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(生物技术实践)PCR是一种体外快速扩增DNA的方法,用于放大特定的DNA片段,数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个。PCR需要模板DNA、引物、脱氧核苷酸和DNA聚合酶等条件。下图为模板DNA分子及2种引物,请回答相关问题。

(1)PCR的全称是________。RCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度环境的不同,在PCR技术中先用95 ℃高温处理的目的是________,而这一过程在细胞内是通过________实现的。

(2)在PCR技术中所需要的引物实质上是一种________。请在图中绘出引物结合的位置。

(3)若将1个DNA分子拷贝10次,则需要在缓冲液中至少加入________个引物。

(4)DNA子链复制的方向是________,这是由于________________________。

【解析】 本题考查考生对PCR技术的理解,属于知识识记和理解层次的考查。PCR技术又称多聚酶链式反应。在PCR技术中,用95  ℃高温处理的目的是使DNA分子中的氢键断裂,两条链解开,即使DNA分子变性。引物是一种单链DNA或RNA分子,它能与解开的DNA母链的3′端结合,为DNA聚合酶提供吸附位点,使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸,从而决定了DNA子链复制的方向是从5′端到3′端。在DNA分子扩增时,需要2种引物,由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点,故所需的引物数目等于新合成的DNA子链数目,即2×210-2=211-2(个)。

【答案】 (1)多聚酶链式反应 使DNA变性(使DNA的两条链解开) 解旋酶的催化  (2)单链DNA或RNA分子 如图所示

(3)211-2 (4)从5′端到3′端 DNA聚合酶只能从引物的3′端开始连接单个脱氧核苷酸分子

练习册系列答案
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[生物——选修1生物技术实践](15分)
下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。根据图示回答下列问题:

(1)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和       两种微生物的发酵原理。后者在结构上的主要特点是                                   
(2)图2装置中的充气口在        过程中要关闭。否则发酵液就可能变酸,请写出其反应式         ;而排气口在该过程中应开放,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是               
(3)影响上述微生物发酵的主要因素有           (两项即可),果汁发酵后,是事有酒精产生,可以用            来检验,在酸性条件下呈现      色证明有酒精产生。
(4)在制葡萄酒的过程中,在不同时间内对发酵液样品进行检测,发现发酵液的pH一直下降,原因是                                  

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A.[生物技术实践] 啤酒是我们日常生活中最常见的饮料之一。在啤酒生产过程中,发酵是重要环节。生产过程大致如下:将经过灭菌的麦芽汁充氧,接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期,酵母菌迅速繁殖,糖度下降,酒精浓度渐渐上升,泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后,结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程,回答以下问题:
(1)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下:
步骤1:野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
步骤2:制备选择培养基。在基本培养基的基础上,注意            ,加琼脂后灭菌,制成固体平板。
步骤3:将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4:根据                          筛选出突变菌。
(2)酿酒过程中,经检测活菌数量适宜但却不产生酒精,应采取的措施是                    
(3)为研究发酵罐中酵母菌的生长状况,常要取样统计分析,并测定pH值,判断取样先后顺序的主要依据是                                              
(4)小麦脱粒以后还有大量的麦秆,主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是                     。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)
                                                                       
(5)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物的作用是                                    ,加入DNA聚合酶的作用是                                            。
B.[现代生物科技专题] 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答:
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是               
(2)在基因工程中,将目的基因与运载体结合时必须用            酶和         酶。常用的运载体有            等,而作为运载体必须具备相应的条件,例如应具有             以便进行筛选。进行基因转移时,通常要将外源基因转入        中,原因是                
(3)通常采用      __________   技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的          细胞中特异性表达。
(5)为使外源基因在后代中长期保持,可将转基因小鼠体细胞的        转入        细胞中构成重组细胞,使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为          

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(1)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和        两种微生物的发酵原理。后者在结构上的主要特点是                                   

(2)图2装置中的充气口在         过程中要关闭。否则发酵液就可能变酸,请写出其反应式          ;而排气口在该过程中应开放,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是               

(3)影响上述微生物发酵的主要因素有            (两项即可),果汁发酵后,是事有酒精产生,可以用             来检验,在酸性条件下呈现       色证明有酒精产生。

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(1)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下:

    步骤1:野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。

    步骤2:制备选择培养基。在基本培养基的基础上,注意              ,加琼脂后灭菌,制成固体平板。

    步骤3:将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。

    步骤4:根据                           筛选出突变菌。

(2)酿酒过程中,经检测活菌数量适宜但却不产生酒精,应采取的措施是                    

(3)为研究发酵罐中酵母菌的生长状况,常要取样统计分析,并测定pH值,判断取样先后顺序的主要依据是                                              

(4)小麦脱粒以后还有大量的麦秆,主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是                      。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)

                                                                       

(5)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物的作用是                                     ,加入DNA聚合酶的作用是                                             。

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(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是                

(2)在基因工程中,将目的基因与运载体结合时必须用             酶和          酶。常用的运载体有             等,而作为运载体必须具备相应的条件,例如应具有              以便进行筛选。进行基因转移时,通常要将外源基因转入         中,原因是                

(3)通常采用      __________    技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的           细胞中特异性表达。

(5)为使外源基因在后代中长期保持,可将转基因小鼠体细胞的         转入         细胞中构成重组细胞,使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为          

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