2023版创新设计高考生物（新教材人教版）总复习一轮讲义热点微练22 PCR技术的应用(尖子生特训)

热点微练22　PCR技术的应用（尖子生特训）（时间：15分钟）1.(2021·潍坊模拟)在PCR反应体系中，加入过量的只与双链而不与单链DNA结合的荧光染料可用来鉴定扩增结果，该染料在游离状态不发出荧光，只有在DNA复制过程中掺入DNA双链中才发出荧光。下列分析错误的是(　　)A.PCR体系中需加入Mg2＋来激活耐高温的DNA聚合酶B.若要扩增一个DNA上的某基因，应加入DNA的两种引物和该基因的两种引物C.荧光染料在每个循环的延伸阶段掺入双链DNA中D.荧光信号强度与产物的数量呈正相关答案　B解析　在PCR体系中需加入Mg2＋来激活耐高温的DNA聚合酶，用于合成DNA复制时的子链，A正确；若要扩增一个DNA上的某基因，应加入该基因的两种引物，B错误；荧光染料只有在DNA复制过程中掺入DNA双链中才发出荧光，DNA双链的形成为PCR反应的延伸阶段，C正确；荧光染料可用来鉴定扩增结果，扩增的产物越多，则荧光信号强度越强，D正确。2.(2021·淄博期末)Sanger法(双脱氧链终止法)是核酸序列测定的一种方法。实验所用的反应体系包括待测序的单链DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸(其中一种用放射性同位素标记)和DNA聚合酶。整个实验分为四组，每组按一定比例加入一种底物类似物(ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP)，它能随机掺入合成的DNA链，一旦掺入后DNA合成立即终止，获取DNA片段的电泳(其分离原理仅依据分子量大小)结果如图所示。下列分析错误的是(　　)A.该测定过程需要借助PCR技术完成B.图中①②处分别为ddTTP和ddATPC.据图可知，本次测序凝胶电泳的方向为从上往下D.终止DNA合成的原因是底物类似物不能与下一个脱氧核苷酸形成磷酸二酯键答案　B解析　该过程需要借助DNA扩增的技术和原理，故需要借助PCR技术完成，A正确；结合题意“组按一定比例加入一种底物类似物，它能随机掺入合成的DNA链，一旦掺入后DNA合成立即终止”，且据图可知，ddCTP会在C位点终止，ddGTP会在G位点终止，故①对应的终止字母为A，故①为ddATP，同理②为ddTTP，B错误；Sanger法测序中，通过电泳将不同长度的片段分开，DNA片段越小，距离起点越远，故据图可知，本次测序凝胶电泳的方向为从上往下，C正确；终止DNA合成的原因是底物类似物的碳上不是羟基，不能与下一个脱氧核苷酸的磷酸形成磷酸二酯键，D正确。3.(2022·山东重点中学联考)通过设计引物，运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。下图为基因工程中获取突变基因的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5′端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。有关叙述正确的是(　　)A.在PCR反应体系中还需要加入4种游离核苷酸、解旋酶、Taq DNA聚合酶等B.第2轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因C.引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入运载体D.第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/2答案　C解析　在PCR反应体系中还需要加入4种游离脱氧核苷酸、Taq DNA聚合酶等，但不需要加入解旋酶，A错误；第2轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链不等长的突变基因，②较长，B错误；引物中设计两种限制酶识别位点，可以配合载体的限制酶识别位点，帮助目的基因定向定点插入运载体，避免发生自身环化，C正确；在第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA有2个，总DNA分子共8个，所以比例为1/4，D错误。4.(不定项)(2021·潍坊模拟)水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)可以诱导植物合成防御素引发防御反应。科研人员分别用一定浓度的SA、JA溶液处理野生型和E3基因功能缺失突变体拟南芥，运用PCR技术检测防御素合成关键基因PDF的转录水平，结果如图。下列分析错误的是(　　)A.上图是从各组植株细胞中提取总DNA进行PCR扩增得到的结果B.可采用抗原—抗体杂交法来检测防御素合成关键基因PDF的转录水平C.在野生型植株中，SA和JA对PDF转录的影响效果相反，且JA的影响更大D.SA和JA对PDF转录的影响与E3有关，可将E3基因导入E3基因功能缺失突变体加以证明答案　AB解析　据题意可知，运用PCR技术是检测防御素合成关键基因PDF的转录水平，故科研人员应从各组植株中提取RNA，反转录形成cDNA，再运用PCR技术扩增，A错误；抗原—抗体杂交法来检测防御素合成关键基因PDF的翻译水平，B错误；在野生型植株中，SA和JA对PDF转录的影响效果相反，JA对PDF基因转录起促进作用，SA对PDF基因转录起抑制作用，JA的影响更明显，C正确；E3基因功能缺失突变体的对照组和用JA溶液处理组PDF的转录水平都降低，而SA处理组PDF的转录水平升高，说明SA和JA对PDF转录的影响与E3可能有关，可将E3基因导入E3基因功能缺失突变体加以证明，若实验结果为PDF基因转录量相对值与野生型组相似，则说明SA和JA的作用与E3有关，D正确。5.(2022·山东师范大学附中调研)如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如图(以EcoRⅠ酶切为例)：请据图回答问题：(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ主要存在于________生物中，限制酶存在于该类生物中的主要作用是________________________________________________________。(2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′－羟基与5′－磷酸间形成________________；PCR每次循环一般可分为________________(按顺序书写)三步，其中第二步的目的是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是________(从引物①②③④中选择，填编号)。 DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列)已知序列PCR引物①5′－AACTATGCGCTCATGA－3′②5′－AGAGGCTACGCATTGC－3′③5′－GCAATGCGTAGCCTCT－3′④5′－TCATGAGCGCATAGTT－3′(4)对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是________。A.5′－AACTATGCG－－－－－－－－－－AGCCCTT－3′B.5′－TTGATACGC－－－－－－－－－－CGAGTAC－3′C.5′－GCAATGCGT－－－－－－－－－－TCGGGAA－3′D.5′－AATTCCATG－－－－－－－－－－CTGAATT－3′答案　(1)原核　切割外源DNA，保证自身安全　(2)磷酸二酯键　变性、复性、延伸　引物与两条模板DNA单链结合　(3)③④　(4)D解析　(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种限制酶，主要存在于原核生物中，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，进而在特定部位将双链DNA切开，显然限制酶在原核生物中能切割外源DNA，保证自身安全。(2)步骤Ⅱ用的是DNA连接酶，DNA连接酶催化形成的是磷酸二酯键，即催化相邻核苷酸之间的3′－羟基与5′－磷酸间形成磷酸二酯键；PCR循环包括变性、复性和延伸三步，该过程中升温到95 ℃是为了使DNA变性解旋，进而获得DNA单链，其中第二步复性是指引物与两条模板DNA单链结合，进而为后续的延伸做准备。(3)由于DNA聚合酶只能从5′→3′方向催化子链延伸，根据碱基互补配对原则可知，引物①是以目的基因下边一条链的左端为模板向右侧延伸，引物②是以目的基因上边一条链的右端为模板向左侧延伸，引物③是以目的基因下边那条链的右端为模板向右侧延伸，引物④是以目的基因上边那条链的左端为模板向左侧延伸，本题的目的是要扩增已知序列两侧的未知序列，因此，应该选择引物③和④。(4)四个选项中，A、B、C都是已知序列，只有D是未知序列，而要测定的是未知序列。