PCR技术的基本操作和应用知识点题库

下列叙述，不正确的是

A . 动物细胞融合说明细胞膜具有流动性 B . 种群基因型频率的改变不一定会引起基因频率的改变 C . PCR技术是利用DNA双链复制的原理扩增DNA D . 隔离是新物种形成的必要条件和标志

PCR技术的操作步骤依次是（）

A . 高温变性、中温延伸、低温复性 B . 高温变性、低温复性、中温延伸 C . 中温延伸、高温变性、低温复性 D . 中温延伸、低温复性、高温变性

从2001年初到现在，青岛某实验基地已孕育出上百只转基因克隆羊，它们的体内分别携带包括β—干扰素、抗凝血酶素、乙肝表面抗原在内的多种药用蛋白基因。这意味着，它们可以通过产奶的方式源源不断地提供药用蛋白基因，其应用前景非常光明。在其实验研究过程中，经常利用PCR技术制取大量的有关药用蛋白基因来供实验用。下列有关PCR技术的叙述中，不合理的是（）

A . PCR扩增反应中加入引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点 B . DNA聚合酶的作用是从引物的5'端开始催化DNA链的延伸。 C . PCR技术依据是DNA的热变性原理 D . PCR的反应过程一般经历三十多个循环，每次循环都包括变性、复性、延伸

在进行DNA亲子鉴定时，需大量的DNA。PCR技术(多聚酶链式反应)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，图中黑色短线是引物)。在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。

（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 ，第二轮的产物4个子代DNA为N₂ ， N₁、N₂中分别含有模板DNA单链的DNA分别有个、个。若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后能形成个DNA片段。
（3）某样品DNA分子中引物之间的序列共含3 000个碱基对，碱基数量满足：＝，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)

实验室常用PCR技术对DNA进行体外扩增，下列相关叙述正确的是（）

A . 需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶 B . 反应过程包括变性→复性→延伸 C . 95℃时DNA的磷酸二酯键断开 D . 引物与模板结合后向5’方向延伸

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）限制性内切酶主要来源于生物，切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有．
（2）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即
（3）反转录作用的模板是，若要在体外获得大量反转录产物，常采用技术，该技术所需要的条件有模板DNA、引物、、原料和能量等．
（4）基因工程中除质粒外，和动植物病毒也可作为运载体．
（5）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，而是应该用进行处理．

从2001年初到现在，青岛某实验基地已孕育出上百只转基因克隆羊，它们的体内分别携带包括β﹣干扰素、抗凝血酶素、乙肝表面抗原在内的多种药用蛋白基因．这意味着，它们可以通过产奶的方式源源不断地提供药用蛋白基因，其应用前景非常光明．在其实验研究过程中，经常利用PCR技术制取大量的有关药用蛋白基因来供实验用．下列有关PCR技术的叙述中，不合理的是（　　）

A . PCR扩增反应中加入引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点 B . DNA聚合酶的作用是从引物的5'端开始催化DNA链的延伸 C . PCR技术依据是DNA的热变性原理 D . PCR的反应过程一般经历三十多个循环，每次循环都包括变性、复性、延伸

关于下列生物技术主要原理的表述，最准确的是（　　）

A . PCR：碱基互补配对原则 B . 植物体细胞杂交：细胞膜的流动性 C . 克隆动物的培育：动物细胞的全能性 D . 试管动物的培育：动物的体内受精和早期胚胎发育

科学家通过转入四种基因可将体细胞诱导形成多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞具有胚胎干细胞的类似功能。下图是设想用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的流程,请回答:

（1）胚胎干细胞来源于，具有，经诱导能发育成个体。
（2） iPS细胞培育过程中运用到的生物技术有过程①的、过程②的等。
（3）过程①的培养液中除合成培养基的成分外,还需添加等天然成分。过程②进行时,需要先利用技术将四种目的基因扩增,再将目的基因与逆转录病毒载体结合,以构建，然后将其导入患者的体细胞,诱导形成iPS细胞。
（4）经过程③、④后,改造得到的A是，再植入患者体内,使患者能够产生正常红细胞,这种治疗方法称为。

下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，有关说法错误的是（）

A . A→B过程中一般用4种脱氧核苷酸为原料，并加入两种引物 B . B→C为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是卵母细胞 C . A→B过程利用了DNA（双链）复制原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶 D . B→D为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段。如图是基因工程示意图，请据图回答下列问题：

（1）利用PCR技术对目的基因进行扩增时，需加入酶。该技术依据的原理是，在操作步骤中需要加热至90～95℃使，然后降温至55～60℃，使。
（2）进行①过程时，需用酶切开载体以插入目的基因。若要使目的基因在受体细胞中表达，需要导入基因表达载体，而不是直接导入目的基因，其原因是：（答出两点即可）。
（3）若图中宿主细胞为大肠杆菌，一般情况下②过程采用处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。
（4）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，并在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。

下列哪一项不属于克隆（　　）

A . 利用PCR技术扩增目的基因 B . 利用核移植技术培育出克隆绵羊 C . 利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株 D . 利用胡萝卜茎尖组织经植物组织培养得到脱毒苗

利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。2005年青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定,该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品,造福人类健康。下图为利用生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程,据图回答:

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（1）在基因工程中,A表示,如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶区别于其他酶的特点是,B表示。
（2）在研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因,并采用技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有、。
（3）基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括哪几部分?
（4）将目的基因导入受体细胞的过程中,在③过程中一般是采用方法;在②过程中一般采用方法,受体细胞一般是。

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号为电泳缓冲液。PCR时加入的模板DNA如图所示。据此做出分析不合理的是（）

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A . PCR产物的分子大小在250至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号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰

2020年1月6日，中国疾控中心分离出第一株新冠病毒；1月7日完成对该病毒的全部基因组测序；1月24日首个针对新冠病毒的核酸检测试剂盒通过审核，为新冠肺炎的诊断提供了有力的保障。新冠病毒是一种单股正链RNA病毒，外面包裹着衣壳蛋白和囊膜，囊膜上存在刺突蛋白，能特异性识别细胞膜上的ACE2受体从而感染细胞。新冠病毒进入细胞后，首先以正链RNA为模板翻译出RNA聚合酶，然后在该酶的作用下合成负链RNA，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA或结构蛋白mRNA。

（1）该病毒的遗传物质是RNA，运用荧光PCR试剂盒对新冠病毒核酸进行检测。原理是提取病人体液样本中的核酸，进行反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR），该过程需要酶和酶。
（2）科研人员提出用康复者血清治疗新冠型肺炎，是因为康复者血清中存在（填“抗原”或“抗体”），但血清成分复杂，易引起受体出现免疫排斥，所以该方法存在缺陷。
（3）针对血清治疗存在的缺陷。研究者从治愈患者捐献的血液中提取浆细胞，然后用（不同于植物细胞）诱导该细胞和骨髓瘤细胞发生融合。几经努力。最终生产出单克隆抗体，此种方法生产的抗体具有的优点。细胞融合过程体现了细胞膜的特性是具有。融合完成后，融合体系中除含有未融合的细胞外，理论上含有种两两融台的细胞。细胞融合技术的优点是。
（4）在对新冠病毒检测的过程中，偶尔会出现核酸检测阳性而抗体检测阴性的现象。假如这两种试剂盒的质量及检测方法都没有问题，试从免疫角度分析造成这种现象可能的原因。
2020年2月15日，法维拉韦正式获得国家药监局批准上市。成为我国第一个针对新冠肺炎具有潜在疗效的药物，该药物能够专一抑制新冠病毒RNA聚合酶，由于人体细胞内也存在RNA聚合酶，有人担心该药物的安全性，请分析他的担心理由是。

人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值。科研人员通过生物工程技术获得转HSA基因奶牛，并通过乳腺生物反应器生产HSA，其主要技术流程如图Ⅰ所示。请分析并回答下列问题：

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（1）图1中为获取大量的去核卵母细胞，往往需对相应母牛使用处理，使其超数排卵，收集并选取处在时期的卵母细胞，通过显微操作去除细胞核。供核的牛胎儿成纤维细胞通常选用传代10代以内的细胞，其原因是。
（2）胚胎移植时，为使代孕母牛能处于适合的生理状态，需要用激素对其进行处理。为获得更多转基因母牛，可在胚胎移植前对胚胎进行。
（3） SRY-PCR法性别鉴定的基本程序是：提取牛胎儿成纤维细胞的DNA，经PCR反应体系扩增SRY基因（Y染色体上特有的性别决定基因）片段，然后对扩增产物进行检测。
①PCR反应体系中通常含有模板DNA，引物、Taq酶、、缓冲液等。根据SRY基因序列设计的引物长度一般为20~24个核苷酸，其不宜过短的原因主要是，两种引物中G+C的含量相差不宜过大，原因主要是。

②PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、和延伸三步。在循环之前，常要进行一次预变性，其目的是。

③细胞核内DNA的复制过程如图2所示，其中有一条子链是先合成短的脱氧核苷酸链片段（称为冈崎片段），再形成较长的分子，而在PCR过程中无冈崎片段形成的原因是。

④若扩增产物含大量SRY基因片段，则该种牛胎儿成纤维细胞（填“能”或“不能”用作技术流程中转化过程的受体细胞。

人的ABO 血型与红细胞表面的抗原相关，由位于第9号染色体上的一组等位基因I^A^、I^B^、i决定，还与位于第19号染色体上的H、h基因有关。血型与基因的关系如下图所示，回答下列问题：

（1）红细胞表面具有抗原A的人的血型有种。
（2）现有一个A型血男子与一个O型血女子结婚，出生了一个AB型血的孩子。经检测后发现，该男子血型的基因型为，该女子血型的基因型为，医生据此判断该夫妇只能生出AB型血的孩子。若该夫妇的孩子与其基因型相同的配偶结婚，则生育孩子的血型及其概率之比是。

（3）从被检者的血样中提取DNA，进行PCR扩增分析，是鉴定I^A^、I^B^、i基因常用的技术手段。已知不同引物组合，可以扩增不同基因的特异性片段。下图是为扩增I^A^、I^B^、i了基因片段所用引物的分布示意图，不同引物组合所扩增的特异性基因片段如下表所示。

引物组合	扩增片段所属的基因	扩增片段大小（碱基对bp）
1和2	1^A、i	104
3和4	I^B	52
5和6	i	224
7和8	1^A、I^B	379

①提取的DNA主要来自于血样中的（填“红细胞”或“白细胞”）。

②引物1、3、5、7与（填“α链”或“β链”）形成碱基互补配对关系。

③上述A型血男子的DNA经这4对引物扩增，得到了104bp和379bp两种DNA片段，试推测上述O型血女子的DNA经这4对引物扩增，得到的DNA片段为。

几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。请回答下列问题：

（1）在进行基因工程操作时，如果要从植物体内提取几丁质酶基因的mRNA，为防止mRNA 被分解，需要在提取液中添加。以获得的mRNA为材料可以获取cDNA，此过程需要酶的作用。
（2）在将几丁质酶基因提取出来后，需利用PCR技术进行扩增，从而得到大量的目标酶基因。PCR反应每次循环可分为三步，其中复性的结果是。在此技术中，使用Taq酶而不用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是。
（3）若要使几丁质酶基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，这就需要将几丁质酶基因插入质粒构建重组质粒，此过程所需要的酶是，构建的重组质粒载体中必须有标记基因，其作用是。检测受体植物是否具有抗真菌病的能力，可从受体植物细胞中提取蛋白质，然后进行杂交实验进行判断。

回答下列（1）、（2）小题：

（1）我国的酿酒工艺历史悠久，各种水果、各种粮食都可作为原料酿酒，如红薯酒就是利用红薯酿制的黄酒，酒精度约为9%。回答下列酿造红薯酒的相关问题
Ⅰ.原料处理：鲜红薯常需要切去腐烂部位，该处理的目的防止影响红薯酒的。然后再加入10%蔗糖后入锅蒸煮。蒸熟后趁热挤碎，后拌入5%的麦芽，使其温度保持在55℃左右，约4小时搅拌令其出液。过滤后，取滤液入缸待用。蒸煮前拌入适量蔗糖的目的是。加入的麦芽的作用是。

Ⅱ.发酵：待滤液温度降至25℃左右加入酵母菌，24小时后发酵液温度上升至30℃左右，此后每半天需搅拌一次，搅拌的主要目的是。10天左右，发酵液中糖分耗完引起发酵终止。

Ⅲ.装罐储存：对发酵液进行过滤压榨，榨出的酒液静置2-3天用（填方法）取出上面澄清液，杀菌后装入经处理的酒罐，密封低温保存。
（2） ACC氧化酶是合成乙烯的关键酶，由ACC氧化酶基因控制合成。科研人员将人工合成的ACC氧化酶基因反向插入到质粒的启动部位之后，构成反义ACC 氧化酶基因，再通过农杆菌转化法转入番茄染色体DNA中。反义ACC氧化酶基因在番茄细胞中的转录产物能与ACC氧化酶基因的转录产物互补配对，抑制乙烯的产生，使番茄减缓成熟。请回答：
Ⅳ.科研人员能直接用化学合成ACC氧化酶基因的前提条件是。人工合成ACC氧化酶基因后，需用进行扩增。

Ⅴ.在构建重组质粒时，为确保ACC氧化酶基因反向插入质粒中，需用种限制性核酸内切酶切割目的基因和Ti-质粒。为了便于转化后的筛选，表达载体还应具有。

Ⅵ.将含有重组质粒的农杆菌液涂抹在无菌番茄幼苗的芽尖，适宜时间后，用冲洗芽尖除菌，接种于（填“固体”或“液体”）培养基，经脱分化形成愈伤组织，进而形成转基因植株。实验中选择番茄幼苗的芽尖作为外植体的原因是。

Ⅶ.反义ACC氧化酶基因抑制转基因番茄乙烯的产生，从基因表达的过程来看，是通过对过程的调控来实现的。

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

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