原创精品课件2：4.2分子生物学技术.ppt

课堂互动探究 热点考向示例 随堂达标检测 教材问题解答 4.2 分子生物学技术 分子生物学进展 (1)___________________的建立，奠定了现代分子生物学的基础。 (2)“_________”策略一经提出，生物科学家便意识到____ _________和_________的重大作用和深远意义。DNA重组技术使得生物技术中的________环节不断优化，高产量的微生物菌株已不再局限于通过微生物的__________获得， 一、分子生物学进展与PCR技术 1． DNA双螺旋结构模型 基因克隆 DNA 重组技术 基因克隆 生物转化 诱变或分离 完全可以通过____________培育工程菌来实现。________、________的细胞已被用于大批量生产胰岛素、干扰素等____ _____；植物和动物也可作为天然的___________，用于生产新的或改造过的_________。此外，DNA重组技术还大大简化了新药的_____和_____系统。 (3)我国自1986年提出“___”计划至今，在生物技术方面已取得了一系列突破性的进展，许多成果已转化为生产力，如多种诊断试剂盒的生产、转基因动植物的培育、“动物生物反应器”的培育等。 DNA重组技术 原核生物 真核生物 外源 蛋白 生物反应器 基因产物 开发 检测 863 PCR技术 (1)概念：在____快速扩增___________________________ _____的实验技术称为PCR技术。 (2)物质条件 体外进行DNA复制的各种组成成分有：_________、_____ ___________、_________、_____。 (3)PCR的反应过程 PCR一般经历三十多次循环，每次循环可以分为_____ _______________________和_____(72 ℃左右)。 2． 体外 特定基因或DNA序列(目的DNA 片段) DNA模板 四种 脱氧核苷酸 Taq聚合酶 引物 变性 (94 ℃)、退火(40～60 ℃) 延伸 PCR技术扩增DNA，是否需要解旋酶、DNA聚合酶？ 提示 PCR技术扩增DNA需DNA聚合酶，但扩增DNA需94 ℃高温使DNA解旋，故不需解旋酶。 [思维激活1] 细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较 1． 细胞内DNA复制 PCR 不 同 点 解旋 解旋酶，边解旋边复制 80～100 ℃高温解旋，双链完全分开 酶 解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶 Taq聚合酶 引物 RNA DNA或RNA 能量 ATP 不加 温度 体内温和条件 高温 子链 合成 一条链连续(先导链)，另一条链不连续，先合成片段，再由DNA连接酶连接(滞后链) 两条子链均连续合成 精讲精析 PCR反应的过程及结果 (1)PCR反应过程 ①变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链(如下图)。 2. 相 同 点 ①提供DNA模板 ②四种脱氧核苷酸作原料 ③子链延伸的方向都是从5′端到3′端 ②退火：系统温度下降至50 ℃左右时，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，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在Taq聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链(如下图)。 (2)结果 ①PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、退火、延伸三步。 ②两引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。 特别提醒 DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从5′端开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。 下图为某一次循环的产物，请据图回答问题。 【巩固1】 (1)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为________、________、________三个步骤。 (2)DNA的羟基(—OH)末端称为________，图中所示的羟基端为________(填字母)。 (3)PCR技术与细胞内DNA复制在解旋时原理不同：细胞内复制利用________使双链间氢键断裂，而PCR技术利用________原理，使双链氢键断裂。以引物为标识，可判断出此产物最早为第________次循环的产物。 解析　(1)PCR的每一轮循环包括变性、退火和延伸三步，从第二轮循环开始，每次循环的产物也作模板参与反应。(2)DNA的两条链是反向平行的，为了明确地表示DNA的方向，通常将DNA的羟基(—OH)末端称为3′端，而磷酸基团的末端称为5′端。DNA聚合酶不能从头合成DNA，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。由另一条