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熱點11　PCR技術 專項專練,突破高考熱點大關,沖刺滿分! 1.如圖表示PCR技術中DNA變性和退火過程,下列相關說法正確的是 (　　) A.向右表示DNA加熱(94 ℃左右)變性的過程 B.向左表示DNA雙鏈迅速制冷退火過程 C.變性與在生物體內解旋過程的條件和實質都相同 D.圖中DNA片段共有四個游離的磷酸基 【解析】選A。在94 ℃左右溫度范圍內,DNA的雙螺旋結構解體,雙鏈分開,這一過程稱為變性,則A項正確。變性后的DNA在緩慢降溫后才會退火,則B項錯誤。變性與在生物體內解旋過程的條件不同,但實質相同,即氫鍵斷裂,雙鏈解開,則C項錯誤。任何一個DNA片段都有兩個游離的磷酸基。 2.凝乳酶能夠使乳汁中的蛋白質凝聚形成奶酪,主要來源為未斷奶的小牛胃黏膜。隨著社會發(fā)展,傳統(tǒng)來源的凝乳酶已不能滿足生產需要。研究人員利用PCR技術擴增了目的基因,并培育了能合成凝乳酶的轉基因酵母菌,從而獲得足夠的凝乳酶。回答下列問題: (1)利用PCR技術擴增目的基因的前提條件是要有________________________用來合成引物。 (2)利用PCR技術擴增目的基因后需要構建基因表達載體,其目的是________ ______________________________________。構建的基因表達載體中通常含有標記基因,其作用是___________________。 (3)分子水平上檢測目的基因是否成功導入酵母菌的方法是_______________ ____________________。 (4)工業(yè)生產過程中,使用酵母菌作為受體,而不選用大腸桿菌的原因是________________________________。 【解析】(1)利用PCR技術擴增目的基因的前提條件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列用來合成引物。 (2)利用PCR技術擴增目的基因后需要構建基因表達載體,其目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代,同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。構建的基因表達載體中通常含有標記基因,其作用是鑒定受體細胞是否含有目的基因并篩選。 (3)分子水平上檢測目的基因是否成功導入酵母菌的方法是DNA分子雜交。 (4)工業(yè)生產過程中,使用酵母菌作為受體,而不選用大腸桿菌的原因是大腸桿菌不含內質網(wǎng)和高爾基體,不能對蛋白質進行加工和修飾。 答案:(1)一段已知目的基因的核苷酸序列 (2)使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代,同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用　鑒定受體細胞是否含有目的基因并篩選 (3)DNA分子雜交 (4)大腸桿菌不含內質網(wǎng)和高爾基體,不能對蛋白質進行加工和修飾 3.奶酪生產中的凝乳酶是一種分泌蛋白。研究人員利用PCR技術擴增了目的基因,并培育了能合成凝乳酶的轉基因酵母菌。請結合如圖回答: (1)利用PCR技術擴增目的基因的原理與細胞內DNA復制類似(如圖1所示)。圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎。從理論上推測,第四輪循環(huán)產物中含有引物A的DNA片段所占的比例為________,PCR擴增技術反應體系的主要成分應包含:擴增緩沖液(含ATP和Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、引物和________。 (2)為了食品安全,圖2所示的表達載體需用________酶切除抗性基因的部分片段,再用________酶使表達載體重新連接起來。選用缺失URA3基因的酵母菌作為受體細胞(必須在含有尿嘧啶的培養(yǎng)基中才能存活),為了篩選出成功導入表達載體的酵母菌,所使用的培養(yǎng)基________(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。 (3)測定凝乳酶基因轉錄的mRNA序列,測得從起始密碼子到終止密碼子之間的序列為1 201個堿基,經判斷這段序列的測定是錯誤的,為什么? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 【解析】(1)由圖1可以知道,由原來的每條母鏈為模板合成的兩個新DNA分子中,只含有引物A或引物B,而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時,兩種引物都含有,故第四輪循環(huán)共產生16個DNA分子,其中含有引物A的是15個,占15/16。PCR擴增技術反應體系的主要成分應包含:擴增緩沖液(含ATP和Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、引物和TaqDNA聚合酶。 (2)根據(jù)圖2顯示ApaLⅠ酶切位點在氨芐青霉素抗性基因中,因此可以采用 ApaLⅠ酶切除抗性基因的部分片段,再用DNA連接酶使表達載體重新連接起來。因為缺失URA3基因的酵母菌必須在含有尿嘧啶的培養(yǎng)基中才能存活。重組質粒中含有URA3基因。為了篩選出成功導入表達載體的酵母菌,即所使用的培養(yǎng)基不需要添加尿嘧啶,如果能存活,說明導入成功;如果不能存活,說明沒有成功。 (3)因為生物決定每個氨基酸的堿基序列為三聯(lián)密碼,所以基因轉錄的mRNA序列應為3的整倍數(shù)。從起始密碼子到終止密碼子之間的序列為1 201個堿基,不是3的整倍數(shù),因此可以判斷這段序列的測定是錯誤的。 答案:(1)15/16　TaqDNA聚合酶 (2)ApaLⅠ　DNA連接　不需要 (3)因為生物決定每個氨基酸的堿基序列為三聯(lián)密碼,所以基因轉錄的mRNA序列應為3的整倍數(shù) 【加固訓練】 在PCR技術中,能打開DNA雙鏈的酶是 (　　) A.DNA聚合酶　　　 B.RNA聚合酶 C.解旋酶 D.DNA酶 【解析】選C。DNA聚合酶的作用是以DNA為復制模板,將DNA由5′端開始復制到3′端,無法打開DNA雙鏈;RNA聚合酶的作用是在轉錄中催化RNA的形成,無法打開DNA雙鏈;解旋酶的作用是解開DNA雙鏈堿基之間的氫鍵,從而使DNA雙鏈解旋,因此在PCR技術中,理論上可以用解旋酶打開DNA雙鏈;DNA酶是指能經由水解作用,將DNA骨架上的磷酸二酯鍵切斷的酶,無法打開DNA雙鏈。