备考2024年高考生物一轮基础复习专题49 PCR技术
试卷更新日期：2023-11-29 类型：一轮复习
一、选择题
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1. 基因工程中，获取目的基因的方法有很多种，可以直接利用PCR选择性地扩增目的基因。下列关于目的基因的扩增及电泳鉴定的叙述正确的是（ ）A、变性：利用高温破坏氢键将目的基因的两条链解开 B、复性：降低温度使目的基因的DNA恢复双螺旋结构 C、延伸：在DNA聚合酶的作用下将4种核苷酸加到引物的5'端 D、鉴定：DNA呈指数扩增，PCR产物不经染色可用紫外光检测2. 下图表示PCR过程中某个阶段反应体系的情况，①②③④表示相关物质，L、R表示方向。下列叙述正确的是（ ）
A、②链从L到R的方向为3′→5′，①②链均可作为子链合成的模板 B、PCR过程需要通过解旋酶断开氢键，且为边解旋边复制 C、以1个DNA为模板经3次循环需消耗8个引物③ D、物质③的5′端添加了某序列，至少需经2次循环才可获得该序列的双链产物3. 将溶葡球菌酶基因转入奶牛基因组中获得转基因牛，在其乳腺中表达的溶葡球菌酶可以有效预防由葡萄球菌引起的乳房炎，使感染率下降。下列叙述错误的是（ ）A、上述操作至少需要三种分子工具：限制酶、DNA聚合酶、载体 B、可以通过PCR以及构建基因文库等方法来获取溶葡球菌酶基因 C、构建基因表达载体时，需加入乳腺中特异表达的基因的启动子 D、溶葡球菌酶基因与奶牛DNA都为双螺旋结构是二者拼接的基础4. 利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内 DNA 复制类似，过程如图所示。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是（ ）
A、引物A、B的碱基不能进行互补配对 B、退火的目的是让引物与单链DNA结合 C、延伸时，从DNA的3'端连接脱氧核苷酸 D、第二轮循环后，同时含有引物AB的DNA占100%5. 下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是（ ）A、PCR实验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所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20℃储存 C、PCR所用的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组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换6. 科学家常用PCR（聚合酶链式反应）特异性地快速扩增目的基因，该过程可在PCR扩增仪中自动完成。以下相关叙述错误的是（ ）A、PCR反应的原理是DNA的半保留复制 B、引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的单链核酸 C、耐高温的DNA聚合酶能将脱氧核苷酸加到引物的5'端 D、反应完成后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定其产物7. 数字PCR技术是一种核酸分子绝对定量技术，其原理如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A、每个反应单位中都需要加入解旋酶和耐高温DNA聚合酶 B、应根据目的基因的一段已知序列设计两种引物 C、PCR每一循环包括变性、复性和延伸三个过程 D、PCR结束后有靶分子的反应单位能检测出荧光8. 抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据，采用PCR方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A、预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B、后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C、延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D、转基因品种经检测含有目的基因后即可上市9. 某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，下列有关PCR扩增过程相关叙述不正确的是（ ）A、为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性核酸内切酶位点 B、设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对，而造成引物自连 C、PCR扩增时，退火温度的设定与引物长度、碱基组成无关 D、如果PCR反应得不到任何扩增产物，则需要降低退火温度或重新设计引物10. 下列关于PCR扩增DNA片段及电泳鉴定的叙述，错误的是（ ）A、在凝胶中DNA分子的迁移速率主要和DNA分子的大小、构象等有关 B、耐高温的DNA聚合酶只能从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸 C、反应过程中的每一轮循环依次包括变性、复性、延伸三步 D、PCR扩增产物一般可通过琼脂糖凝胶电泳来进行鉴定11. RT-PCR是以mRNA作为模板扩增得到DNA的技术，具体过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A、过程Ⅰ需要加入缓冲液、原料、RNA提取物、酶和引物a等 B、过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上需要2n个引物b C、PCR反应中周期性的温度设置是特定的，与扩增的目的基因和引物无关 D、用于PCR的引物含有20~30个核苷酸，引物a与b具有相同的碱基序列12. 下列有关PCR的叙述，正确的是（ ）A、PCR的过程主要包括变性→延伸→复性，且温度逐渐降低 B、PCR每次循环都消耗引物和原料，在实验过程中需要及时补充 C、PCR的原理是DNA半保留复制，解旋和复制是同时进行的 D、添加反应组分时，每吸取一种试剂都须更换微量移液器上的枪头13. 原位PCR技术是利用原位PCR仪，在组织或细胞中靶DNA所在的位置上进行的PCR循环扩增，通过掺入标记基因直接显色或结合原位杂交进行检测的方法。进行扩增时，反应体系中的反应成分需渗透到组织或细胞的靶DNA处才能进行扩增。PCR反应体系中需要添加一定浓度的Mg2+ ， 而组织细胞间的物质会吸附Mg2+ ， 使进入细胞的Mg2+减少。下列说法正确的是（ ）A、PCR技术中复性是当温度下降到65℃时，两种引物与两条DNA单链结合的过程 B、反应体系中dNTP作为扩增的原料，会依次连接到子链的5端 C、反应体系中引物的G，C碱基含量越高越好，因为越高引物结合的特异性越强 D、原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR高14. 用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱。其中1号为DNA标准样液（Marker），10号为蒸馏水，PCR时加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析，不合理的是（ ）
A、PCR产物的分子大小在250-500bp之间 B、3号样品为不含目的基因的载体DNA C、9号样品对应植株不是所需的转基因植株 D、10号确定反应体系等对结果没有干扰15. 免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。下图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图：首先将抗体1固定在微板上，冲洗后加入待检的牛乳，再加入DNA标记的抗体2，进行PCR扩增，最后进行电泳检测。下列叙述错误的是（ ）
A、免疫PCR技术适用于微量抗原的检测 B、第三次冲洗不充分可能导致假阳性现象 C、图示中的DNA必须是牛乳基因中的DNA片段 D、PCR扩增产物的量与牛乳中抗生素的量呈正相关二、多项选择题
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16. （不定项）20世纪70年代，Fred sanger发明了双脱氧终止法对DNA进行测序。其原理如图，在4个试管中分别加入4种脱氧核苷三磷酸（dNTP）和1种双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）；ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA片段的延伸。在4个试管中DNA链将会分别在A、C、G及T位置中止，并形成不同长度的DNA片段。这些片段随后可被电泳分开并显示出来。下列说法错误的是（ ）
A、这种测序方法需要引物和耐高温的DNA连接酶 B、电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾 C、测得未知DNA的序列为5'- GATTCGAGCTGA-3' D、ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的5'末端17. 人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（ ）A、DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础 B、串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律 C、指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列 D、串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误18. 二十碳五烯酸（EPA）是人体需要的一种营养物质。某实验室利用转基因技术从海洋细菌中提取了EPA合成途径的关键基因。下图表示通过PCR获取和扩增基因的部分过程。下列叙述正确的是（ ）
A、PCR体系中需要加入引物、原料和等 B、据图可知，可以选择引物①④或者②③ C、PCR第n次循环需要个引物 D、用于PCR的两个引物的碱基序列一般相同19. 新冠疫情的快速控制，离不开我国政府的科学决策和对新冠病毒（一种RNA病毒）的快速检测能力。荧光定量PCR可定量检测样本中DNA含量，其原理是在PCR反应体系中加入引物的同时，加入与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子，即DNA每扩增一次，就有一个荧光分子生成（如图），荧光监测系统随时接收荧光信号变化。每个反应管内的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环次数称为循环阈值（Ct值）。下列说法正确的是（ ）
A、PCR技术不能直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测 B、做荧光定量PCR之前，需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针 C、Ct值越大，被检测样本中病毒数目越多，对被检测者的危害性越大 D、最终监测的荧光强度与起始时反应管内样本DNA的含量呈正相关20. 蜘蛛丝（丝蛋白）被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1~4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是（ ）
A、若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏4个磷酸二酯键 B、若用PCR技术获取目的基因，则图中的2、3分别是2种引物结合的位置 C、若受体细胞为大肠杆菌，则蛛丝蛋白的加工需要细胞中内质网和高尔基体的参与 D、在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因三、非选择题
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21. 猪大肠杆菌会引起仔猪发生肠炎、肠毒血症等疾病。LTB和ST1是猪源大肠杆菌肠毒素基因。研究人员通过重组PCR技术构建了LTB—ST1融合基因，其表达产物LTB—ST1融合蛋白可有效预防仔猪黄痢，该融合基因构建过程如下图所示。请回答：
(1)、重组PCR技术依据的生物学原理是。(2)、PCR1和PCR2是在两个不同反应体系中进行的，两个反应体系中加入的物质中不同的是。PCR1和PCR2的目的是 ， 从而有利于LTB基因和ST1基因融合。(3)、在②过程中，PCR1和PCR2产物的作用是作为____。A、原料 B、模板 C、引物 D、酶(4)、定点突变是指使基因特定位点发生碱基对的增添、缺失或者替换。重组PCR技术不仅可用于构建融合基因，还可用于基因定点突变。请结合试题图示，说明利用重组PCR技术进行基因定点突变的方法22. 在进行DNA亲子鉴定时，需要大量的DNA。PCR(聚合酶链式反应)可以使样品DNA扩增，获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图1，图中黑色长方形是引物)。请回答下列问题：
(1)、图中的变性、延伸分别是指、。(2)、假设PCR反应中的DNA模板为P，第一轮循环的产物2个子代DNA为N1，第二轮循环的产物4个子代DNA为N2，N1、N2中含有模板DNA单链的DNA分别有个、个。(3)、某样品DNA分子中共含3 000个碱基对，碱基数量满足(A＋T)/(G＋C)＝1/2，若经5次循环，至少需要向试管中加入个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)(4)、若图2为第一轮循环产生的产物，请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。23. 面对新冠疫情，最常见的检测方法是新冠病毒核酸检测，原理为实时荧光定量PCR（RT-PCR）检测法，技术流程如下图所示，①②③表示相关步骤。请回答：
(1)、PCR技术与DNA体内复制过程相比，两者的复制方式都是。RT-PCR过程中，需先以RNA为模板合成cDNA，故装置中需添加酶。(2)、过程①中，RNA提取裂解液可同时灭活病毒，原因是。采集到的样本要迅速进行病毒灭活处理，其目的是。步骤③需要的酶是 ， 引物F和引物R是根据序列合成的。(3)、在进行新冠病毒核酸检测时，通常以病毒的ORF1b基因为检测的目标基因，是因为ORF1ab基因具有的特点。24. 检测新型冠状病毒核酸特异性序列的方法最常见的是实时荧光逆转录聚合酶链式反应（RT—PCR）法。TaqMan探针是实时荧光定量RT—PCR技术中一种常用探针（如图1），其V末端连接荧光基团（R），3'末端连接淬灭剂（Q）。当探针完整时，R发出的荧光信号被Q吸收而不发荧光。在PCR扩增过程中，当Taq酶遇到探针时会使探针水解而释放出游离的R和Q，R发出的荧光信号被相应仪器检测到，荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步（如图2）。请据图回答：
(1)、结合图1和图2分析，因PCR反应模板仅为 ， “荧光RT-PCR技术”所用的试剂盒中通常都应该含有酶、酶、TaqMan探针、引物、dNTP、Mg2+、缓冲体系等。(2)、若反应体系中存在靶序列，则TaqMan探针与结合，PCR反应时，酶沿模板利用外切酶的活性将探针酶切水解，放出游离的R和Q，R发出荧光信号。根据：TaqMan探针功能分析，探针中碱基序列的设计应主要依据。(3)、每扩增一条DNA链，就有个荧光分子产生。荧光定量PCR仪能够监测出荧光到达预先设定阈值的循环数（Ct值）与病毒核酸浓度有关，病毒核酸浓度越高，Ct值越。(4)、虽然荧光RT-PCR是当前被广泛认可的检测手段之一，但是不断有“假阴性”现象报道，通过上述过程分析，“假阴性”的可能原因有（填字母）。a．通过咽拭子取样不规范或取样所获样本量不足
b．在样本运输、检测中出现了损坏和污染
c．病毒核酸关键序列发生突变
25. SRY基因又称雄性性别决定基因，只位于Y染色体上，长度约1.1 kb。某兴趣小组利用PCR技术进行人类性别鉴定实验。请回答下列问题：(1)、本实验中PCR所需模板来自的口腔上皮细胞。(2)、PCR反应的步骤可分为三步，“高温变性”的目的是 ， “退火复性”的温度约为 ， “延伸”阶段需要用到的酶是。(3)、PCR技术成功的关键因素是设计引物，根据引物的特点，最简便的方法是根据SRY基因设计种引物。引物的作用是。如果需要设计相应的酶切位点，只能在引物的端添加相应序列，原因是。(4)、下图所示是四个小组的电泳结果，为排除实验操作本身对实验结果的影响， PCR体系中加入β -actin基因（细胞骨架蛋白基因），分析图中各条带可以得出的实验结果是。