2024_2025年高中生物专题5DNA与蛋白质技术课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段一教案新人教版选修1.docVIP

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多聚酶链式反应扩增DNA片段

一、【课题目标】

（一）学问与技能

1、了解PCR技术的基本操作

2、理解PCR的原理

3、探讨PCR的应用

??（二）过程与方法

在多聚酶链式反应扩增DNA片段的试验过程中，应避开外源DNA污染，严格限制温度等反应条件

（三）情感、看法与价值观

通过对PCR试验的操作及结果分析，培育学生严谨的科学看法和实事求是的科研精神

二、【课题重点】

PCR的原理和PCR的基本操作

三、【课题难点】

PCR的原理

四、【教学方法】

启发式教学

五、【教学工具】

多媒体课件

六、【教学过程】

（一）引入新课

在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组安排、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等都离不开对DNA分子碱基序列的分析。而分析DNA碱基序列，就须要肯定量的DNA片段。怎样快速获得足够量的DNA片段呢？今日我们来探讨学习DNA分子的扩增技术――PCR技术。

（二）进行新课

1．基础学问

PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似：

1．1细胞内DNA复制条件分析：

条件

组分

作用

模板

DNA的两条单链

供应复制的模板

原料

四种脱氧核苷酸

合成DNA子链的原料

酶

解旋酶

DNA聚合酶

打开DNA双螺旋

催化合成DNA子链

能量

ATP

为解螺旋和合成子链供能

引物

RNA

为DNA聚合酶供应合成的3’端起点

1．2细胞内DNA复制过程

（1）DNA的反向平行结构：（结合教材图5－6）

核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）

由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。

DNA双螺旋结构的反向平行结构：

（2）DNA的复制过程:

解旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条DNA单链。

引物结合：在DNA单链3’端与DNA反向配对结合，确保引物3’端与DNA单链精确配对。

DNA聚合酶结合：

子链合成：DNA聚合酶从引物3’端起先，将配对的脱氧核苷酸连接起来。

后续加工：DNA聚合酶I将引物切去，并合成空缺处的DNA单链，再由DNA连接酶将不连续的DNA子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）

子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。

感悟生命的神奇：DNA聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能接着往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合酶没有校对功能，因此RNA的合成不须要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在RNA引物完胜利能后即被DNA聚合酶I删去，代之以高保真的DNA链。

［思索］DNA分子能精确复制的缘由有哪些？

DNA双螺旋结构供应模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。

［思索］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。

1．3DNA分子复制的人工限制

解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。

复原螺旋：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。

复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定DNA聚合酶,两种引物。

反应场所：PCR仪（自动温度周期性调整）。

［思索］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）

4．PCR的反应过程

延长复性变性

延长

复性

变性

变性：在95℃

复性：在50℃时引物与DNA单链结合

延长：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）

2．试验操作

2．1PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物，水

2．2试验操作步骤

2．3根据PCR反应体系配方配制反应液；

（2）将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中；

（3）将微量离心管放到PCR仪中；

（4）设置PCR仪的工作参数。

（5）DNA在PCR仪中大量扩增。

2．4水浴法：将微型离心管依次在95℃、55℃、

3．试验留意事项

3．1避开外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等运用前高压灭菌。

3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃

3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。

3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。

4．结果分析与评价

4．1反应液稀释：取2μLPCR反应液，添加98μL蒸馏水；2．分光光度计调零：将100μL蒸馏水添加到比色杯中，在260nm处将分光光度计调整读数为零。

4．2将100μL反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处的光汲取值。

4．3计算：DNA含量＝50×光汲取值×稀释倍数

（三）课堂总结、点评

（四）实例探究

例1在（）的温度范围内，DNA的双螺旋结构解开