人教版高中生物高二选修一学案专题5_课题2_多聚酶链式反应

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高二生物人教版选修一教学案：专题5 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段

一、PCR扩增的原理和过程（阅读教材P58～62）1．细胞内DNA复制的条件2.PCR(1)PCR(多聚酶链式反应)：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，在短时间内复制出上百万份的DNA拷贝。

(2)原理：DNA的热变性原理，即：(3)扩增方向：总是从子链的5′端向3′端延伸。

(4)条件①模板：DNA。

②引物：能分别与DNA两条模板链相结合的物质。

③原料：4种脱氧核苷酸。

④酶：耐高温的DNA聚合酶，一般用Taq DNA聚合酶。

⑤其他条件：需要稳定的缓冲溶液和能自动调控温度的温控设备。

(5)引物一小段DNA或RNA，能与DNA母链的一段碱基序列互补配对，用于PCR引物的长度通常为20～30个核苷酸。

3．PCR的反应过程(1)变性：温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。

(2)复性：温度下降到50 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。

(3)延伸：温度上升到72 ℃左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新DNA链。

二、实验操作及DNA含量的测定（阅读教材P62～63）1．实验操作程序准备―→移液―→混合―→离心―→反应。

2．DNA含量的测定(1)原理：利用DNA在260_nm的紫外线波段的吸收峰曲线来测定相应含量。

(2)计算公式：DNA含量(μg/mL)＝50×(260 nm处紫外分光光度计的读数)×稀释倍数。

注：在标准厚度为1 cm的比色杯中，OD260为1相当于50 μg/mL的双链DNA。

[共研探究]多聚酶链式反应简称PCR，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，这项技术中DNA 复制的过程和细胞内DNA复制的过程是类似的。

请结合已学过的DNA分子结构和复制的相关知识，回答下列问题。

1．PCR技术(1) PCR的原理：在80～100_℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性。

生物人教版高二选修1学案：课堂探究_专题5课题2_多聚酶链式反应扩增dna片段_word版含解析

课堂探究探究点一DNA复制与体外扩增的比较·问题导引·河南安阳“曹操墓”自发掘以来备受争议，为此，复旦大学进行DNA检测。

儿子能完整地继承父亲的Y染色体，男性有着与父系祖先相同的基因密码。

只要检测足够多的曹姓男子DNA，课题组便可以找到曹姓家族应有的独特“密码”，然后和“曹操墓”出土人骨DNA中的Y染色体对比验证。

在这个过程中对采集的DNA样本如何扩增？提示：应用PCR技术。

·名师精讲·①PCR过程需要的引物是人工合成的DNA单链②PCR过程不需要DNA聚合酶③PCR过程中DNA 的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的④PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制A．①④B．①③C．②③D．②④解析：PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同：第一，PCR过程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA单链，其长度通常为20～30个脱氧核苷酸；第二，PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。

答案：B方法点拨PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。

PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。

探究点二PCR反应过程·问题导引·PCR 反应一般经历多少次循环？每次循环有几个环节？提示：一般经历30多次循环，每次循环经历变性、复性、延伸三步。

·名师精讲·1．过程（1）变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA 模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA 。

（2）复性：当温度下降到50 ℃左右时，系统温度降低，两种引物通过碱基互补配对原则与两条单链DNA 结合，形成局部双链。

DNA 双链−−−−−−−−−→←−−−−−−−−−变性（加热80～100℃）复性（缓慢冷却）单链（3）延伸：温度上升到72 ℃左右，在Taq DNA 聚合酶的作用下，以溶液中的四种脱氧核苷酸为原料，从引物的3′端开始延伸，根据碱基互补配对原则合成与模板链互补的DNA 链。

2019秋生物人教版选修1习题：专题5 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段(含解析)

专题5 DNA和蛋白质技术课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段1．PCR技术控制DNA的解聚与结合是利用DNA的( )A．特异性B．稳定性C．热变性D．多样性解析：DNA分子在80～100 ℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。

答案：C2．关于DNA片段PCR扩增实验的描述中不准确的是( )A．加入的Taq聚合酶耐高温B．不同大小DNA在电场中迁移速率不同C．此过程需要DNA连接酶D．扩增区域由2个引物来决定解析：PCR是体外DNA扩增技术，该技术是在高温条件下实行的，所以需要耐高温Taq聚合酶，故A准确；DNA大小不同，在电场中的迁移速率不同，故B准确；PCR不需要DNA连接酶，但需要热稳定DNA聚合酶，故C错误；PCR技术需要一定的条件，其中一对引物就是条件之一，故D准确。

答案：C3．PCR一般要经过三十多次循环，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，由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将( )A．仍与引物Ⅰ结合实行DNA子链的延伸B．与引物Ⅱ结合实行DNA子链的延伸C．同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合实行子链延伸D．无需与引物结合，在酶的作用下从头合成子链解析：当由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时，此单链引物端为5′端，所以与它互补的子链应从另一端开始合成，即由引物Ⅱ结合延伸DNA的子链。

答案：B4．下列相关PCR描述，不准确的是( )A．是一种酶促反应B．引物决定了扩增的特异性C．扩增对象是DNA序列D．扩增对象是氨基酸序列解析：PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，故D错。

答案：D5．根据教材知识，回答下列问题：(1)在________的温度范围内，DNA的________解体，________分开，这个过程称为________。

(2)PCR反应需要的条件：缓冲溶液、DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶，其原因是_______________________。

2024-2025学年高中生物专题5课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段教案新人教版选修1

五、教学实施过程
ห้องสมุดไป่ตู้1. 课前自主探索
- 教师活动：
- 发布预习任务：通过学校的学习平台或班级微信群，发布预习资料，包括PPT、视频和预习指导文档，明确预习目标和要求，即理解PCR技术的原理和应用。
- 设计预习问题：围绕“多聚酶链式反应扩增DNA片段”课题，设计问题如“PCR技术的基本原理是什么？”“PCR技术在基因工程中有哪些应用？”引导学生自主思考。
- 教学方法/手段/资源：
- 自主学习法：培养学生独立思考和自主学习的能力。
- 信息技术手段：利用在线平台和微信群实现资源共享和互动交流。
- 作用与目的：
- 帮助学生为课堂学习PCR技术打好基础。
- 培养学生的自主学习能力和问题意识。
2. 课中强化技能
- 教师活动：
- 导入新课：通过播放一段介绍PCR技术在实际应用中的视频，引出本节课的主题，激发学生的兴趣。
- 合作学习法：通过小组合作，提高学生的沟通能力和协作能力。
- 作用与目的：
- 帮助学生深入理解PCR技术的核心知识和操作技能。
- 通过实践活动，提高学生的动手操作能力和问题解决能力。
- 培养学生的团队合作精神和沟通技巧。
3. 课后拓展应用
- 教师活动：
- 布置作业：根据课堂内容，布置相关的作业，如设计一个PCR实验流程、分析某个基因克隆案例等。
- 讲解知识点：详细讲解PCR技术的原理、步骤和实验操作要点，结合实际案例帮助学生深入理解。
- 组织课堂活动：设计小组讨论和实验操作活动，让学生在实践中掌握PCR技术的操作流程。
- 解答疑问：在课堂中进行实时答疑，帮助学生解决学习过程中遇到的问题。
- 学生活动：
- 听讲并思考：认真听讲，积极思考教师提出的问题，参与课堂讨论。

人教版高中生物选修一专题5课题2《多聚酶链式反应扩增DNA片段》优秀课件(共24张PPT)

变性 94°C,10min ９4℃，30s
复性－ 55℃，30s
延伸－ 72℃，1min
最后一次
９4℃，1min
55℃，30s
72℃，1min
PCR反应（无PCR仪时）
14
五课题成果评价
1、理论上DNA扩增数目的计算一条DNA，复制n次， DNA为2
n
2、课题延伸：实验中DNA含量的测定可以通过测量DNA含量来评价扩增的效果，DNA 在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰，峰值的大小与DNA的含量有关光吸收 0.2 0.1
220 240 260 280 波长／nm
第一轮
第二轮
第三轮
DNA起始端
3 5
5
3
DNA聚合酶能不能从头开始DNA复制？ DNA聚合酶只能从引物3 端延伸DNA链（合成子链）。因为DNA聚合酶只能将新的核苷酸加到已有的DNA双链上，所以DNA复制需要引物。
3
5
5
3
从中选出适合的引物进行PCR: (1)CCTAGA~~~ (2)GTTCGC~~~ (3)AAAGT~~~ (4)TTTCA~~~
一、DNA的结构
1、DNA的基本单位：
P 脱氧核糖碱基
脱氧核苷酸
ATGC
3
DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链（即一条链为3′→5′，另一条链为5′→3′）盘 2、化学结构：旋而成的规则双螺旋结构。
5'
P
3'
P
P
P
P
P
3'
P P
5'
磷酸基团（在 5' 的位置上）
5'
4' 3' 2'

人教2003课标版高中生物选修1专题5课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段(共17页)

Q：引物片段的长度有没有要求？通常为20-30个核苷酸的片段
Q：PCR技术中通过什么方法来控制反应过程是解旋、引物结合还是合成子链？温度的控制 Q：没有PCR仪能实现PCR的操作吗？
Q：PCR的具体操作流程是什么？
知识点整理
PCR 的基本反应步骤变性
95˚C
Q：目的？
Q：目的？
延伸 72˚C
结合，扩增。
进行DNA的延伸，这样DNA聚合酶只能特异地复制两个引物之间
nm的紫外线波段有一段强烈的吸收峰，可以利用
高考真题
（2017江苏高考）金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：
。
复性 55˚C
Q：目的？
在循环之前，常要进行一次预变性，以便增加
大分子模板DNA彻底变性的概率
知识点整理
知识点整理
PCR过程的每一轮循环开始时，上一轮循环的产物也能作为引物引物 II 参与反应，并且由引物 I 延伸而成的DNA单链会与的DNA序列，使这段固定长度的序列呈 Q：扩增后的DNA含量如何进行测定呢？ DNA在测定。 Q：DNA 含量还有其他方法可以用来测定吗？ 260 DNA的这一特点用紫外分光光度计（仪器）对DNA 含量进行指数
（2）设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物（引物1和引物2），为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的______________位点。设计引物时需要避免引物之间形成______________，而造成引物自连。
高考真题
（2017江苏高考）金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：

2020-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题5 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段

课题2 多聚酶链式反应扩增DNA 片段知识点一 PCR 原理及反应过程1．PCR 的原理(1)概念：PCR 是多聚酶链式反应的简称，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。

(2)扩增方向：总是从子链的5′端向3′端延伸。

(3)引物①本质：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。

②需要引物的原因：DNA 聚合酶不能从头开始合成DNA ，而只能从3′端延伸DNA 链，因此，DNA 复制需要引物。

(4)原理DNA 的热变性原理，即双链DNA 变性加热至80～100 ℃复性缓慢冷却单链DNA 。

(5)反应条件：①一定的缓冲溶液；②DNA 模板；③分别与两条模板链相结合的两种引物；④四种脱氧核苷酸；⑤耐热的DNA 聚合酶，一般用Taq DNA聚合酶；⑥能严格控制温度变化的温控设备。

2．PCR的反应过程(1)过程①变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。

②复性：温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。

③延伸：当温度上升到72 ℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

(2)结果①PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复性、延伸三步。

②两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。

注意：①可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列来设计引物；②设计引物时，引物太短会降低PCR的特异性；③引物自身及两种引物之间不应存在互补序列；④扩增过程中，在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段；⑤扩增n次后，含某种引物的DNA片段数为2n－1。

细胞内DNA复制与PCR技术的比较PCR技术是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，与细胞内DNA 复制的过程相比既有相同点又有不同点，通过列表比较的方法准确掌握两者的异同，是防止此类问题出错的重要措施。

人教版高中生物选修1-5.2《多聚酶链式反应扩增DNA片段》(第2课时)名师教案

《琼脂糖凝胶电泳进行PCR结果分析》教学设计大连市普通高中创新实践学校郭薇一、教材分析本节课是人教版高中生物选修1中专题5课题2 “多聚酶链式反应扩增DNA 片段”的第3课时内容，是第1课时“基础知识”和第2课时“PCR实验”的延续，课时2的实验结果是本节课的检测对象，通过本节实验分析，才能得出最终的实验结论。

从专题5技术应用来看，琼脂糖凝胶电泳技术不仅是课题2的检测方法，还是课题3“血红蛋白的提取和分离”的实验手段；从必修教材与选修教材间的知识脉络来看，电泳技术与必修2中“人类遗传病”等遗传内容存在联系；从学科间交叉内容来看，电泳技术与高中化学的“氧化还原反应”及“电解水”有密切关联。

二、学情分析学生通过前两课时以及高中化学中“电解水”的学习，了解了PCR理论知识和电解的原理，并利用PCR技术扩增出了DNA片段，得到PCR产物，因此，学生既具备电泳实验的知识基础也具备电泳实验的检测对象；其次，通过之前学习，学生能正确使用实验仪器，并且具有一定合作探究和实验操作能力；再者，经过本节课的结果分析，可获得最终的实验结论，学生期待度高涨，实验兴趣浓厚。

另一方面，学生对凝胶成像系统的紫外观察存在一定困难，教师在教学中需通过操作演示加以指导。

基于教材和学情的双重分析，根据生物课程标准的要求，我制定教学目标如下：三、教学目标知识目标（1）通过查阅资料、阅读文本，能够简述琼脂糖凝胶电泳技术原理。

（2）通过师生互动、实验探究，能够运用琼脂糖凝胶电泳技术检测PCR产物；并能够使用凝胶成像系统观察现象，并形成结果图。

学科素养（1）基础知识（琼脂糖凝胶电泳技术原理）；（2）基本技能（运用琼脂糖凝胶电泳技术检测PCR产物；使用凝胶成像系统观察现象，并形成结果图）；（3）基本思想（通过运用琼脂糖凝胶电泳技术检测PCR产物并观察结果图，养成团队合作精神和严谨的科学态度）；（4）基本活动经验（通过课下查阅琼脂糖凝胶电泳技术原理，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野）。

2019-2020年高中生物人教版选修1教学案：专题五课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段(含答案)

2019-2020年高中生物人教版选修1教学案：专题五课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段(含答案)1．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。

2．PCR反应需要DNA模板、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶等条件。

3．PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。

4．PCR每次循环都包括变性、复性和延伸三步。

5．DNA聚合酶只能特异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。

一、PCR技术的原理1．细胞内DNA复制的条件[填表]2．PCR扩增的原理及条件(1)概念：PCR即多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。

(2)原理：①子链的合成：DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物，DNA合成的方向总是从子链的5′端向3′端延伸。

②双螺旋的打开：DNA的热变性原理，即：单链DNA。

双链DNA变性(加热至80～100 ℃)复性(缓慢冷却)(3)条件：DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶、一定的缓冲溶液以及能自动调控温度的设备。

二、PCR的反应过程三、PCR技术的实验操作1.实验用具(1)PCR仪：该仪器能自动调控温度，实现DNA的扩增。

如果没有PCR仪，可用3个恒温水浴锅代替，操作时按程序在3个水浴锅中来回转移PCR反应的微量离心管。

(2)微量离心管：总容积为0.5 mL，实际上是进行PCR反应的场所。

(3)微量移液器：用于向微量离心管中转移PCR配方中的液体。

2.注意事项(1)为避免外源DNA等因素的污染，实验中使用的一些用具在使用前必须进行高压灭菌。

(2)所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。

(3)在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头必须更换。

四、DNA含量的测定1.原理：利用DNA在260_nm的紫外线波段的吸收峰曲线来测定相应含量。

生物人教版高二选修1学案：课堂互动_专题5课题2多聚酶链式反应扩增dna片段_word版含解析

课堂互动三点剖析1.PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。

PCR由变性—退火—延伸三个基本反应步骤构成：(1)模板DNA的变性：模板DNA经加热至93 ℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备。

(2)模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55 ℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。

(3)引物的延伸：DNA模板—引物结合物在Taq DNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链重复循环变性—退火—延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又成为下次循环的模板。

每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩增的基因扩增放大几百万倍。

2.PCR扩增产物可分为长产物片段和短产物片段两部分。

短产物片段的长度严格地限制在两个引物链5′端之间，是需要扩增的特定片段。

短产物片段和长产物片段是由于引物所结合的模板不一样而形成的，以一个原始模板为例，在第一个反应周期中，以两条互补的DNA为模板，引物是从3′端开始延伸，其5′端是固定的，3′端则没有固定的止点，长短不一，这就是“长产物片段”。

进入第二周期后，引物除与原始模板结合外，还要同新合成的链（即“长产物片段”）结合。

引物在与新链结合时，由于新链模板的5′端序列是固定的，这就等于这次延伸的片段3′端被固定了止点，保证了新片段的起点和止点都限定于引物扩增序列以内，形成长短一致的“短产物片段”。

不难看出“短产物片段”是按指数倍数增加，而“长产物片段”则以算术倍数增加，几乎可以忽略不计，这使得PCR的反应产物不需要再纯化，就能保证足够纯的DNA片段供分析与检测用。

学以致用【例1】在的温度范围内，DNA的双螺旋结构解开（）A.10～20 ℃B.80～100 ℃C.20～30 ℃D.40～60 ℃解题提示：蛋白质大多不能忍受60～80 ℃的高温，而DNA在80 ℃以上才会变性。

人教2003课标版高中生物选修1专题5课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段(共26张PPT)

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。
自主阅读P59，并思考：
体外扩增DNA，需要怎样环境？
解旋酶（打开DNA双链） DNA母链（模板） 4种脱氧核苷酸（合成子链原料） DNA聚合酶（催化子链合成）引物（ RNA）（使DNA聚合酶能
从引物3′端开始连接脱氧核苷酸）
变性（ 80-100℃ ） DNA母链 4种脱氧核苷酸
五碳糖
3 端
2. 脱氧核苷酸链的形成
5，端（含酸基团）
A
T
3 端
，
T
A
G
C
C
G
5 端
，
3，端（含羟基）
3.DNA分子的双螺旋结构
⑴DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则双螺旋结构。 ⑵ 脱氧核糖与磷酸交替连结，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在链的内侧。 ⑶两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对。碱基对的组成有特定的规律：即腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤一定同胞嘧啶配对。
此链碱基数的 1－ (35%)×2＝ 30%。 DNA 的差异性表现在脱
氧核苷酸的数目、比例和排列顺序的不同；DNA聚合酶只能从引物的 3'端开始延伸，所以特异性地复制处于两个引物之间的 DNA 片段。设该 DNA 分子循环了 n 次，消耗环境中的 A 为200(2n－1)即200(2n－1)＝3000，得出n＝4。 [答案] (1)缓冲 DNA模板、分别与 2条模板链相结合 (2)32
（5）将离心管放入PCR仪上，设置好PCR仪的循环程序（反应）
循环数第一次 30次最后一次变性 94°C,10min ９4℃，30s ９4℃，1min 复性－ 55℃，30s 55℃，30s 延伸－ 72℃，1min 72℃，1min

2020-2021学年高中生物人教版选修1配套学案：专题五课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段

课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段学习目标课程标准1．简述PCR的原理。

(重点和难点)2．尝试PCR技术操作。

(重点)3．讨论PCR的应用。

尝试PCR(DNA多聚酶链式反应)技术的基本操作和应用。

自主学习·预习热身一、PCR扩增的原理及条件1．概念：PCR即__多聚酶链式反应__，是一种__体外__迅速__扩增DNA__的技术。

它能以极少量的__DNA__为模板，在短时间内复制出上百万份的__DNA拷贝__。

2．原理(1)DNA的热变性：在__80～100_℃__的温度范围内，DNA__双螺旋__结构解体，__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__。

(2)子链的合成：①需要__DNA聚合酶__；②合成方向总是从子链的__5′端到3′端__。

3．条件(1)__DNA__模板。

(2)分别与模板DNA相结合的两种__引物__。

(3)A、T、G、C四种__脱氧核苷酸__。

(4)__耐热的__DNA聚合酶。

(5)需要稳定的__缓冲液__和能严格控制__温度__的温控设备。

二、PCR过程与结果1．PCR过程过程温度主要变化变性__90__ ℃以上双链DNA解聚为__单链__复性__50__ ℃左右__两种引物__通过碱基互补配对分别与两条__单链DNA__结合延伸__72__ ℃左右溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在__DNA聚合酶__的作用下，根据__碱基互补配对__原则合成新的DNA链2．PCR的结果DNA聚合酶只能特异地复制处于__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。

三、PCR实验操作1．实验用具名称作用PCR仪自动调控__温度__，实现DNA的扩增微量离心管实际上是进行PCR反应的__场所__微量移液器用于向微量离心管中转移PCR配方中的液体，每吸取一种试剂后，其上的枪头都必须__更换__2．实验步骤：准备：按照PCR反应需要的物质和条件，将需要的试剂和仪器准备好移液：用__微量移液器__按照配方在微量离心管中依次加入各试剂混合：盖严离心管用手指轻轻弹击管的侧壁，使反应液混合均匀。

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专题5 DNA和蛋白质技术课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段
【学习目标】
1•说出PCR技术的基本操作
2•理解PCR的原理
3•讨论PCR的应用
【重点难点】
PCR的原理和PCR的基本操作
【预习案】
任务一.PCR原理
填写下列表格
DNA的两条链是反向平行的，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___________________________________________ 。

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。

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。

任务二.PCR的反应过程
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。

任务三•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，，再参照下表的设置设计好PCR仪的循环程序即可。

任务四.操作提示
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 _________ 。

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。

【训练案】
1. 在（）的温度范围内，DNA 的双螺旋结构解开 A. 10-20C
B. 80- 100C
C. 20- 30C
2. 关于DNA 的复制，下列叙述正确的是（）
A. DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA ,只能从5'端延伸DNA 链
B. DNA 复制不需要引物
C. 引物与DNA 母链通过碱基互补配对进行结合
D. DNA 的合成方向总是从子链的 3端向5端延伸
3.
下列有关PCR 描述，不正确的是（）
A. 是- -种酶促反应
B. 引物决定了扩增的特异性
C. 扩增产量按y =（ 1 + X ） n
D. 扩增对象是氨基酸序列
E. 扩增对象是DNA 序列
（2 ）在PCR 反应中与解旋酶作用相同的操作是： _________ 5.
空难之后对面目全非的航天员遗体残骸辨认可借助 DNA 杂
交技术。

该技术是从尸体和死者家属提供的死
者生前的生活用品中分别提取
DNA ,在一定温度下水浴共热，使DNA 的氢键断裂，双链打开。

若两份
DNA 样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA 单链会通过氢键连接在一起；
反之，则不
能互补。

已知某 DNA 单链碱基组成为 ATCCGAT 则与它互补的另一条单链组成为 ____________ ，为保证准确性，需用较多的 DNA 样品，这可以通过一定的技术使
DNA 分子大量复制，若一个 DNA 分子中，腺
嘌呤含量为15%，复制所用的原料均为 3H 标记的脱氧核苷酸，经四次复制后，不含 3H 的DNA 单链占全部单链的 _____________ ，子代DNA 分子中胞嘧啶的比例为 ___________________ 。

6. TaqDNA 聚合酶的特点是（
）
A.耐高温
B.耐盐酸
C.耐强碱
D.不耐热
7. PCR 的每次循环都可以分为三步，按循环的顺序排列是（
）
A.变性、延伸、复性
B.变性、复性、延伸
C.复性、变性、延伸
D.延伸、变性、复制
8. DNA 复制时，合成 DNA 新链之前必须合成（
）
A. DNA 引物
B. RNA 引物
C.新的脱氧核苷酸
D.核苷酸 D. 40- 60C
4. （ 1） PCR 反应需要的条件:
缓冲溶液、DNA 模板、弓|物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA 聚合酶，为什么?
9. （1）PCR与生物体内的DNA复制有何区另U?
（2）PCR每次循环都可分为___ 、_____ 和_____ 三步。

（3）________ 的发现和使用大大增加了PCR的效率，使PCR技术趋向_____________ 。

（4）PCR通过控制________ 来控制双链的______ 与_____ 。

（5）PCR反应需要一定的缓冲溶液中提供____ 分别与两条模板结合的 ___________ 、____ 种脱氧核苷酸、________ 的 DNA 聚合酶。

6）从第二轮循环开始，DNA 聚合酶只能特异的复制_______ 的DNA 序列，使这段_____ 的序列呈指数扩
记忆大餐
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）
3. DNA的合成方向
DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为3，端，而磷酸基团的末端称为5，端。

DNA 聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3,端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。

当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链
的 5 端向 3 端延伸。

4. PCR的反应过程
PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性（当温度上升到90o C以上时，双链DNA解聚
为单链）、复性（温度下降到50o C左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合）和延伸（温度
上升到72o C左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA 链）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，并且由引物I延伸而成的DNA单链会与引物H结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异的复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列成指数扩增。

5. PCR技术与DNA的复制
PCR反应是通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。

PCR反应的实质就是DNA复制，所以有关PCR 反应的题目与DNA复制的原理相同，计算方法也大体相同。

例如：PCR反应中的目的片段一般以2n的方式
积累，其中n为反应循环次数。

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）。