2025年基因擴增技術(shù)試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種物質(zhì)不是基因擴增技術(shù)中常用的原料？A.dNTPB.引物C.DNA聚合酶D.RNA酶答案：D解析：基因擴增技術(shù)如PCR等常用的原料包括dNTP（脫氧核糖核苷三磷酸，是合成DNA的原料）、引物（引導(dǎo)DNA合成的起始）、DNA聚合酶（催化DNA鏈的合成）。而RNA酶是用于降解RNA的酶，不是基因擴增技術(shù)的常用原料。2.在PCR反應(yīng)中，退火溫度一般設(shè)定為比引物Tm值低多少度？A.1-2℃B.3-5℃C.6-8℃D.9-10℃答案：B解析：在PCR反應(yīng)中，退火溫度通常設(shè)定為比引物Tm值低3-5℃。這樣可以保證引物能與模板DNA特異性結(jié)合，同時又不會因為溫度過高導(dǎo)致引物不能有效結(jié)合，或溫度過低產(chǎn)生非特異性結(jié)合。3.實時熒光定量PCR技術(shù)中，SYBRGreenI染料的作用是？A.標(biāo)記引物B.標(biāo)記模板DNAC.插入到雙鏈DNA中，發(fā)出熒光D.標(biāo)記DNA聚合酶答案：C解析：SYBRGreenI是一種熒光染料，它能插入到雙鏈DNA中。當(dāng)有雙鏈DNA合成時，SYBRGreenI與之結(jié)合并發(fā)出熒光，通過檢測熒光信號的強度來實時監(jiān)測PCR產(chǎn)物的擴增情況。4.逆轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）的第一步反應(yīng)是？A.DNA的變性B.引物的退火C.逆轉(zhuǎn)錄合成cDNAD.PCR擴增答案：C解析：逆轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）首先要以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA，這是第一步反應(yīng)。之后再進行常規(guī)的PCR擴增。5.多重PCR是指在一個反應(yīng)體系中同時擴增？A.多個不同的DNA片段B.同一個DNA片段的多個拷貝C.不同物種的DNA片段D.僅擴增線粒體DNA片段答案：A解析：多重PCR是在一個反應(yīng)體系中加入多對引物，同時擴增多個不同的DNA片段。這樣可以在一次反應(yīng)中檢測多個目標(biāo)基因，提高檢測效率。6.基因擴增技術(shù)中，使用熱啟動DNA聚合酶的目的是？A.提高DNA聚合酶的活性B.減少非特異性擴增C.增加擴增產(chǎn)物的產(chǎn)量D.延長DNA聚合酶的半衰期答案：B解析：熱啟動DNA聚合酶在常溫下沒有活性，只有在高溫（如PCR的變性溫度）下才被激活。這樣可以避免在PCR反應(yīng)開始前，引物與模板的非特異性結(jié)合和DNA聚合酶的非特異性擴增，從而減少非特異性產(chǎn)物的生成。7.在PCR反應(yīng)中，以下哪種因素不會影響擴增產(chǎn)物的特異性？A.引物的特異性B.退火溫度C.dNTP的濃度D.模板DNA的純度答案：C解析：引物的特異性直接決定了擴增的目標(biāo)序列；退火溫度不合適會導(dǎo)致引物非特異性結(jié)合，影響擴增特異性；模板DNA的純度如果不高，可能含有雜質(zhì)影響引物與模板的結(jié)合，也會影響特異性。而dNTP的濃度主要影響擴增產(chǎn)物的產(chǎn)量，對擴增產(chǎn)物的特異性影響較小。8.巢式PCR與普通PCR相比，其主要優(yōu)點是？A.擴增速度更快B.擴增效率更高C.特異性更強D.對模板DNA的量要求更低答案：C解析：巢式PCR使用兩對引物，先進行第一輪PCR擴增，然后以第一輪PCR的產(chǎn)物為模板，用第二對引物進行第二輪擴增。這樣可以有效提高擴增的特異性，減少非特異性擴增的干擾。9.以下關(guān)于環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)（LAMP）的描述，錯誤的是？A.需要高溫變性步驟B.反應(yīng)在等溫條件下進行C.擴增效率高D.可通過顏色變化進行結(jié)果判斷答案：A解析：環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)（LAMP）的特點是在等溫條件下進行反應(yīng)，不需要像PCR那樣進行高溫變性步驟。它具有擴增效率高的優(yōu)點，并且可以通過添加一些指示劑，根據(jù)顏色變化來判斷反應(yīng)結(jié)果。10.數(shù)字PCR與傳統(tǒng)PCR相比，其最大的優(yōu)勢是？A.操作更簡單B.能進行絕對定量C.擴增速度更快D.對模板純度要求更低答案：B解析：數(shù)字PCR是將樣品進行大量稀釋并分配到眾多微小的反應(yīng)單元中，每個反應(yīng)單元中要么有一個目標(biāo)分子，要么沒有。通過統(tǒng)計有擴增信號的反應(yīng)單元數(shù)量，可以實現(xiàn)對目標(biāo)分子的絕對定量，這是傳統(tǒng)PCR難以做到的。11.在基因擴增實驗中，為了防止氣溶膠污染，以下哪種操作是錯誤的？A.使用帶濾芯的槍頭B.在生物安全柜中操作C.頻繁開關(guān)PCR儀的蓋子D.定期對實驗室進行清潔和消毒答案：C解析：頻繁開關(guān)PCR儀的蓋子會使擴增產(chǎn)物形成的氣溶膠在實驗室中擴散，增加污染的風(fēng)險。而使用帶濾芯的槍頭可以防止氣溶膠進入移液器；在生物安全柜中操作能減少外界污染；定期對實驗室進行清潔和消毒可以降低污染的可能性。12.以下哪種DNA聚合酶具有3'-5'外切酶活性？A.TaqDNA聚合酶B.PfuDNA聚合酶C.BstDNA聚合酶D.Klenow片段答案：B解析：PfuDNA聚合酶具有3'-5'外切酶活性，這種活性可以對合成過程中錯誤摻入的堿基進行校正，從而提高擴增的準(zhǔn)確性。TaqDNA聚合酶沒有3'-5'外切酶活性，BstDNA聚合酶常用于等溫擴增，Klenow片段是大腸桿菌DNA聚合酶I的大片段，也不具備3'-5'外切酶活性用于校正。13.基因擴增技術(shù)中，引物設(shè)計的原則不包括以下哪項？A.引物長度一般為18-25個堿基B.引物的GC含量應(yīng)在40%-60%之間C.引物的3'端可以有多個連續(xù)的G或CD.引物之間不應(yīng)形成互補配對答案：C解析：引物的3'端如果有多個連續(xù)的G或C，容易導(dǎo)致引物與模板的非特異性結(jié)合，增加非特異性擴增的可能性，所以這不是引物設(shè)計的正確原則。引物長度一般為18-25個堿基，GC含量在40%-60%之間，引物之間不應(yīng)形成互補配對都是引物設(shè)計的重要原則。14.實時熒光定量PCR中，Ct值的含義是？A.達到熒光閾值時的循環(huán)數(shù)B.熒光信號的最大值C.熒光信號的起始值D.擴增反應(yīng)結(jié)束時的循環(huán)數(shù)答案：A解析：Ct值即循環(huán)閾值，是指在實時熒光定量PCR中，熒光信號達到設(shè)定的熒光閾值時所對應(yīng)的循環(huán)數(shù)。Ct值與模板的起始拷貝數(shù)呈負相關(guān)。15.在基因擴增實驗中，以下哪種情況可能導(dǎo)致擴增產(chǎn)物出現(xiàn)彌散條帶？A.引物特異性高B.退火溫度合適C.模板DNA濃度過低D.循環(huán)次數(shù)過多答案：D解析：循環(huán)次數(shù)過多會導(dǎo)致PCR反應(yīng)后期出現(xiàn)非特異性擴增和引物二聚體等情況，使擴增產(chǎn)物出現(xiàn)彌散條帶。引物特異性高和退火溫度合適有利于特異性擴增；模板DNA濃度過低可能導(dǎo)致擴增產(chǎn)物量少甚至無擴增條帶。二、多項選擇題（每題3分，共30分）1.基因擴增技術(shù)在以下哪些領(lǐng)域有應(yīng)用？A.疾病診斷B.法醫(yī)鑒定C.農(nóng)業(yè)育種D.生物進化研究答案：ABCD解析：基因擴增技術(shù)在疾病診斷中可用于檢測病原體、基因突變等；在法醫(yī)鑒定中可通過擴增DNA進行個體識別；在農(nóng)業(yè)育種中可用于篩選具有優(yōu)良性狀的基因；在生物進化研究中可通過擴增不同物種的基因進行親緣關(guān)系分析等。2.以下屬于PCR反應(yīng)體系組成成分的有？A.模板DNAB.引物C.dNTPD.緩沖液答案：ABCD解析：PCR反應(yīng)體系包括模板DNA（待擴增的目標(biāo)DNA）、引物（引導(dǎo)DNA合成）、dNTP（合成DNA的原料）和緩沖液（維持反應(yīng)體系的pH值和離子強度等）。3.實時熒光定量PCR技術(shù)的優(yōu)點包括？A.靈敏度高B.特異性強C.可進行定量分析D.無需電泳檢測答案：ABCD解析：實時熒光定量PCR技術(shù)靈敏度高，能檢測到低拷貝數(shù)的目標(biāo)基因；特異性強，通過熒光探針或染料可準(zhǔn)確識別目標(biāo)序列；可進行定量分析，通過Ct值計算模板的起始拷貝數(shù)；無需電泳檢測，可直接通過熒光信號進行結(jié)果判斷。4.影響PCR擴增效率的因素有？A.引物的質(zhì)量B.DNA聚合酶的活性C.模板DNA的質(zhì)量和濃度D.反應(yīng)體系的pH值答案：ABCD解析：引物的質(zhì)量直接影響其與模板的結(jié)合能力；DNA聚合酶的活性決定了DNA合成的速度和準(zhǔn)確性；模板DNA的質(zhì)量和濃度不合適會影響擴增效果；反應(yīng)體系的pH值會影響DNA聚合酶等酶的活性，從而影響擴增效率。5.逆轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）可用于？A.檢測RNA病毒的感染B.分析基因的表達水平C.克隆cDNAD.檢測線粒體DNA的突變答案：ABC解析：逆轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）以RNA為模板，可用于檢測RNA病毒的感染，因為病毒RNA可通過逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA進行檢測；分析基因的表達水平，通過檢測mRNA的含量來反映基因的表達情況；克隆cDNA，將mRNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA后進行克隆。而線粒體DNA是DNA，不需要進行逆轉(zhuǎn)錄步驟，所以不能用RT-PCR檢測其突變。6.多重PCR的應(yīng)用場景包括？A.同時檢測多種病原體B.基因分型C.檢測多個基因突變D.僅用于線粒體DNA的擴增答案：ABC解析：多重PCR可在一個反應(yīng)體系中同時擴增多個不同的DNA片段，可用于同時檢測多種病原體、基因分型以及檢測多個基因突變等。它不僅可以用于線粒體DNA的擴增，還可用于核DNA等其他DNA的擴增。7.以下關(guān)于數(shù)字PCR的描述正確的有？A.可實現(xiàn)絕對定量B.對樣品的起始濃度要求低C.不需要標(biāo)準(zhǔn)曲線D.檢測靈敏度高答案：ABCD解析：數(shù)字PCR能將樣品進行大量稀釋并分配到眾多微小反應(yīng)單元中進行擴增，通過統(tǒng)計有擴增信號的單元數(shù)量實現(xiàn)絕對定量；對樣品的起始濃度要求低，即使樣品中目標(biāo)分子含量很少也能檢測；不需要標(biāo)準(zhǔn)曲線即可進行定量；檢測靈敏度高，能檢測到低拷貝數(shù)的目標(biāo)分子。8.基因擴增技術(shù)中，防止污染的措施有？A.設(shè)立專門的試劑準(zhǔn)備區(qū)、樣品處理區(qū)和PCR擴增區(qū)B.定期對實驗設(shè)備和環(huán)境進行消毒C.使用一次性耗材D.嚴格遵守操作規(guī)程答案：ABCD解析：設(shè)立專門的不同功能區(qū)可以避免不同操作之間的交叉污染；定期對實驗設(shè)備和環(huán)境進行消毒能減少環(huán)境中的污染；使用一次性耗材可防止重復(fù)使用帶來的污染；嚴格遵守操作規(guī)程是保證實驗準(zhǔn)確性和防止污染的重要措施。9.引物設(shè)計時需要考慮的因素有？A.引物的長度B.引物的GC含量C.引物的Tm值D.引物的特異性答案：ABCD解析：引物的長度、GC含量、Tm值和特異性都是引物設(shè)計時需要考慮的重要因素。合適的引物長度、GC含量和Tm值有利于引物與模板的特異性結(jié)合，引物的特異性直接決定了擴增的準(zhǔn)確性。10.環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)（LAMP）的特點有？A.反應(yīng)速度快B.特異性高C.對設(shè)備要求低D.可用于現(xiàn)場快速檢測答案：ABCD解析：環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)（LAMP）在等溫條件下反應(yīng)，速度快；通過多對引物的設(shè)計，特異性高；不需要像PCR那樣的熱循環(huán)設(shè)備，對設(shè)備要求低；可通過顏色變化等簡單方法判斷結(jié)果，適用于現(xiàn)場快速檢測。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述PCR的基本原理和主要步驟。PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）的基本原理是模擬體內(nèi)DNA的復(fù)制過程，在體外通過酶促反應(yīng)有選擇地大量擴增特定的DNA片段。它利用DNA的變性、復(fù)性原理，在模板DNA、引物、dNTP、DNA聚合酶等存在的條件下，經(jīng)過高溫變性、低溫退火和適溫延伸等步驟，使DNA得以復(fù)制擴增。主要步驟如下：（1）變性：將反應(yīng)體系加熱至94-95℃，使雙鏈DNA模板解開成為單鏈，為引物的結(jié)合和DNA聚合酶的作用提供模板。（2）退火：將溫度降低至引物的退火溫度（一般比引物Tm值低3-5℃），引物與單鏈模板DNA特異性結(jié)合。（3）延伸：將溫度升高至DNA聚合酶的最適反應(yīng)溫度（一般為72℃），在DNA聚合酶的作用下，以dNTP為原料，從引物的3'端開始合成新的DNA鏈，延伸至模板的另一端。以上三個步驟為一個循環(huán)，經(jīng)過多次循環(huán)后，特定的DNA片段可以得到大量擴增。2.比較實時熒光定量PCR與普通PCR的異同點。相同點：（1）基本原理相同：都是基于DNA的變性、復(fù)性和延伸過程，利用DNA聚合酶在體外擴增特定的DNA片段。（2）反應(yīng)體系組成相似：都需要模板DNA、引物、dNTP、DNA聚合酶和緩沖液等。（3）都需要經(jīng)過多次循環(huán)來實現(xiàn)DNA的擴增。不同點：（1）檢測方式：普通PCR通過電泳等方法在反應(yīng)結(jié)束后對擴增產(chǎn)物進行檢測和分析；實時熒光定量PCR則是在PCR反應(yīng)過程中實時監(jiān)測熒光信號的變化，通過熒光信號的強度來反映擴增產(chǎn)物的量。（2）定量能力：普通PCR只能進行定性分析，判斷是否有目標(biāo)DNA的擴增；實時熒光定量PCR可以進行定量分析，通過Ct值計算模板DNA的起始拷貝數(shù)。（3）靈敏度：實時熒光定量PCR的靈敏度更高，能夠檢測到低拷貝數(shù)的目標(biāo)DNA。（4）實驗效率：實時熒光定量PCR無需進行電泳等后續(xù)檢測步驟，實驗效率更高，且能減少污染的風(fēng)險。四、論述題（20分）論述基因擴增技術(shù)在疾病診斷中的應(yīng)用及發(fā)展前景?；驍U增技術(shù)在疾病診斷中具有重要的應(yīng)用價值，并且有著廣闊的發(fā)展前景。應(yīng)用1.病原體檢測：基因擴增技術(shù)可用于檢測各種病原體，如病毒、細菌、真菌等。對于一些難以培養(yǎng)或生長緩慢的病原體，傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法可能需要較長時間且靈敏度較低，而基因擴增技術(shù)可以快速、靈敏地檢測到病原體的核酸。例如，在新冠疫情中，實時熒光定量PCR技術(shù)被廣泛應(yīng)用于新冠病毒的檢測，通過擴增病毒的特定基因片段，能夠準(zhǔn)確判斷患者是否感染。在艾滋病、乙肝、丙肝等病毒感染的診斷中，基因擴增技術(shù)也能早期檢測到病毒的存在，為及時治療提供依據(jù)。2.遺傳病診斷：許多遺傳病是由基因突變引起的，基因擴增技術(shù)可以用于檢測這些基因突變。通過擴增患者的相關(guān)基因片段，然后進行測序或其他分析方法，能夠準(zhǔn)確診斷出遺傳病的類型和基因突變位點。例如，在進行地中海貧血的診斷時，可通過PCR-反向點雜交等技術(shù)檢測珠蛋白基因的突變情況，為遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷提供重要信息。3.腫瘤診斷和監(jiān)測：基因擴增技術(shù)在腫瘤診斷和監(jiān)測中也有重要應(yīng)用。一方面，可以檢測腫瘤相關(guān)基因的突變、擴增或缺失等異常情況，輔助腫瘤的早期診斷和分型。例如，檢測乳腺癌患者的HER2基因擴增情況，對于指導(dǎo)靶向治療具有重要意義。另一方面，通過檢測循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA），可以對腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移進行監(jiān)測。實時熒光定量PCR等技術(shù)可以靈敏地