专题五 课题二 多聚酶链式反应DNA片段导学案

课题2: 多聚酶链式反应扩增DNA 片段导学案教学目标

1、了解PCR技术的基本操作

2、理解PCR的原理

3、讨论PCR的应用

一、课题背景

1..多聚酶链式反应的概念：

2、多聚酶链式反应的应用：的诊断、、、、和DNA 等各方面。

二、基础知识

1、复习回顾DNA分子的组成成分和结构

(1) DNA 分子的基本组成单位是 .共有种,每个基本单位是由一分子的、一分子的、和一分子的构成。

(2).DNA双螺旋结构：①反向平行②基本骨架③两条链通过氢键连接（理解热稳定）

2 PCR

，完成下列空格

阅读课本P

58－63

（1）DNA的两条链是的，通常将DNA的羟基末端称为，而磷酸基团的末端称为。DNA聚合酶不能开始合成DNA，而只能，因此，DNA复制需要引物。DNA的合成方向总是。

（2）在DNA的复制过程中，复制的前提是。在体外可通过控制来实现。在的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为。PCR利用了DNA的原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。由于PCR过程的温度高，导致DNA聚合酶失活，后来的DNA聚合酶的发现和应用，大大增加了PCR的效率。

（3）PCR反应需要在一定的缓冲溶液中提供：，，，，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。

思考

（1）在DNA的复制过程中，参与的组分有哪些？分别起什么作用？

（2）什么是DNA的3′端和5′端？

（3）DNA聚合酶的特点？DNA的合成方向？

（6）如何在体外将DNA双螺旋打开？什么是DNA的变性和复性？

（7）PCR怎样控制DNA双链的解聚与结合？

（8）怎样解决高温导致DNA聚合酶失活的问题？

（9）总结PCR反应所需要的条件。

2．PCR的反应过程

（1）PCR一般要经历循环，每次循环可以分为、和三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由延伸而成的DNA单链会与结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能，使这段固定长度的序列成指数扩增。

（2）PCR的反应过程

变性：在℃时DNA解旋

复性：在℃时引物与DNA单链结合

延伸：在℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）

思考

（1）PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为哪三步？

（2）在循环之前，常要进行一次预变性，目的是？

（3）第一轮循环之后的结果是什么？

3．实验操作

在实验室中，做PCR通常使用，它是一种薄壁塑料管。具体操作时，用微量移液器，按PCR反应体系的配方在中依次加入各组分，再参照课本P62表的设置设计好PCR仪的循环程序即可。

思考

1缓冲液相当细胞内的什么成分？

（1）在PCR反应中，如何设置对照实验？

（2）如果没有PCR仪，可以怎样操作变性、复性和延伸这三个步骤？

4．操作提示

（1）为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的、、以及蒸馏水等在使用前必须进行。

（2）PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。在微量离心管中添加反应成分时，移液管上的枪头要。

思考

（1）为避免外源DNA等因素的污染，实验中可以进行怎样的操作？

（2）PCR所用的缓冲液和酶应怎样储存？使用前需要经过怎样的处理？

（3）在微量离心管中添加反应成分时，应怎样使用枪头？

（4）在操作中离心10s的目的是什么？

（5）写出该实验的操作步骤。

5、结果分析与评价：

（1）利用DNA的什么特点对DNA含量进行测定？

（2）DNA含量的测定方法。

（3）PCR技术的优点。

课堂总结】

一个DNA 片段在30次循环后反应物中大约有10亿个这样的片段。（230）

[典例解析]]

一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，利用PCR循环5次后标记的DNA分子总数的（）

A1/10 B 1/5 C 1/16 D1/25

[疑难点拨]

1.PCR技术简介

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，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。这项技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题，被广泛的应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等各方面。

2．细胞内参与DNA复制的各种组成成分及其作用

①解旋酶：打开DNA双链②DNA母链：提供DNA复制的模板③4种脱氧核苷酸：合成子链的原料④DNA聚合酶：催化合成DNA子链⑤引物：使DNA聚合酶能够从引物的3，端开始连接脱氧核苷酸（引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。用于PCR的引物长度通常为20—30个核苷酸）

课题2: 多聚酶链式反应扩增DNA 片段练习课堂基础训练

1、DNA分子复制时，解旋的两条链中（）

A.仅一条链作为复制模板

B.两条链作为模板并复制出两个不同的DNA分子

C.两条链作为模板并复制出两个相同的DNA分子

D.两条链作为模板，各自合成一条子链，然后两条母链重新结合为原来的双螺旋分子，两条新链结合成一个全新的DNA分子

2、DNA的合成方向总是（）延伸。

A.从DNA分子的左端向右端

B.从DNA分子的右端向左端

C.从子链的5′端向3′端

D.从子链的3′端向5′端

3、下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ D ）

①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构

A.①③④②⑤

B.①④②⑤③

C.①③⑤④②

D.③①④②⑤

4、要使PCR反应在体外的条件下顺利地进行，需要严格的控制（ C ）

A.氧气的浓度

B.酸碱度

C.温度

D.大气的湿度

5、实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（ D ）

①酶②游离的脱氧核苷酸③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度

A.①②③④⑤⑥

B.②③④⑤⑥⑦

C.②③④⑤⑦⑧

D.①②③④⑦⑧课后拓展训练

1、下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有（）

①DNA复制②RNA复制③转录④翻译⑤逆转录

A.①②③④⑤

B.①②③④

C.①②③⑤

D.①③④⑤

2、DNA分子经PCR反应循环一次后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（）