高中生物 專題5課題2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段精講導(dǎo)學(xué)課件 新人教版選修1

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1、課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段一、一、PCRPCR的原理及反應(yīng)過程的原理及反應(yīng)過程1.1.生物體內(nèi)生物體內(nèi)DNADNA復(fù)制的條件復(fù)制的條件: :(1)(1)原料原料:_:_。(2)(2)模板模板: :解旋后的每一條解旋后的每一條_。(3)(3)酶酶: :打開打開DNADNA雙鏈的雙鏈的_和合成和合成DNADNA單鏈的單鏈的_。(4)(4)引物引物: :為為DNADNA聚合酶的起始提供聚合酶的起始提供_末端。末端。4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸DNADNA母鏈母鏈解旋酶解旋酶DNADNA聚合酶聚合酶332.PCR2.PCR的概念和原理的概念和原理: :(1)(1)概念概念:PCR:PCR即多

2、聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)即多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng), ,是一種體外是一種體外_的技術(shù)。它能以極少量的的技術(shù)。它能以極少量的DNADNA為模板為模板, ,在幾小時(shí)內(nèi)復(fù)制出上百萬(wàn)在幾小時(shí)內(nèi)復(fù)制出上百萬(wàn)份的份的DNADNA拷貝?？截悺Ｑ杆贁U(kuò)增迅速擴(kuò)增DNADNA片段片段(2)(2)原理原理: :DNADNA變性變性: :在在_的溫度范圍內(nèi)的溫度范圍內(nèi),DNA,DNA的的_結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)將解體將解體, ,雙鏈分開雙鏈分開, ,這個(gè)過程稱為變性。這個(gè)過程稱為變性。DNADNA復(fù)性復(fù)性: :當(dāng)溫度緩慢降低后當(dāng)溫度緩慢降低后, ,兩條彼此分離的兩條彼此分離的DNADNA鏈又會(huì)重新鏈又會(huì)重新_,_,這個(gè)過程稱為復(fù)性。這個(gè)過程稱為復(fù)性。D

3、NADNA合成合成:DNA:DNA聚合酶從引物聚合酶從引物_端開始延伸端開始延伸DNADNA鏈鏈,DNA,DNA的合成的合成方向總是從子鏈的方向總是從子鏈的_端向端向_端延伸。端延伸。8080100100雙螺旋雙螺旋結(jié)合成雙鏈結(jié)合成雙鏈335533(3)(3)條件條件: :原料原料:_:_。模板模板: :熱變性解旋后的兩條熱變性解旋后的兩條_。酶酶:_:_。引物引物: :能分別與能分別與_兩端互補(bǔ)配對(duì)的兩種引物兩端互補(bǔ)配對(duì)的兩種引物, ,為為DNADNA聚合酶提供聚合酶提供33末端。末端。其他條件其他條件: :需要穩(wěn)定的需要穩(wěn)定的_和能自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的溫控設(shè)和能自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的溫控設(shè)備。備。四種脫

4、氧核苷酸四種脫氧核苷酸DNADNA母鏈母鏈耐熱的耐熱的DNADNA聚合酶聚合酶兩條模板鏈兩條模板鏈緩沖溶液緩沖溶液3.PCR3.PCR的反應(yīng)過程的反應(yīng)過程: :變性變性: :當(dāng)溫度上升到當(dāng)溫度上升到_以上時(shí)以上時(shí), ,雙鏈雙鏈DNADNA解旋解旋, ,氫鍵斷裂氫鍵斷裂, ,變?yōu)樽優(yōu)?單鏈單鏈復(fù)性復(fù)性: :當(dāng)溫度下降到當(dāng)溫度下降到_左右左右, ,兩種引物通過兩種引物通過_ 分別與兩條單鏈分別與兩條單鏈DNADNA結(jié)合結(jié)合延伸延伸: :當(dāng)溫度上升到當(dāng)溫度上升到_左右左右, ,溶液中的四種脫氧核苷酸溶液中的四種脫氧核苷酸 (A,T,G,C)(A,T,G,C)在在_的作用下的作用下, ,根據(jù)根據(jù)_ 原

5、則合成新的原則合成新的DNADNA鏈鏈90905050堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)7272DNADNA聚合酶聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)二、二、PCRPCR的實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)驗(yàn)操作1.1.實(shí)驗(yàn)用具實(shí)驗(yàn)用具: :(1)PCR(1)PCR儀儀: :該儀器能自動(dòng)調(diào)控該儀器能自動(dòng)調(diào)控_,_,實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)DNADNA的擴(kuò)增。如果沒有的擴(kuò)增。如果沒有PCRPCR儀儀, ,可用可用3 3個(gè)個(gè)_水浴鍋代替水浴鍋代替, ,操作時(shí)按程序在操作時(shí)按程序在3 3個(gè)水浴鍋中個(gè)水浴鍋中來(lái)回轉(zhuǎn)移來(lái)回轉(zhuǎn)移PCRPCR反應(yīng)的微量離心管。反應(yīng)的微量離心管。(2)(2)微量離心管微量離心管: :總?cè)莘e為總?cè)莘e為_mL_mL, ,實(shí)際上是進(jìn)行

6、實(shí)際上是進(jìn)行PCRPCR反應(yīng)的場(chǎng)反應(yīng)的場(chǎng)所。所。(3)(3)微量移液器微量移液器: :用于向微量離心管中轉(zhuǎn)移用于向微量離心管中轉(zhuǎn)移PCRPCR配方中的液體配方中的液體, ,每每吸取一種試劑后其上的一次性吸液槍頭都必須更換。吸取一種試劑后其上的一次性吸液槍頭都必須更換。溫度溫度恒溫恒溫0.50.52.2.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟: :準(zhǔn)備準(zhǔn)備: :按照按照PCRPCR反應(yīng)需要的物質(zhì)和條件反應(yīng)需要的物質(zhì)和條件, ,將需要的試劑和儀器準(zhǔn)將需要的試劑和儀器準(zhǔn) 備好備好移液移液: :用用_按照配方在微量離心管中依次加入各試劑按照配方在微量離心管中依次加入各試劑混合混合: :蓋嚴(yán)離心管口的蓋子蓋嚴(yán)離心管口的蓋子,

7、 ,用手指輕彈用手指輕彈_,_,使反應(yīng)液混使反應(yīng)液混 合均勻合均勻離心離心: :將離心管放在離心機(jī)上將離心管放在離心機(jī)上, ,離心約離心約10s,10s,使反應(yīng)液集中在使反應(yīng)液集中在 _反應(yīng)反應(yīng): :將離心管放入將離心管放入_中進(jìn)行反應(yīng)中進(jìn)行反應(yīng)微量移液器微量移液器管的側(cè)壁管的側(cè)壁離心管底部離心管底部PCRPCR儀儀3.DNA3.DNA含量的測(cè)定含量的測(cè)定: :(1)(1)原理原理: :利用利用DNADNA在在_的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰。的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰。(2)(2)計(jì)算公式計(jì)算公式: :DNADNA含量含量(g/mL(g/mL)=_)=_稀釋倍數(shù)。稀釋倍數(shù)。260 nm260

8、 nm5050(260 nm(260 nm的讀數(shù)的讀數(shù)) )【思考辨析【思考辨析】1.1.判斷正誤判斷正誤(1)PCR(1)PCR過程中過程中, ,需要解旋酶打開氫鍵需要解旋酶打開氫鍵, ,使使DNADNA雙鏈解旋為單雙鏈解旋為單鏈。鏈。( ( ) )【分析【分析】PCRPCR的解旋過程是用熱變性的原理打開氫鍵的解旋過程是用熱變性的原理打開氫鍵, ,未用到未用到DNADNA解旋酶。解旋酶。(2)PCR(2)PCR的引物是一段與的引物是一段與DNADNA相配對(duì)的相配對(duì)的RNARNA片段。片段。( ( ) )【分析【分析】PCRPCR的引物可以是的引物可以是RNARNA片段片段, ,也可以是也可以

9、是DNADNA片段。片段。(3)(3)復(fù)性過程中復(fù)性過程中,DNA,DNA母鏈與新合成的子鏈形成雙螺旋。母鏈與新合成的子鏈形成雙螺旋。( ( ) )【分析【分析】復(fù)性過程是讓解旋后的母鏈通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與引物復(fù)性過程是讓解旋后的母鏈通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與引物結(jié)合。結(jié)合。(4)(4)耐熱的耐熱的DNADNA聚合酶可以從生活在熱泉的細(xì)菌中提取。聚合酶可以從生活在熱泉的細(xì)菌中提取。( )( )2.2.問題思考問題思考(1)PCR(1)PCR反應(yīng)過程中的溫度控制為什么要先高溫后低溫然后再適反應(yīng)過程中的溫度控制為什么要先高溫后低溫然后再適當(dāng)升溫當(dāng)升溫? ?請(qǐng)分析原因。請(qǐng)分析原因。提示：提示：PCRPCR過程

10、中先高溫解旋過程中先高溫解旋, ,后低溫使引物與模板結(jié)合后低溫使引物與模板結(jié)合, ,然后然后再適當(dāng)升溫盡量達(dá)到再適當(dāng)升溫盡量達(dá)到TaqDNATaqDNA聚合酶的最適溫度聚合酶的最適溫度, ,加快反應(yīng)速度。加快反應(yīng)速度。(2)PCR(2)PCR過程中過程中, ,經(jīng)過經(jīng)過3030次循環(huán)次循環(huán), ,一個(gè)一個(gè)DNADNA分子會(huì)擴(kuò)增成多少個(gè)分子會(huì)擴(kuò)增成多少個(gè)? ?提示：提示：每循環(huán)每循環(huán)1 1次次,DNA,DNA分子數(shù)會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的分子數(shù)會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的2 2倍倍, ,因此經(jīng)過因此經(jīng)過3030次次循環(huán)循環(huán), ,會(huì)擴(kuò)增成會(huì)擴(kuò)增成2 23030個(gè)個(gè)DNADNA分子。分子。一、生物體內(nèi)的一、生物體內(nèi)的DNADNA復(fù)

11、制與復(fù)制與PCRPCR反應(yīng)的比較反應(yīng)的比較體內(nèi)體內(nèi)DNADNA復(fù)制復(fù)制PCRPCR反應(yīng)反應(yīng)不不同同點(diǎn)點(diǎn)時(shí)期時(shí)期細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)第細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期一次分裂前的間期體外隨時(shí)進(jìn)行體外隨時(shí)進(jìn)行場(chǎng)所場(chǎng)所活細(xì)胞內(nèi)活細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外細(xì)胞外酶酶解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶耐高溫的耐高溫的DNADNA聚合酶聚合酶(TaqDNA(TaqDNA聚合酶聚合酶) )特點(diǎn)特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制, ,半保留復(fù)制半保留復(fù)制體外迅速擴(kuò)增體外迅速擴(kuò)增是否需是否需緩沖液緩沖液不需緩沖液不需緩沖液嚴(yán)格配制嚴(yán)格配制1010倍濃縮倍濃縮擴(kuò)增緩沖液擴(kuò)增緩沖液設(shè)備設(shè)備無(wú)無(wú)嚴(yán)格控制溫度變化嚴(yán)格控制溫

12、度變化的溫控設(shè)備的溫控設(shè)備體內(nèi)體內(nèi)DNADNA復(fù)制復(fù)制PCRPCR反應(yīng)反應(yīng)相相同同點(diǎn)點(diǎn)原料原料4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸(A(A、G G、C C、T)T)復(fù)制原理復(fù)制原理嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則, ,半保留復(fù)制半保留復(fù)制模板模板以以DNADNA母鏈為模板母鏈為模板引物引物都需要分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物都需要分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物【易錯(cuò)提醒【易錯(cuò)提醒】(1)(1)解旋酶的作用是使解旋酶的作用是使DNADNA兩條鏈的氫鍵斷開兩條鏈的氫鍵斷開, ,而而DNADNA聚合酶與聚合酶與DNADNA連接酶的作用都是催化形成磷酸二酯鍵。連接酶的作用都是催化形成磷酸

13、二酯鍵。(2)DNA(2)DNA聚合酶是將單個(gè)核苷酸加到已有的單鏈片段的聚合酶是將單個(gè)核苷酸加到已有的單鏈片段的33端上端上, ,需要模板需要模板; ;而而DNADNA連接酶連接的是兩條連接酶連接的是兩條DNADNA片段的缺口片段的缺口, ,不需要模不需要模板。板?！镜淅?xùn)練【典例訓(xùn)練1 1】PCRPCR過程與細(xì)胞內(nèi)的過程與細(xì)胞內(nèi)的DNADNA復(fù)制過程相比復(fù)制過程相比, ,主要有兩主要有兩點(diǎn)不同點(diǎn)不同, ,它們是它們是( () )PCRPCR過程需要的引物是人工合成的單鏈過程需要的引物是人工合成的單鏈DNADNA或或RNARNAPCRPCR過程不需要過程不需要DNADNA聚合酶聚合酶PCRPC

14、R過程中過程中DNADNA的解旋不依靠解旋酶的解旋不依靠解旋酶, ,而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的PCRPCR過程中過程中,DNA,DNA不需要解旋不需要解旋, ,直接以雙鏈直接以雙鏈DNADNA為模板進(jìn)行復(fù)制為模板進(jìn)行復(fù)制A.A. B.B. C.C. D.D.【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵是解答本題的關(guān)鍵是: :明確明確PCRPCR過程需要人工合成的過程需要人工合成的引物引物, ,利用熱變性的原理打開利用熱變性的原理打開DNADNA的雙鏈。的雙鏈?！窘馕觥窘馕觥窟x選C C。PCRPCR過程與細(xì)胞內(nèi)的過程與細(xì)胞內(nèi)的DNADNA復(fù)制過程相比較復(fù)制過程相比較

15、, ,主要有主要有兩點(diǎn)不同兩點(diǎn)不同:(1)PCR:(1)PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈過程需要的引物是人工合成的單鏈DNADNA或或RNA,RNA,長(zhǎng)度通常為長(zhǎng)度通常為20203030個(gè)核苷酸。個(gè)核苷酸。(2)PCR(2)PCR過程中過程中,DNA,DNA解旋不依賴解解旋不依賴解旋酶旋酶, ,而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的?！菊`區(qū)警示【誤區(qū)警示】無(wú)論無(wú)論DNADNA是在細(xì)胞內(nèi)還是在體外復(fù)制的過程都需是在細(xì)胞內(nèi)還是在體外復(fù)制的過程都需要解旋要解旋, ,因?yàn)橹挥薪庑箟A基暴露因?yàn)橹挥薪庑箟A基暴露, ,母鏈才能和子鏈配對(duì)母鏈才能和子鏈配對(duì), ,進(jìn)行進(jìn)行半保

16、留復(fù)制。但在細(xì)胞內(nèi)半保留復(fù)制。但在細(xì)胞內(nèi), ,解旋通過解旋酶完成。生物體外解旋通過解旋酶完成。生物體外, ,利利用用DNADNA的熱變性原理的熱變性原理:80:80100100時(shí)時(shí)DNADNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)將解體的雙螺旋結(jié)構(gòu)將解體, ,雙雙鏈分開。其結(jié)果相同鏈分開。其結(jié)果相同, ,但過程不同。但過程不同。二、二、PCRPCR操作操作1.PCR1.PCR解旋與復(fù)旋的原理解旋與復(fù)旋的原理: :DNADNA熱變性與復(fù)性：熱變性與復(fù)性：(80100 )DNADNA 變性復(fù)性 溫度緩慢降低雙鏈單鏈()2.PCR2.PCR的反應(yīng)過程的反應(yīng)過程( (如圖如圖):):3.PCR3.PCR擴(kuò)增的計(jì)算與擴(kuò)增的計(jì)算與

17、DNADNA含量的測(cè)定含量的測(cè)定: :(1)(1)理論上理論上DNADNA呈指數(shù)方式擴(kuò)增。若開始只有一個(gè)呈指數(shù)方式擴(kuò)增。若開始只有一個(gè)DNADNA提供模板提供模板, ,則循環(huán)則循環(huán)n n次后有次后有2 2n n個(gè)個(gè)DNA;DNA;若開始有若開始有N N0 0個(gè)個(gè)DNADNA提供模板提供模板, ,則循環(huán)則循環(huán)n n次次后獲得的子代后獲得的子代DNADNA數(shù)目為數(shù)目為N N0 02 2n n個(gè)。個(gè)。(2)DNA(2)DNA含量的測(cè)定含量的測(cè)定: :DNADNA在在260 nm260 nm的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰, ,峰值的大小與峰值的大小與DNADNA含量有關(guān)?？梢?/p>

18、利用含量有關(guān)?？梢岳肈NADNA的這一特點(diǎn)進(jìn)行的這一特點(diǎn)進(jìn)行DNADNA含量的測(cè)定含量的測(cè)定, ,具具體方法如下體方法如下: :【易錯(cuò)提醒【易錯(cuò)提醒】(1)PCR(1)PCR過程中無(wú)解旋酶過程中無(wú)解旋酶, ,需要升高溫度才能打開需要升高溫度才能打開氫鍵氫鍵, ,但此時(shí)的溫度還不能破壞磷酸二酯鍵但此時(shí)的溫度還不能破壞磷酸二酯鍵, ,因此因此, ,熱變性后是熱變性后是DNADNA單鏈單鏈, ,并未分解成單體。并未分解成單體。(2)(2)復(fù)性時(shí)只是在引物和復(fù)性時(shí)只是在引物和DNADNA單鏈之間形成氫鍵單鏈之間形成氫鍵, ,兩條單鏈之間兩條單鏈之間并未形成氫鍵并未形成氫鍵, ,因此復(fù)性后因此復(fù)性后,

19、 ,無(wú)雙鏈無(wú)雙鏈DNADNA分子形成。分子形成?！镜淅?xùn)練【典例訓(xùn)練2 2】PCR(PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)) )技術(shù)是一項(xiàng)在生物體外復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定制特定DNADNA片段的核酸合成技術(shù)片段的核酸合成技術(shù), ,下圖表示合成過程下圖表示合成過程, ,請(qǐng)據(jù)圖分請(qǐng)據(jù)圖分析回答析回答: :(1)A(1)A過程高溫使過程高溫使DNADNA變性解旋變性解旋, ,對(duì)該過程的原理敘述對(duì)該過程的原理敘述, ,正確的是正確的是 ( () )A.A.該過程用到耐高溫的解旋酶破壞氫鍵該過程用到耐高溫的解旋酶破壞氫鍵B.B.該過程用到限制酶破壞磷酸二酯鍵該過程用到限制酶破壞磷酸二酯鍵C.C.該

20、過程不需要解旋酶的作用該過程不需要解旋酶的作用D.D.該過程與人體細(xì)胞的過程完全相同該過程與人體細(xì)胞的過程完全相同(2)C(2)C過程要用到的酶是過程要用到的酶是。這種酶在高溫下仍。這種酶在高溫下仍保持活性保持活性, ,因此在因此在PCRPCR擴(kuò)增時(shí)可以擴(kuò)增時(shí)可以加入。加入。PCRPCR反應(yīng)除提反應(yīng)除提供酶外供酶外, ,還需要滿足的基本條件有還需要滿足的基本條件有:_:_。(3)(3)如果把模板如果把模板DNADNA的兩條鏈用的兩條鏈用1515N N標(biāo)記標(biāo)記, ,游離的脫氧核苷酸不做游離的脫氧核苷酸不做標(biāo)記標(biāo)記, ,控制控制“9595555572”72”溫度循環(huán)溫度循環(huán)3 3次次, ,則在形成

21、的子則在形成的子代代DNADNA中含有中含有1515N N標(biāo)記的標(biāo)記的DNADNA占占。(4)(4)如果模板如果模板DNADNA分子共有分子共有a a個(gè)堿基對(duì)個(gè)堿基對(duì), ,其中含有胞嘧啶其中含有胞嘧啶m m個(gè)個(gè), ,則該則該DNADNA復(fù)制復(fù)制1010次次, ,需要加入胸腺嘧啶脫氧核苷酸需要加入胸腺嘧啶脫氧核苷酸個(gè)。個(gè)。(5)PCR(5)PCR中由堿基錯(cuò)配引起的變異屬于中由堿基錯(cuò)配引起的變異屬于。假。假設(shè)對(duì)一個(gè)設(shè)對(duì)一個(gè)DNADNA進(jìn)行擴(kuò)增進(jìn)行擴(kuò)增, ,第一次循環(huán)時(shí)某一條模板鏈上發(fā)生堿基第一次循環(huán)時(shí)某一條模板鏈上發(fā)生堿基錯(cuò)配錯(cuò)配, ,則擴(kuò)增若干次后檢測(cè)所有則擴(kuò)增若干次后檢測(cè)所有DNADNA的擴(kuò)增

22、片段的擴(kuò)增片段, ,與原與原DNADNA相應(yīng)片相應(yīng)片段相同的占段相同的占?！窘忸}關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】首先要明確首先要明確DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn): :半保留復(fù)制半保留復(fù)制, ,其次掌其次掌握握DNADNA的復(fù)制是呈的復(fù)制是呈“指數(shù)指數(shù)”增長(zhǎng)的。此外還要理解增長(zhǎng)的。此外還要理解DNADNA復(fù)制原則復(fù)制原則: :堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)高溫所起的作用類似于解旋酶高溫所起的作用類似于解旋酶, ,使雙鏈?zhǔn)闺p鏈DNADNA解聚為解聚為單鏈。單鏈。(2)C(2)C過程為過程為PCRPCR技術(shù)的延伸階段技術(shù)的延伸階段, ,當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至7272左右

23、時(shí)左右時(shí), ,溶液中的四種脫氧核苷酸在溶液中的四種脫氧核苷酸在TaqDNATaqDNA聚合酶的作用下合聚合酶的作用下合成新的成新的DNADNA鏈。鏈。TaqDNATaqDNA聚合酶是耐熱的聚合酶是耐熱的, ,高溫下不變性高溫下不變性, ,所以一所以一次性加入即可。次性加入即可。PCRPCR即為體外即為體外DNADNA復(fù)制復(fù)制, ,所需條件與體內(nèi)所需條件與體內(nèi)DNADNA復(fù)制復(fù)制基本相同基本相同, ,都需要模板、原料、能量、酶都需要模板、原料、能量、酶, ,只不過為了便于控制只不過為了便于控制DNADNA復(fù)制過程復(fù)制過程, ,通過設(shè)置高溫解旋代替了解旋酶的作用通過設(shè)置高溫解旋代替了解旋酶的作用,

24、 ,省掉了省掉了解旋酶作用過程中所需能量的供應(yīng)解旋酶作用過程中所需能量的供應(yīng), ,同時(shí)同時(shí), ,加入了與模板鏈相結(jié)加入了與模板鏈相結(jié)合的引物作為子鏈延伸的起點(diǎn)合的引物作為子鏈延伸的起點(diǎn), ,省掉了切除引物的過程省掉了切除引物的過程, ,使使PCRPCR過程更簡(jiǎn)潔。過程更簡(jiǎn)潔。(3)PCR(3)PCR技術(shù)遵循半保留復(fù)制的特點(diǎn)。經(jīng)過技術(shù)遵循半保留復(fù)制的特點(diǎn)。經(jīng)過3 3次次循環(huán)循環(huán), ,共產(chǎn)生共產(chǎn)生2 23 3個(gè)個(gè)DNADNA分子分子, ,其中有其中有2 2個(gè)個(gè)DNADNA分子含有分子含有1515N N標(biāo)記。標(biāo)記。(4)(4)在一個(gè)雙鏈在一個(gè)雙鏈DNADNA分子中分子中,(C+T),(C+T)占?jí)A基

25、總數(shù)的一半占?jí)A基總數(shù)的一半, ,故故T T的數(shù)的數(shù)目為目為a-m,a-m,復(fù)制復(fù)制1010次次, ,相當(dāng)于新增加了相當(dāng)于新增加了(2(21010-1)-1)個(gè)個(gè)DNADNA分子分子, ,故需故需補(bǔ)充補(bǔ)充T T的數(shù)目為的數(shù)目為(2(21010-1)(a-m)-1)(a-m)。(5)(5)基因中的堿基對(duì)改變屬于基因中的堿基對(duì)改變屬于基因突變。對(duì)一個(gè)基因突變。對(duì)一個(gè)DNADNA進(jìn)行擴(kuò)增進(jìn)行擴(kuò)增, ,第一次循環(huán)時(shí)某一條模板鏈第一次循環(huán)時(shí)某一條模板鏈上發(fā)生堿基錯(cuò)配上發(fā)生堿基錯(cuò)配, ,以后按正常配對(duì)方式進(jìn)行擴(kuò)增以后按正常配對(duì)方式進(jìn)行擴(kuò)增, ,錯(cuò)配鏈作模錯(cuò)配鏈作模板擴(kuò)增的都是錯(cuò)誤的板擴(kuò)增的都是錯(cuò)誤的DNAD

26、NA分子分子, ,原正常鏈擴(kuò)增得到的原正常鏈擴(kuò)增得到的DNADNA分子分子都是正常的都是正常的DNADNA分子分子, ,故若干次后檢測(cè)所有故若干次后檢測(cè)所有DNADNA的擴(kuò)增片段的擴(kuò)增片段, ,與與原原DNADNA相應(yīng)片段相同的占相應(yīng)片段相同的占75%75%。答案答案: :(1)C(1)C(2)TaqDNA(2)TaqDNA聚合酶一次聚合酶一次DNADNA模板模板, ,分別與兩條模板鏈相結(jié)合分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物的兩種引物, ,四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸, ,同時(shí)通過控制溫度使同時(shí)通過控制溫度使DNADNA復(fù)制在復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行體外反復(fù)進(jìn)行(3)25%(3)25%(4)(2(4)

27、(21010-1)(a-m)-1)(a-m)(5)(5)基因突變基因突變75%75%【變式訓(xùn)練【變式訓(xùn)練】“X X基因基因”是是DNADNA分子上一個(gè)有遺傳效應(yīng)的片段分子上一個(gè)有遺傳效應(yīng)的片段, ,若要用若要用PCRPCR技術(shù)特異性地拷貝技術(shù)特異性地拷貝“X X基因基因”, ,需在需在PCRPCR反應(yīng)中加入兩反應(yīng)中加入兩種引物種引物, ,兩種引物及其與模板鏈的結(jié)合位置如圖兩種引物及其與模板鏈的結(jié)合位置如圖1 1所示。經(jīng)所示。經(jīng)4 4次次循環(huán)后產(chǎn)物中有循環(huán)后產(chǎn)物中有5 5種不同的種不同的DNADNA分子分子, ,如圖如圖2 2所示所示, ,其中第其中第種種DNADNA分子有幾個(gè)分子有幾個(gè)( () )A.2A.2 B.4B.4 C.6C.6 D.8D.8【解析【解析】選選D D。PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增時(shí)技術(shù)擴(kuò)增時(shí), ,由兩種引物決定所擴(kuò)增的片段由兩種引物決定所擴(kuò)增的片段的特定序列的特定序列, ,上一次循環(huán)的產(chǎn)物為下一次循環(huán)的模板。第一次上一次循環(huán)的產(chǎn)物為下一次循環(huán)的模板。第一次循環(huán)形成循環(huán)形成和和, ,第二次循環(huán)形成第二次循環(huán)形成4 4個(gè)個(gè)DNA,DNA,以此類推以此類推,4,4次循環(huán)后共形成次循環(huán)后共形成1616個(gè)個(gè)DNA,DNA,其中其中各各1 1個(gè)個(gè), ,各各3 3個(gè)個(gè), ,共共8 8個(gè)。個(gè)。