR技术也可以用来识别和遗传分类各种细菌和病毒，可以研究它们的源头和传播路径。

由此可见，聚合酶链式反应PCR技术无疑是一种重要而有用的分子生物技术，它已经得到广泛的应用，在诊断、疾病研究以及基因组学研究中发挥着重要作用。

高中生物聚合酶链式反应技术2019年3月21日（考试总分：100 分考试时长： 120 分钟）一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分）1、（5分）下列对于相关实验共性的叙述，错误的是A．“分离绿叶中的色素”和“胡萝卜素粗品的鉴定”都要用到纸层析法B．“分离土壤中分解尿素的细菌”和“菊花的组织培养”都要使用琼脂C．“果酒制作”和“探究酵母菌细胞呼吸方式”都用重铬酸钾检测酒精D．“分离纯化大肠杆菌”和“分离纯化血红蛋白”都要使用差速离心法2、（5分）下列关于生物技术应用的叙述，正确的是A．从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂只能以注射的方式给药C．加酶洗衣粉中酶制剂可以被重复利用，提高了酶的利用率D．将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗，可洗去多余的CaCl2和杂菌3、（5分）下列关于PCR技术的叙述，错误．．的是A．PCR技术的基本原理是DNA双链复制B．每次循环可分为变性、复性和延伸三步C．参与PCR的物质有引物、酶、脱氧核糖、模板等D．一个模板DNA分子第n次循环需要2n-1对引物4、（5分）平板划线法和稀释涂布平板法是接种微生物的两种常用方法，下列描述正确的是A．采用平板计数法获得的菌落数往往多于实际的活菌数B．平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环连续划在固体培养基表面C．稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基中进行培养D．与平板划线法相比，稀释涂布平板法形成单菌落的效果更好5、（5分）关于电泳的说法不．正确的是A．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程B．带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动C．蛋白质在醋酸纤维薄膜上的移动速度取决于它所带净电荷的多少D．电泳后需经染色、漂洗和脱色，才可长期保存6、（5分）下列关于“DNA粗提取和鉴定”实验的叙述，正确的是A．酵母菌、菜花和猪的成熟红细胞都可作为提取DNA的材料B．在酒精溶液中，某些蛋白质的溶解度比DNA大C．在研磨植物细胞时加入洗涤剂是为了溶解DNAD．在50～60 ℃的水浴中，DNA遇二苯胺试剂后即呈蓝色7、（5分）PCR(多聚酶链式反应)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，如图表示合成过程。