PCR技术的基本操作和应用知识点题库

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技术的原理是体外模拟DNA的复制 C . 利用PCR技术获取目的基因的前提是目的基因的核苷酸序列已知 D . PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA

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DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是( )

A . 540 个 B . 7560个 C . 8100 个 D . 17280 个

聚合酶链式反应(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30多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72 ℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR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 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复制相比所需酶的最适温度较高

下列关于PCR的描述中，正确的是（）

①PCR是一种酶促反应

②引物决定了扩增的特异性

③扩增DNA利用了热变性的原理

④扩增的对象是氨基酸序列

A . ①②④ B . ②③④ C . ①③④ D . ①②③

利用PCR扩增目的基因的过程中，子链延伸需要引物，有关引物设计的说法错误的是（）

A . 两种引物之间不能有互补性 B . 每种引物自身不应存在互补性 C . 设计引物时需要知道目的基因的全部碱基序列 D . 引物的长度关系到PCR的特异性

在基因工程中，若一个DNA分子片段如图，现欲利用PCR技术使其数量大量增多，复制时应给予的条件是（　　）

①ATGTG、TACAC模板链 ②A、U、G、C碱基

③A、T、C、G碱基 ④脱氧核糖 ⑤引物

⑥DNA聚合酶 ⑦ATP ⑧DNA水解酶 ⑨脱氧核苷酸．

A . ①④⑥⑧⑨ B . ①③④⑤⑦⑨ C . ①②④⑥⑦⑧ D . ①⑤⑥⑦⑨

PCR是多聚酶链式反应技术的缩写，下列有关PCR过程叙述中不正确的是（　　）

A . 目的基因DNA解旋过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键 B . 复制过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 C . 引物与DNA模板链的结合是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

下列属于PCR技术的条件的是（　　）

①单链的脱氧核苷酸序列引物

②目的基因所在的DNA片段

③脱氧核苷酸

④核糖核苷酸

⑤DNA连接酶

⑥DNA聚合酶

⑦DNA限制性内切酶

A . ①②③⑤ B . ①②③⑥ C . ①②③⑤⑦ D . ①②④⑤⑦

通过基因工程利用小球藻生产人胰岛素能克服利用细菌生产时的诸多不利影响。小球藻可大规模种植，并且所生产的胰岛素可以直接用于医疗和保健，该技术能提高小球藻的药用价值，形成高附加值的生物技术产品，同时也能降低医用蛋白的价格，使人胰岛素的应用得到普及。回答下列问题：

（1）基因工程操作的核心步骤是，其目的是使目的基因在受体细胞中，并且可以通过复制遗传给下一代，同时，使目的基因表达和发挥作用。
（2）组成基因表达载体的单体是，基因表达载体上的启动子的作用是。
（3）在生物体外常用PCR技术来扩增目的基因。PCR的原理是。在PCR体系中需要加入dNTP（dATP、dTTP、dGTP、dCTP），dNTP脱去两个磷酸后形成的物质能作为DNA合成的原料，则dATP和ATP在组成成分上的差别是，在PCR体系中（填“需要”或“不需要”）加入ATP。

草甘膦是一种广谱、内吸、高效的灭生性除草剂，它通过与 EPSPS(叶绿体中的一种酶)结合，抑制 EPSPS的作用，阻断芳香族氨基酸的合成，从而引起细胞死亡。为了提高普通烟草对草甘膦的抗性，科学家通过转基因的方法将某外源EPSS基因转入烟草的叶绿体中，使其产生更多的 EPSPS，使得转基因烟草对草甘膦的抗性可达5mmol/L (比野生型烟草高10倍)。

（1）体外扩增 EPSPS基因常采用PCR技术，其原理是，PCR过程所需的原料是，利用PCR技术扩增 EPSPS基因的前提是。
（2）将外源基因导入叶绿体需穿过单层细胞膜和叶绿体双层膜，科研人员为将EPSPS基因导入叶绿体，利用压缩气体产生的动力，将 EPSPS基因包裹在钨粉粒子表面成功打入叶绿体中，该方法被称为。EPSPS基因导入成功后，是否赋予了烟草对草甘膦的预期抗性，还需要对转基因烟草进行的鉴定操作是。
（3）从生物安全角度分析，叶绿体基因工程与细胞核基因工程相比，安全性更高的原因是。

甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下：

（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，利用酶，逆转录成对应DNA后，利用技术扩增，并将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的多肽（蛋白质），因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
（2）构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa）。将该基因与连接后倒入宿主细胞。提取宿主细胞的进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
（3）利用转基因宿主细胞制备疫苗。.将（1）中的重组质粒导入（2）中的转基因宿主细胞，并在补加的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特定tRNA，翻译岀改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是。
A．病毒的DNA聚合酶 B．宿主的DNA聚合酶

C．病毒的RNA聚合酶 D．宿主的RNA聚合酶
（4）上述病毒活疫苗与传统疫苗相比，具有的优点是：。

如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，有关说法正确的是（）

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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 . A→B过程利用了DNA复制原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶 C . 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 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

某课题组用生物技术制备转基因小鼠的过程，如图所示。

回答下列问题。

（1）通常把目的基因转入雄原核而不是雌原核，从两者形态差异上分析，原因是。
（2）把桑椹胚植入假孕母鼠子宫前，需要对胚胎进行性别鉴定，目前最有效的方法是SRY-PCR法。操作的基本程序是：先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体的性别决定基因，即SRY基因的一段碱基设计，以胚胎细胞中的DNA作为模板，进行PCR扩增，最后用SRY特异性探针检测扩增产物。出现阳性反应者，胚胎为；出现阴性反应者，胚胎为。
（3）若目的基因的表达产物是某种特定的蛋白质，检测目的基因在子代转基因小鼠中是否成功表达，常用的分子检测方法是，检测的基本思路是。

图甲是几种限制酶识别序列及切割位点，图乙为某质粒的示意图，图丙是一段含有目的基因的DNA片段。请回答下列问题：

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（1）基因工程中“分子手术刀”和“分子缝合针”分别是指。
（2）利用技术可以实现目的基因在体外大量扩增。
（3）基因工程中载体应具备的条件有：（答出两点即可）。
（4）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用两种限制酶切割，含有重组质粒的大肠杆菌不能在含的培养基上生存。
（5）若要检测目的基因是否成功导入大肠杆菌，采用的检测方法是。
（6）若用BamH I酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶（填“都能”“都不能”或“只有一种能”）切开。

将乙型肝炎病毒表面抗原的基因插入酵母菌基因组中，使之在酵母菌细胞中充分表达，获得的产物经纯化后可制成乙型肝炎疫苗。回答下列问题：

（1）获取乙型肝炎病毒表面抗原基因的方法有多种，如可根据表面抗原蛋白质的结构推测，进而推测目的基因的脱氧核苷酸序列，再进行人工合成。目的基因合成后可在Taq酶的作用下通过PCR技术大量扩增，该技术的原理是；扩增前要根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成。
（2）目的基因在导入酵母菌细胞之前需要构建基因表达载体，该过程的工具酶有。基因表达载体中RNA聚合酶识别和结合的部位被称为。
（3）目的基因在受体细胞中是否翻译出蛋白质，可用技术来检测。若目的基因导入酵母菌细胞后未能稳定维持和表达其遗传特性，其原因可能是（答出两点即可）。
（4）实验证明，一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好，其主要原因是。

某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中，发现了一种冰冻的已灭绝的巨大动物的肌肉。他想了解该巨大动物的DNA与现今印度大象的DNA的相似性，于是做了如下检测工作，其中正确的操作步骤及顺序是（）

①降低温度，检测处理后的杂合DNA双链 ②通过PCR技术扩增巨型动物和大象的DNA ③把巨型动物的DNA导入大象的细胞中 ④在一定温度条件下，将巨型动物和大象的DNA水浴共热

A . ③④① B . ②④③① C . ②④① D . ②④③

下图是利用PCR技术扩增目的基因的示意图，表中是使用引物中的碱基序列。请回答下列问题：

引物对A

P1 AACTGAAATGTAGCTATC

P2 TTAAGTCCATTACTCTAG

引物对B

S1 GTCCGACTAGTGGCTGTG

S2 AGCTGGCGTTTAGCCTCG

（1） PCR中使用的DNA聚合酶与一般生物体内的DNA聚合酶相比，特点是，其作用。
（2）上图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。在第四轮循环产物中不含有引物A的DNA片段所占的比例为，出现个两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
（3） PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。上表为两对引物序列，可采用较高退火温度，原因是。
（4）设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如图），请分别说明理由：
①第1组：；②第2组：。

PCR是利用体内DNA复制的原理，进行生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。请回答有关问题：

（1） PCR反应的基本步骤是变性、复性、。
（2）双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）与脱氧核苷三磷酸（dNTP）的结构如图2所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。现主有一些序列为5'—GCCTAAGATCGCA—3'的DNA分子单链片段，通过PCR技术获得以碱基“C”为末端（3'为碱基C）不同长度的子链DNA片段，将以上子链DNA片段进行电泳分离可得到种不同长度的子链DNA片段。为使实验顺利进行，在PCR反应管中除了单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等物质外，还需要加入下列哪组原料。
A. dGTP、dATP、dTTP B. dGTR、dATP、dTTP、dCTP、ddCTP

C. dGTP、dATP、dTTP、dCTP D. ddGTP、ddATP、ddTTP、ddCTP
（3）科学家研究发现DNA聚合酶只能催化方向的聚合反应。图1表示细胞内染色体DNA的复制过程，有一条子链是先合成短的DNA片段（称为冈崎片段），再形成较长的分子，可推测参与以上过程的酶有DNA连接酶、。在PCR过程中无冈崎片段形成，原因是细胞内染色体DNA的复制过程特点是，PCR过程的特点是。

某种地中海贫血（TDT）是严重的单基因病，严重时可能危及生命。人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL1IA蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对TDT患者实行基因治疗。研究人员扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，可以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。分析回答：

（1）图中启动子是识别和结合位点，绿色荧光蛋白基因作为。
（2） PCR扩增γ基因上游不同DNA片段的原理是，为使PCR反应体系中的模板解链为单链，需要满足的条件是。
（3）将扩增后的产物定向插入载体指导绿色荧光蛋白基因表达，需要在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在R末端添加的序列所对应的限制酶应为。实验中R等引物的作用是。
（4）从产物扩增到载体构建完成的整个过程中，除限制酶外，还必须用到的工具酶有DNA连接酶和，其中前者催化形成的化学键是。
（5）将构建好的载体成功转化至除去BCLIIA基因的受体细胞中，结果发现，含F₁~F6与R扩增产物的受体细胞发出绿色荧光。向培养液中添加适量的雌激素，含F₁~F4与R扩增产物的受体细胞荧光消失，而含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游的调控序列上与引物所对应的位置不含有BCL1IA蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCLIIA 蛋白结合位点位于。

华北地区是棉花的主产区，以前由于棉铃虫的危害，几乎绝收。棉铃虫的幼虫钻蛀棉铃、棉桃，喷洒农药不能伤及棉铃虫，却能杀死棉铃虫的天敌。后来将从苏云金杆菌中获取的抗虫基因转入棉花细胞，培育成了抗虫棉，其培育流程如图。回答下列问题：

（1）在构建表达载体的过程中，需要的“分子缝合针”为，重组Ti质粒中除了含有抗虫基因外，还需含有的DNA片段包括。通常目的基因插入到质粒的中。
（2）在我国科学家首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，目的基因来自，现在常用PCR的特异性快速扩增目的基因，每一轮经过三步获得更多的目的基因，在PCR扩增仪中自动完成后，常采用来鉴定PCR的产物。
（3）在抗虫棉的培育过程中，需要进行水平的检测。相对于喷洒农药，种植抗虫棉的益处体现在。

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