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1、
2019 最新新人教版生物選修 1 課題 2《多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)
增 DNA片段》學(xué)案片段
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、了解 PCR技術(shù)的基本操作
2、理解 PCR的原理
3、討論 PCR的應(yīng)用
重點: PCR的原理和 PCR的基本操作
難點: PCR的原理
Ⅰ.基礎(chǔ)知識
PCR技術(shù)擴(kuò)增 DNA的過程 , 與細(xì)胞內(nèi) DNA復(fù)制過程 類似:
1.細(xì)胞內(nèi) DNA復(fù)制條件分析:
條件
組分
作用
模板
DNA的兩條單鏈
提供復(fù)制的模板
原料
四種脫氧核苷酸
2、合成 DNA子鏈的原料
酶
解旋酶
打開 DNA雙螺旋
DNA聚合酶
催化合成 DNA子鏈
能量
ATP
為解螺旋和合成子鏈供能
引物
RNA
為 DNA 聚合酶提供合成的 3’端起
點
2.細(xì)胞內(nèi) DNA復(fù)制過程的解析:
解
旋:解旋酶、 ATP,DNA兩條鏈打開 , 形成兩條 DNA單鏈。
引物結(jié)合:在
DNA單鏈 3’端與 DNA反向配對結(jié)合。
DNA聚合酶結(jié)合: DNA聚合酶與模板鏈結(jié)合
, 標(biāo)志著單鏈合成開始。
子鏈合成: DNA聚合
3、酶從引物 3’端開始 , 將配對的脫氧核苷酸連接起來。
后續(xù)加工: DNA聚合酶 I 將引物切去 , 并合成空缺處的 DNA單鏈 , 再由 DNA連接酶將不連
續(xù)的 DNA子鏈連接起來(半不連續(xù)合成。先導(dǎo)鏈
, 滯后鏈)
子鏈合成特點:
。
[思考] DNA分子能準(zhǔn)確復(fù)制的原因有哪些?
。
3. DNA 分子復(fù)制的人工控制
解開螺旋:在 ℃時 ,DNA 雙螺旋打開 , 形成兩條 DNA單鏈 , 稱為變性。
1 / 4
恢復(fù)螺旋:在 ℃左右時 , 兩條 DNA單鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)
4、, 稱為復(fù)性。
復(fù)制條件:
反應(yīng)場所: (自動溫度周期性調(diào)節(jié))。
[思考]緩沖液相當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的什么成分?(核基質(zhì)) 4. PCR的反應(yīng)過程
變性 復(fù)性 延伸
。
變性:在 ℃時 DNA解旋
復(fù)性:在 ℃時引物與 DNA單鏈結(jié)合
延伸:在 ℃時合成 DNA子鏈(兩個引物 間的序列)
Ⅱ.實驗操作
(1) PCR反應(yīng)體系:緩沖液、 , 、 、兩種 RNA 引物 ,水
(2) 實驗操作步驟
①按照 PCR反應(yīng)體系配方配制反應(yīng)液;
②將 PCR反應(yīng)體系
5、 50μ L 用微量移液器轉(zhuǎn)移到微量離心管 (0.5mL)中;
③將微量離心管放到 PCR儀中;
④設(shè)置 PCR儀的工作參數(shù)。
⑤DNA 在 PCR儀中大量擴(kuò)增。
2. 4 水浴法:將微型離心管依次在 ℃、 ℃、 ℃的恒溫水浴鍋中循環(huán)處
理相應(yīng)時間。
3.實驗注意事項
( 1)避免外源 DNA 污染:所用儀器、緩沖液、蒸餾水等使用前高壓滅菌。
( 2)緩沖液和酶分裝成小份 ,- 20 ℃低溫保存。
( 3 )每添加一種反應(yīng)成分 ,更換一個移液器的槍頭。
( 4)混勻后離心處理 ,使反應(yīng) 液集中在離心管底部。
6、
(三)課堂總結(jié)、點評
多
PCR原理
DNA 的復(fù)制需要酶、原料、能量、引物
聚
DNA 的變性和復(fù)性受溫度影響
酶
鏈
式
PCR過程
變性
復(fù)性
延伸
反
應(yīng)
擴(kuò)
操作步驟
配制 PCR反應(yīng)體系
移入離心管
增
2 / 4
DNA
DNA 擴(kuò)增
設(shè)置工作參數(shù)
放入 PCR
片
7、
(五)鞏固練習(xí)
1. DNA 分 子復(fù)制時 ,解旋的兩條鏈中( )
A 僅一條作為復(fù)制模板
B 兩條鏈作為模板并復(fù)制出兩個不同的
DNA 分子
C 兩條鏈作為模板并復(fù)制出兩個相同的
DNA 分子
D 兩條鏈作為模板
,各自合成一條子鏈 ,然后兩條母鏈重新結(jié)合為原來的雙螺旋分子
,兩
條新鏈結(jié)合成一個全新的
DNA 分子
2.下列關(guān)于 DNA 復(fù)制過程的正確順序是(
)
①互補堿基對之間氫鍵斷裂②互補堿基對之間形成氫鍵③
DNA 分子在解
8、旋酶的作用下
解旋④以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補配對⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)
A①③④②⑤
B①④②⑤③
C①③⑤④②
D ③①④②⑤
3.下列各項過程中 ,遵循“堿基互補配對原則”的有(
)
① DNA 復(fù)制② RNA 復(fù)制③轉(zhuǎn)錄④翻譯⑤逆轉(zhuǎn)錄
A①②③④⑤
B①②③④
C①②③⑤
D①③④⑤
4.實驗室內(nèi)模擬生物體
DNA 的復(fù)制必需的一組條件是(
)
①酶 ②游離的脫氧核苷酸
③ ATP④ DNA 分子 ⑤ mRNA ⑥ tRNA ⑦適宜的溫度 ⑧適宜的
9、酸堿度
A①②③④⑤⑥
B②③④⑤⑥⑦
C②③④⑤⑦⑧
D①②③④⑦⑧
5.利用 PCR技術(shù) ,把一個雙鏈 DNA 分子當(dāng)作第一代 ,經(jīng)過 3 次循環(huán) ,在第四代 DNA 分子中 ,
有幾條第一代脫氧核苷酸的長鏈?(
)
A 2
B 4
C
8
D
16,
6.關(guān)于 DNA 分子的敘述中 ,正確的是(
)
A .DNA 的兩條鏈?zhǔn)菢O性相同
,同向平行
B.DNA的兩條鏈?zhǔn)菢O性相同
,反向平行
C.DNA 的
10、兩條鏈中極性不同
,反向平行的
D.DNA的兩條鏈?zhǔn)菢O性不同
,同向平行
7.假設(shè) PCR反應(yīng)中 ,只有一個 DNA 的片段作為模板 ,請計算在 30
次循環(huán)后 ,反應(yīng)物中大約
有多少這樣的
DNA 片段(
)
A 215
B
230
C 260 D
231
8.DNA 的合成方向總是(
)延伸。
A 從 DNA 分子的左端向右端
B 從 DNA 分子的右端向左端
C 從子鏈的 5,端向 3,端
D從子鏈的 3,端向 5,端
11、
9.要使 PCR反應(yīng)在體外的條件下順利地進(jìn)行
,需要嚴(yán)格的控制(
)
A 氧氣的濃度
B 酸堿度
C 溫度
D 大氣的濕度
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10.DNA 分子經(jīng) PCR反應(yīng)循環(huán)一次后 ,新合成的那條子鏈的脫氧核苷酸的序列應(yīng)與( )
A 模板母鏈相同 B 非模板母鏈相同 C 兩條模板母鏈相同 D 兩條模板母鏈都不相同
11. 在()的溫度范圍內(nèi) ,DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開
A. 10 - 20℃ B. 80 - 100℃ C. 20 - 30℃ D. 40 - 60℃
12.
12、關(guān)于 DNA的復(fù)制 , 下列敘述正確的是( )
A. DNA聚合酶不能從頭開始合成 DNA,只能從 5’端延伸 DNA鏈
B. DNA復(fù)制不需要引物
C. 引物與 DNA母鏈通過堿基互補配對進(jìn)行結(jié)合
D. DNA的合成方向總是從子鏈的 3’端向 5’端延伸
13. 下列有關(guān) PCR描述 , 不正確的是( )
A. 是一種酶促反應(yīng) B. 引物決定了擴(kuò)增的特異性
C. 擴(kuò)增對象是 DNA序列 D. 擴(kuò)增對象是氨基酸序列
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