- 多聚酶链式反应扩增DNA片段
- 共164题
PCR技术是把某一DNA片段在酶的作用下,在体外合成许多相同片段的一种方法,利用它能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段;电泳技术则是在外电场作用下,利用分子携带的净电荷不同,把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术,利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质作亲子鉴定.图中是电泳装置及相应电泳结果.
(1)电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较,后者使用的介质是______,叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是______.
(2)PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,依据的原理是______.
(3)图3是把含21个氨基酸的多肽进行水解,得到的氨基酸混合物进行电泳的结果,据图可推知该多肽由______种氨基酸构成.
(4)图4通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA,分别由酶处理后,生成含有若干DNA片段,并进行扩增得到的混合物,然后进行电泳所得到的-组DNA指纹图谱.请分析:F1~F4中,谁是该小孩真正生物学上的父亲?为什么?______
(5)电泳过程中分子的迁移速率除了与本身所带的净电荷的多少有关外,你认为还与什么因素有关?(至少列出一种)______.
正确答案
解:(1)色素分离的原理是四种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢.
(2)PCR把某一DNA片段在酶的作用下在体外合成许多相同片段,原理是DNA分子复制.
(3)某氨基酸混合物电泳后出现分离,共有6个区域,故6种.
(4)子代的DNA是亲代DNA复制一份传来的.子代与亲代DNA相同,故F2与C为父子关系.
(5)分子的大小、形态、凝胶的种类、密度,电泳的电压大小等都会影响分子迁移速率.
故答案为:
(1)层析液 各种色素随层析液在滤液上的扩散速度不同
(2)DNA复制
(3)6
(4)F2;因为C和F2两者之间的DNA指纹图谱完全相同
(5)分子的大小、形态,凝胶的种类、密度,电泳的电压大小等
解析
解:(1)色素分离的原理是四种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢.
(2)PCR把某一DNA片段在酶的作用下在体外合成许多相同片段,原理是DNA分子复制.
(3)某氨基酸混合物电泳后出现分离,共有6个区域,故6种.
(4)子代的DNA是亲代DNA复制一份传来的.子代与亲代DNA相同,故F2与C为父子关系.
(5)分子的大小、形态、凝胶的种类、密度,电泳的电压大小等都会影响分子迁移速率.
故答案为:
(1)层析液 各种色素随层析液在滤液上的扩散速度不同
(2)DNA复制
(3)6
(4)F2;因为C和F2两者之间的DNA指纹图谱完全相同
(5)分子的大小、形态,凝胶的种类、密度,电泳的电压大小等
生物技术的广泛应用,给社会带来了较大的经济效益,受到广泛重视.请回答下列与生物技术实践有关的问题:
(1)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白.这种蛋白质具有极强的抗菌能力,受到研究者重视.分离该抗菌蛋白可用电泳法,其原理是蛋白质分子的______、分子大小及形状不同,其在电场中的______不同.
(2)Taq耐热菌的发现和分离为基因工程的发展作出了突出贡献.分离Taq耐热菌所需要的特殊培养条件是______,从Taq耐热菌中分离出的Taq酶应用于PCR技术中引物延伸所需的______酶.在生物体内进行DNA复制所必需fIPCR技术中不需要的酶是______.
(3)为了节约成本可将酶或细胞固定在一定空间内.科研人员采用戊二醛使酶相互连接,该种固定方法为______;而细胞多采用______法进行固定.
(4)在固定化酵母细胞时,将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入______,充分搅手半使其混合均匀,再转移到注射器中,以制取凝胶珠.
正确答案
解:(1)电泳法利用了待分离样品中各种分子带电性质和净电量的差异、分子本身大小及形状不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离.
(2)Taq酶能耐高温,而普通的酶在高温下会失活,所以分离Taq耐热菌需要高温条件.从Taq耐热菌中分离出的Taq酶应用于PCR技术中,用于引物延伸,因为引物延伸需要DNA聚合酶.在生物体内,进行DNA复制需要解旋酶将DNA双螺旋打开,而在PCR技术中,高温可使氢键断裂,不需要解旋酶.
(3)采用戊二醛使酶相互连接的方法为交联法(化学结合法);而细胞体积较大,多采用包埋法进行固定.
(4)在固定化酵母细胞时,将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化的酵母细胞,充分搅拌使其混合均匀,再转移到注射器中,以制取凝胶珠.
故答案:(1)所带电荷性质和净电量的差异 泳动(迁移)速度
(2)高温 DNA聚合 解旋酶
(3)交联法(化学结合法) 包埋
(4)活化的酵母细胞
解析
解:(1)电泳法利用了待分离样品中各种分子带电性质和净电量的差异、分子本身大小及形状不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离.
(2)Taq酶能耐高温,而普通的酶在高温下会失活,所以分离Taq耐热菌需要高温条件.从Taq耐热菌中分离出的Taq酶应用于PCR技术中,用于引物延伸,因为引物延伸需要DNA聚合酶.在生物体内,进行DNA复制需要解旋酶将DNA双螺旋打开,而在PCR技术中,高温可使氢键断裂,不需要解旋酶.
(3)采用戊二醛使酶相互连接的方法为交联法(化学结合法);而细胞体积较大,多采用包埋法进行固定.
(4)在固定化酵母细胞时,将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化的酵母细胞,充分搅拌使其混合均匀,再转移到注射器中,以制取凝胶珠.
故答案:(1)所带电荷性质和净电量的差异 泳动(迁移)速度
(2)高温 DNA聚合 解旋酶
(3)交联法(化学结合法) 包埋
(4)活化的酵母细胞
聚合酶链式反应(PCR)是生物学家在实验室以少量样品制备大量DNA的生化技术,反应系统中包括微量样品基因、DNA聚合酶、引物、四种脱氧核苷酸等.反应中新和成的DNA又可作为下一轮循环反应的模板,其过程如图所示,据图回答下面的问题:
(1)为什么通过此反应产生的DNA与样品完全一样______.
(2)每次循环反应完成时产生两分子DNA,如果该DNA样品有1000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4,则五次循环后将产生______个DNA,需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目至少是______个.
(3)指出此过程与转录过程的三个不同点:①______.②______.③______.
正确答案
解:(1)新产生的DNA是以样品DNA为模板合成的,因此通过此反应产生的DNA与样品完全一样.
(2)该DNA样品有1000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4,则另一条单链上碱基A:G:T:C=3:4:1:2,双链DNA中A:G:T:C=2:3:2:3,因此该DNA分子中含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为200个,五次循环后将产生25=32个DNA,需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目至少是(32-1)×200=6200个.
(3)PCR过程与转录过程的三个不同点:
①模板不同,PCR以DNA的两条单链为模板,转录时以DNA的一条单链为模板.
②所用的原料不同,PCR原料为四种脱氧核苷酸,转录的原理是四种核糖核苷酸.
③催化反应的酶不同,PCR所用的酶是DNA聚合酶,转录所用的酶是RNA聚合酶.
故答案为:
(1)新产生的DNA是以样品DNA为模板合成的
(2)32 6200
(3)①模板不同,PCR以DNA的两条单链为模板,转录时以DNA的一条单链为模板
②所用的原料不同,PCR原料为四种脱氧核苷酸,转录的原理是四种核糖核苷酸
③催化反应的酶不同,PCR所用的酶是DNA聚合酶,转录所用的酶是RNA聚合酶
解析
解:(1)新产生的DNA是以样品DNA为模板合成的,因此通过此反应产生的DNA与样品完全一样.
(2)该DNA样品有1000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4,则另一条单链上碱基A:G:T:C=3:4:1:2,双链DNA中A:G:T:C=2:3:2:3,因此该DNA分子中含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为200个,五次循环后将产生25=32个DNA,需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目至少是(32-1)×200=6200个.
(3)PCR过程与转录过程的三个不同点:
①模板不同,PCR以DNA的两条单链为模板,转录时以DNA的一条单链为模板.
②所用的原料不同,PCR原料为四种脱氧核苷酸,转录的原理是四种核糖核苷酸.
③催化反应的酶不同,PCR所用的酶是DNA聚合酶,转录所用的酶是RNA聚合酶.
故答案为:
(1)新产生的DNA是以样品DNA为模板合成的
(2)32 6200
(3)①模板不同,PCR以DNA的两条单链为模板,转录时以DNA的一条单链为模板
②所用的原料不同,PCR原料为四种脱氧核苷酸,转录的原理是四种核糖核苷酸
③催化反应的酶不同,PCR所用的酶是DNA聚合酶,转录所用的酶是RNA聚合酶
资料显示,近10年来,PCR技术(聚合酶链式反应技术)成为分子生物学实验的一种常规手段.该技术利用了DNA半保留复制的特性,在试管中进行DNA的人工复制(如图),在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于获得生物体,请据图回答:
(1)加热至94℃的目的是使样品中DNA的氢键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过______的作用完成的.
(2)通过生化分析得出新合成的DNA分子中,A=T,G=C,这个事实说明DNA分子合成遵循______.
(3)在新合成的DNA分子中,(A+T)/(G+C)的比率与DNA样品中的一样,这说明新DNA分子是______.
(4)通过PCR技术,是DNA分子大量复制时,若将一个用15N标记的DNA样品分子(第一代)放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制到第五代之后,含15N标记的DNA分子链数占全部DNA总链数的比例为______.
(5)PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利,而且改进了检测细菌和病毒的方法,若要检测一个人是否感染了乙肝,你认为可用PCR技术扩增他血液中的______.
A、白细胞DNA B、病毒的蛋白质 C、红细胞DNA D、病毒的核酸.
正确答案
解:(1)加热至94℃的目的是使样品中DNA的氢键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用完成的.
(2)通过生化分析得到新合成的DNA分子中,A=T,G=C,这个事实说明DNA分子合成遵循碱基互补配对原则.
(3)新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了准确的模板;通过碱基互补配对保证了复制能够准确的进行.
(4)PCR技术的原理是DNA分子的复制,而DNA复制方式为半保留复制,若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制到第五代时,共复制了4次,则含15N标记的DNA分子单链数为2,占全部DNA总单链数的比例为2÷(24×2)=.
(5)PCR是聚合酶链式反应,用于体外扩增DNA序列,所以可以用PCR扩增血液中病毒的核酸以便于检测.
故答案为:
(1)解旋酶
(2)碱基互补配对原则
(3)以DNA样品为模板的复制产物
(4)
(5)D
解析
解:(1)加热至94℃的目的是使样品中DNA的氢键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用完成的.
(2)通过生化分析得到新合成的DNA分子中,A=T,G=C,这个事实说明DNA分子合成遵循碱基互补配对原则.
(3)新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了准确的模板;通过碱基互补配对保证了复制能够准确的进行.
(4)PCR技术的原理是DNA分子的复制,而DNA复制方式为半保留复制,若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制到第五代时,共复制了4次,则含15N标记的DNA分子单链数为2,占全部DNA总单链数的比例为2÷(24×2)=.
(5)PCR是聚合酶链式反应,用于体外扩增DNA序列,所以可以用PCR扩增血液中病毒的核酸以便于检测.
故答案为:
(1)解旋酶
(2)碱基互补配对原则
(3)以DNA样品为模板的复制产物
(4)
(5)D
抗旱植物体内的抗旱基因为R,旱敏基因为r.研究表明,多数抗旱性农作物能通过细胞代谢,产生一种代谢产物,调节根部细胞内的渗透压,此代谢产物在叶肉细胞内很难找到.
(1)抗旱性农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物的原因是______.
(2)现已制备足够多的R探针和r探针,通过探针来检测某植物相关的基因型.请据图分析回答:
①图中扩增基因常用的方法是______.若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA,
______(能或不能)以DNA为模板直接扩增抗旱基因,扩增过程中寻找抗旱基因的位置依靠______.
②图中处理基因获取单链DNA常用的方法有______.
③滤膜上DNA分子杂交发生在______两者之间.
④若被检植物只发生A现象,则被检植物的基因型为______.
正确答案
解:(1)抗旱农作物的叶肉细胞含有与抗旱有关的基因,由于基因的选择表达,该基因在叶肉细胞中不表达,所以抗旱性农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物.
(2)①体外扩增DNA的方法是PCR技术;若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA,可以以以DNA为模板直接扩增抗旱基因,扩增过程中依靠因引物寻找抗旱基因的位置.
②DNA分子是规则的双螺旋结构,获取单链DNA的方法可以是解旋酶处理DNA分子,使DNA解旋,也可以是利用DNA分子热变性的原理,加热使DNA分子解旋.
③滤膜上DNA分子杂交发生在探针与R基因和探针与r基因之间.
④分析题图可知,A中只有DNA探针与R基因杂交斑,B既有探针与R基因的杂交斑也有与r的杂交斑,C只有探针与r的杂交斑,因此基因型分别为RR、Rr、rr.
故答案为:
(1)基因选择性表达
(2)①PCR技术 能 引物
②解旋酶处理或加热
③探针与R或r基因
④RR
解析
解:(1)抗旱农作物的叶肉细胞含有与抗旱有关的基因,由于基因的选择表达,该基因在叶肉细胞中不表达,所以抗旱性农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物.
(2)①体外扩增DNA的方法是PCR技术;若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA,可以以以DNA为模板直接扩增抗旱基因,扩增过程中依靠因引物寻找抗旱基因的位置.
②DNA分子是规则的双螺旋结构,获取单链DNA的方法可以是解旋酶处理DNA分子,使DNA解旋,也可以是利用DNA分子热变性的原理,加热使DNA分子解旋.
③滤膜上DNA分子杂交发生在探针与R基因和探针与r基因之间.
④分析题图可知,A中只有DNA探针与R基因杂交斑,B既有探针与R基因的杂交斑也有与r的杂交斑,C只有探针与r的杂交斑,因此基因型分别为RR、Rr、rr.
故答案为:
(1)基因选择性表达
(2)①PCR技术 能 引物
②解旋酶处理或加热
③探针与R或r基因
④RR
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