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多聚酶链式反应扩增DNA片段学案

分类:高一生物教案   更新:2017/5/25   来源:网络

  一、PCR的原理

  活动与探究1

  1.细胞内DNA复制需要的基本条件有哪些?该条件在DNA复制中起何作用?

  2.什么是引物?它有什么特点?用于PCR的引物一般长度是多少?

  3.讨论:DNA合成的方向有什么特点?两条子链的合成起始于DNA的同一端吗?

  4.PCR技术中,高温能使DNA双链解旋,但也会导致DNA聚合酶失活,如何解决?

  迁移与应用1

  PCR过程中起催化作用的酶是(  )。

  A.解旋酶       B.RNA聚合酶

  C.Taq DNA聚合酶      D.DNA连接酶

  细胞内DNA复制与PCR技术的比较

  细胞内DNA复制 PCR

  不

  同

  点 解旋 解旋酶催化,部分解旋解链 95 ℃高温解旋解链,双链完全分开

  酶 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶 Taq DNA聚合酶

  能量 ATP 不加

  温度 体内温和条件 95 ℃→55 ℃→72 ℃

  特点 整个DNA复制,只在分裂间期复制一次 目的基因片段,按需要无限扩增

  相同点 ①需DNA模板;②需脱氧核苷酸作原料;③子链延伸方向都是从5′端到3′端;④都遵循碱基互补配对原则,半保留复制

  注:解旋酶的作用是使DNA两条链的氢键断开,而DNA聚合酶都是催化形成磷酸二酯键的。

  二、PCR的反应过程

  活动与探究2

  1.PCR一般要经历30多次循环,每次循环可以分为哪几步?

  2.PCR循环之前,常要进行一次预变性,预变性的目的是什么?

  3.PCR循环过程中,变性温度设置94 ℃,时间设置30 s的原因是什么?

  4.PCR缓冲液相当于细胞内的什么成分?

  5.当PCR反应体系的温度由变性后缓慢冷却到50 ℃左右时,引物与模板可结合,而解开的两个DNA模板链能够重新结合吗?为什么?

  6.PCR过程中的DNA聚合酶能对最初的DNA模板进行完整的复制吗?为什么?

  7.决定PCR反应特异性的原因有哪些?

  迁移与应用2

  利用PCR技术扩增某DNA片段得到下图所示产物,则该产物至少经过几次循环才能产生?(  )

  A.1次      B.2次

  C.3次      D.4次

  1.PCR反应过程图解

  (1)变性:当温度上升到90 ℃以上时,双链DNA解旋为单链,如下图:

  (2)复性:系统温度下降至55 ℃时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合,如下图:

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

  2.PCR过程的温度条件和时间控制

  变性 复性 延伸

  预变性 94 ℃,5 min — —

  30次 94 ℃,30 s 55 ℃,30 s 72 ℃,1 min

  最后一次 94 ℃,1 min 55 ℃,30 s 72 ℃,1 min

  三、PCR实验操作和结果分析评价

  活动与探究3

  1.讨论PCR实验过程中有哪些注意事项。

  2.如何判断DNA扩增成功?

  迁移与应用3

  PCR实验中使用的微量离心管、缓冲液以及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是(  )。

  A.反复洗涤      B.用酒精擦洗

  C.高压灭菌          D.在-20 ℃下储存

  1.PCR体外扩增DNA片段的实验流程

  准备 ?按照PCR反应体系的配方将所需试剂

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