- 多聚酶链式反应扩增DNA片段
- 共164题
番茄果实成熟过程中,某种酶(PG)开始合成并显著增加,促使果实变红变软.但不利于长途运输和长期保鲜.科学家利用反义RNA技术(见图解),可有效解决此问题.该技术的核心是,从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA,继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞,经组织培养获得完整植株.新植株在果实发育过程中,反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA(靶mRNA)互补形或双链RNA,阻止靶mRNA进一步翻译形成PG,从而达到抑制果实成熟的目的.请结合图解回答.
(1)若要将人工合成的完整反义基因克隆出成百上千的反义基因,可用______(写出中文名称)技术实现体外快速扩增.
(2)假设PCR反应中的初始只有一个DNA作为模板,n轮循环的产物中含有模板DNA链的DNA分子有______个、含有人工合成的DNA引物的DNA分子有______个.若DNA分子中共含900个碱基对,碱基数量满足:,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).
(3)PCR反应中所用到的酶是______,其具有______的特性.
(4)普通番茄细胞导入目的基因后,先要接种到诱导培养基上培养,脱分化后得到______,再转接到分化培养基上,诱导出试管苗,然后进一步培养成正常植株.
正确答案
解:(1)PCR全称为聚合酶链式反应.
(2)DNA复制方式是半保留复制,所以PCR反应中的初始只有一个DNA作为模板,n轮循环的产物中含有模板DNA链的DNA分子有2个,含有人工合成的DNA引物的DNA分子有2n个.若DNA分子中共含900个碱基对,碱基数量满足:,则A+T=900×2×
=600,即A=T=300.经5次循环,至少需要向试管中加入腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(25-1)×300=9300个.
(3)PCR反应是在高温下进行的,该过程中所用到的酶是Taq酶,具有耐高温的特性.
(4)将导入目的基因的普通番茄细胞培养成转基因植株,需要采用植物组织培养技术,包括脱分化和再分化两个重要的过程,而脱分化后得到的是愈伤组织,将愈伤组织再转接到分化培养基上,诱导出试管苗,然后进一步培养成正常植株.
故答案为:
(1)多聚酶链式反应
(2)2 2n 9300
(3)Taq酶 耐高温
(4)愈伤组织
解析
解:(1)PCR全称为聚合酶链式反应.
(2)DNA复制方式是半保留复制,所以PCR反应中的初始只有一个DNA作为模板,n轮循环的产物中含有模板DNA链的DNA分子有2个,含有人工合成的DNA引物的DNA分子有2n个.若DNA分子中共含900个碱基对,碱基数量满足:,则A+T=900×2×
=600,即A=T=300.经5次循环,至少需要向试管中加入腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(25-1)×300=9300个.
(3)PCR反应是在高温下进行的,该过程中所用到的酶是Taq酶,具有耐高温的特性.
(4)将导入目的基因的普通番茄细胞培养成转基因植株,需要采用植物组织培养技术,包括脱分化和再分化两个重要的过程,而脱分化后得到的是愈伤组织,将愈伤组织再转接到分化培养基上,诱导出试管苗,然后进一步培养成正常植株.
故答案为:
(1)多聚酶链式反应
(2)2 2n 9300
(3)Taq酶 耐高温
(4)愈伤组织
资料显示,近十年来,PCR技术(DNA聚合酶链式反应技术)成为分子生物实验的一种常规手段,其原理是利用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活的生物体.请据图回答:
(1)加热至94℃的目的是使DNA样品的______键断裂,这一过程在生物体细
胞内是通过______酶的作用来完成的.通过分析得出新合成的DNA分子中,A=T,C=G,这个事实说明DNA分子的合成遵循______.
(2)通过PCR技术使DNA分子大量复制时,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,含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为______.
(3)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艾滋病病毒,你认为可以用PCR扩增血液中的______
A.白细胞DNA B.病毒蛋白质 C.血浆抗体 D.病毒核酸.
正确答案
解:(1)加热至94℃的目的是使DNA样品的氢键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用来完成的.DNA分子的合成遵循碱基互补配对原则.
(2)PCR技术利用了DNA复制的原理,由于DNA复制为半保留复制,因此连续复制到第五代时即连续复制4次之后,将产生24=16个子代DNA分子,共32个脱氧核苷酸链,又一个由15N标记的DNA分子,共有2条脱氧核苷酸链,即其中含15N标记的DNA分子单链数为2,所以含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为=
.
(3)PCR就是聚合酶链式反应,用于扩增DNA序列,所以可以用PCR扩增血液中病毒核酸便于检测.
故答案为:
(1)氢 解旋 碱基互补配对原则
(2)
(3)D
解析
解:(1)加热至94℃的目的是使DNA样品的氢键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用来完成的.DNA分子的合成遵循碱基互补配对原则.
(2)PCR技术利用了DNA复制的原理,由于DNA复制为半保留复制,因此连续复制到第五代时即连续复制4次之后,将产生24=16个子代DNA分子,共32个脱氧核苷酸链,又一个由15N标记的DNA分子,共有2条脱氧核苷酸链,即其中含15N标记的DNA分子单链数为2,所以含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为=
.
(3)PCR就是聚合酶链式反应,用于扩增DNA序列,所以可以用PCR扩增血液中病毒核酸便于检测.
故答案为:
(1)氢 解旋 碱基互补配对原则
(2)
(3)D
多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术.它能以极少量的DNA为模板,在几个小时内复制出上百万份相同的DNA片段.请根据所学知识回答有关PCR技术的基本原理和应用问题.
(1)在80~100℃时,DNA双螺旋结构将解体,双链分开,这个过程称为变性.当温度缓慢降低后,两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链,称为______.PCR利用DNA的______原理,通过控制______控制双链的结聚与结合.
(2)为了解决高温导致DNA聚合酶是失活的问题,促成PCR技术的自动化,20世纪80年代科学家从水生耐热细菌Taq中分离得到了耐高温的______.实验室中微生物的筛选,是人为提供有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物生长,用于筛选目的菌株的培养基称为______.
(3)PCR反应的条件:稳定的缓冲液环境、______、分别与两条模板链结合的两种______、四种______、耐热的DNA聚合酶、能严格控制温度变化的温度设备.
(4)PCR一般要经历30多次循环,每次循环可以分为______三步.从第二次循环开始,上一次循环的产物也作为______参与反应.DNA聚合酶只能特异性地复制处于两个引物之间的DNA序列,使这段固定长度的序列呈指数扩增.如果在PCR反应中只有一个DNA片段,在6次循环后,反应体系中共有______个这样的DNA分子.
(5)简述目前PCR技术的具体应用(至少两点)______.
正确答案
解:(1)在PCR技术的过程中包括:高温变性(解链)→低温复性→中温延伸三个步骤,因此当温度缓慢降低后,两条彼此分离的DNA链又重新结合成双链,称为复性.由此看出PCR技术利用了DNA在高温下变性的原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合.
(2)PCR技术需要在高温下进行,所以需要耐高温的DNA聚合酶.用于筛选目的菌株的培养基为选择培养基.
(3)PCR技术需要DNA作为模板、脱氧核苷酸为原料,还需要两种不同的引物以及耐热的DNA聚合酶.
(4)PCR的每次循环可以分为变性、复性和延伸三步;从第二次循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应.一个DNA片段为模板在6次循后形成的DNA分子数是26=64个DNA分子.
(5)PCR技术有广泛的应用,可以用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆、DNA序列测定等方面.
故答案为:
(1)复性 热变性 温度
(2)DNA聚合酶 选择培养基
(3)DNA模板 引物 脱氧核苷酸
(4)变性、复性、延伸 模板 64
(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆、DNA序列测定
解析
解:(1)在PCR技术的过程中包括:高温变性(解链)→低温复性→中温延伸三个步骤,因此当温度缓慢降低后,两条彼此分离的DNA链又重新结合成双链,称为复性.由此看出PCR技术利用了DNA在高温下变性的原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合.
(2)PCR技术需要在高温下进行,所以需要耐高温的DNA聚合酶.用于筛选目的菌株的培养基为选择培养基.
(3)PCR技术需要DNA作为模板、脱氧核苷酸为原料,还需要两种不同的引物以及耐热的DNA聚合酶.
(4)PCR的每次循环可以分为变性、复性和延伸三步;从第二次循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应.一个DNA片段为模板在6次循后形成的DNA分子数是26=64个DNA分子.
(5)PCR技术有广泛的应用,可以用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆、DNA序列测定等方面.
故答案为:
(1)复性 热变性 温度
(2)DNA聚合酶 选择培养基
(3)DNA模板 引物 脱氧核苷酸
(4)变性、复性、延伸 模板 64
(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆、DNA序列测定
利用基因工程技术,可以使目的基因上特定的碱基发生替换,从而产生定向变异以获得性 能更优异的蛋白质,其基本过程如图所示,请回答:
(1)参照PCR技术,可用______方法使质粒DNA双链解开,甲过程中加入的一定长度的核苷酸链,其中一个位置碱基C替代了碱基A,其它的序列与目的基因的一条链互补,该多核苷酸链在质粒DNA复制中作为______.
(2)乙过程是表示在DNA聚合酶作用下DNA链延伸,要形成闭合环状DNA分子,还需要______酶的参与
(3)丙和丁过程表示质粒分别导入目的细胞,进行增殖并______,多代繁殖后,能指导突变蛋白质产生的质粒占总数的______.
正确答案
解:(1)PCR反应过程中,通过高温破坏DNA分子双链之间的氢键,进而使DNA双链解开,因此可用加热方法使质粒DNA双链解开;甲过程中加人的一定长度的核苷酸链,其中一个位置碱基C替代了碱基A,其它的序列与目的基因的一条链互补,该多核苷酸链在质粒DNA复制中作为引物.
(2)连接DNA之间的磷酸二酯键需要DNA连接酶的参与.
(3)丙和丁过程表示质粒分别导入目的细胞,进行增殖及表达(转录和翻译).由图示可知,乙过程中形成的闭合环状DNA分子中有一条链是原来正常的核苷酸链,另一条链是发生特定的碱基替换的核苷酸链,由于DNA复制是半保留复制,因此经多代繁殖后,能指导突变蛋白质产生的质粒占总数的.
故答案为:
(1)加热 引物
(2)DNA连接酶
(3)表达
解析
解:(1)PCR反应过程中,通过高温破坏DNA分子双链之间的氢键,进而使DNA双链解开,因此可用加热方法使质粒DNA双链解开;甲过程中加人的一定长度的核苷酸链,其中一个位置碱基C替代了碱基A,其它的序列与目的基因的一条链互补,该多核苷酸链在质粒DNA复制中作为引物.
(2)连接DNA之间的磷酸二酯键需要DNA连接酶的参与.
(3)丙和丁过程表示质粒分别导入目的细胞,进行增殖及表达(转录和翻译).由图示可知,乙过程中形成的闭合环状DNA分子中有一条链是原来正常的核苷酸链,另一条链是发生特定的碱基替换的核苷酸链,由于DNA复制是半保留复制,因此经多代繁殖后,能指导突变蛋白质产生的质粒占总数的.
故答案为:
(1)加热 引物
(2)DNA连接酶
(3)表达
[生物一选修l生物技术实践】
请回答下列生物技术有关问题:
(1)DNA变性后,当温度缓慢降低后,两条彼此分离的DNA链又重新结合成双链,称为,PCR技术利用了DNA的______原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合.
(2)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑温度、______和______等条件,使用过的培养基及其培养物必须经过______处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散.
(3)在制备固定化酵母细胞过程中,溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温,才能加入已活化的酵母菌,目的是防止______.如果在CaCI2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅,说明固定的酵母细胞数目______.
(4)若用花药进行离体培养则应选择花粉发育至______期的花药培养成功率最高.
正确答案
解:(1)在PCR技术的过程中包括:高温变性(解链)→低温复性→中温延伸三个步骤,因此当温度缓慢降低后,两条彼此分离的DNA链又重新结合成双链,称为复性.由此看出PCR技术利用了DNA在高温下变性的原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合.
(2)在微生物培养时,除考虑营养条件外,还要考虑pH、温度和渗透压等条件,并且还要保持无杂菌环境.为了防止大肠杆菌对环境的污染,使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃.
(3)溶化好的海藻酸钠溶液溶液温度较高,为了防止高温杀死酵母菌,需将海藻酸钠溶液要冷却至室温,才能加入已活化的酵母菌.如果在CaCI2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅,说明固定的酵母细胞数目较少.
(4)一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养的成功率最高.而选择单核期以前的花药接种,质地幼嫩,极易破碎;选择单核期之后的花药接种,花瓣已有松动,又给材料的消毒带来困难,且难以挑选到单核期的花药.
故答案为:
(l)复性 热变性
(2)酸碱度 渗透压 灭菌
(3)高温杀死酵母菌 较少
(4)单核
解析
解:(1)在PCR技术的过程中包括:高温变性(解链)→低温复性→中温延伸三个步骤,因此当温度缓慢降低后,两条彼此分离的DNA链又重新结合成双链,称为复性.由此看出PCR技术利用了DNA在高温下变性的原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合.
(2)在微生物培养时,除考虑营养条件外,还要考虑pH、温度和渗透压等条件,并且还要保持无杂菌环境.为了防止大肠杆菌对环境的污染,使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃.
(3)溶化好的海藻酸钠溶液溶液温度较高,为了防止高温杀死酵母菌,需将海藻酸钠溶液要冷却至室温,才能加入已活化的酵母菌.如果在CaCI2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅,说明固定的酵母细胞数目较少.
(4)一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养的成功率最高.而选择单核期以前的花药接种,质地幼嫩,极易破碎;选择单核期之后的花药接种,花瓣已有松动,又给材料的消毒带来困难,且难以挑选到单核期的花药.
故答案为:
(l)复性 热变性
(2)酸碱度 渗透压 灭菌
(3)高温杀死酵母菌 较少
(4)单核
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