高中生物 课题2 多聚酶链式反应扩增dna片段导学案 新人教版选修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段导学案 课题课题2多聚链式反应扩增DNA片段课型新授课时1教师复备栏（学生笔记）【学习目标】站得高明确学习目标（一）知识与技能：1、了解PCR技术的基本操作2、理解PCR的原理3、讨论PCR的应用（二）过程与方法：在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应避免外源DNA污染，严格控制温度等反应条件（三）情感、态度与价值观：通过对PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神 【学习重点和难点】重点：PCR的原理和PCR的基本操作 难点：PCR的原理【学法指导】启发式教学，拓展视野，感受科学技术的重要价值。【知识链接】复习旧知，以旧带新1、固定化技术中常用的载体有 、 、 、 和 等。2、DNA析出时，最适宜的盐浓度是 。3、固定化技术包括 法、 法和 法。4、果胶酶的种类包括 酶、 酶和 酶等。5、粗提取的DNA，在 的条件下，用 检验，被当成 。【学习内容】一、 自主学习：起步稳夯实基础促发展 学生阅读教材P5863,完成下列学案（一）、基础知识一、PCR原理：1、在用PCR扩增DNA时，DNA的复制过程与细胞内 类似。细胞内参与DNA复制的组成成分有 、 、4 种 、 酶、引物。它们的作用依次是 双链、提供 、 的原料、 、使DNA聚合酶能够从引物 端开始连接 。2、DNA的两条链是 的，为了明确地表示 DNA的方向，通常将DNA的羟基端（ ）称为 端，而磷酸基团的末端称为 端。DNA聚合酶不能从 开始合成DNA，而能从 延伸DNA链，因此，DNA复制需要 。当引物与DNA母链通过 结合后，DNA聚合酶就能从引物的开始延伸，因此DNA的合成方向总是从子链的向延伸。3、在DNA的复制过程中，进行DNA复制的前提是 。这个过程可以通过控制 来实现。在80-100的温度范围内，DNA的双螺旋结构 将 ，双链 ，这个过程叫做 。当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新 成双链。这叫做DNA的 ，4、PCR利用了DNA的 原理，通过控制 来控制双链的解聚与结合。PCR 反应需要在一定的 中才能进行，需提供： 、 分别与两条模板链相结合的两种 ，四种 ，耐热的 酶，同时通过控制 使DNA复制在 反复进行。二、PCR的反应过程： PCR一般要经历 多次循环，每次循环可以分为 、 和 三步。在循环之前常要进行一次 ，以便增大分子模板DNA 的概率。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为 与反应，并且由 延伸而成的DNA单链会与 结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异地复制处于两个 之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数扩增。 （二）实验操作：在PCR实验中通常要用到 ，它是一种薄壁塑料管，总容积为 。具体操作时，用 器，按照书中旁栏的配方在微量离心管中依次加入各组分，再参照书中表格设计好PCR仪的循环程序就可以了。（三）操作提示：1、为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行 。2、PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在-20储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上 。3、在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头必须 。二、合作探究:走得欢探索中收获，收获中提升 【整理学案】：构建网络，内化知识多聚酶链式反应扩增DNA片段PCR原理DNA的复制需要 、原料、 、引物DNA的变性和复性受温度影响PCR过程 延伸操作步骤配制PCR反应体系移入离心管放入PCR设置工作参数DNA 测定含量稀释调零测定并读数计算【达标测评】步步高巩固成果，对答如流1DNA分子复制时，解旋的两条链中（ ）A仅一条作为复制模板 B两条链作为模板并复制出两个不同的DNA分子C两条链作为模板并复制出两个相同的DNA分子D两条链作为模板，各自合成一条子链，然后两条母链重新结合为原来的双螺旋分子，两条新链结合成一个全新的DNA分子2.下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间形成氢键DNA分子在解旋酶的作用下解旋以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对子链与母链盘旋成双螺旋状结构A B C D3.下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有（ ）DNA复制RNA复制转录翻译逆转录A B C D4.实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（ ）酶游离的脱氧核苷酸ATPDNA分子mRNAtRNA适宜的温度适宜的酸碱度A B C D5.利用PCR技术，把一个双链DNA分子当作第一代，经过3次循环，在第四代DNA分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链？（ ）A 2 B 4 C 8 D 16，6.关于DNA分子的叙述中，正确的是（ ）A .DNA的两条链是极性相同，同向平行 B.DNA的两条链是极性相同，反向平行C.DNA的两条链中极性不同，反向平行的 D.DNA的两条链是极性不同，同向平行7.假设PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，请计算在30次循环后，反应物中大约有多少这样的DNA片段（ ）A 215 B 230 C 260 D 2318.DNA的合成方向总是（ ）延伸。A从DNA分子的左端向右端 B从DNA分子的右端向左端C从子链的5，端向3，端 D从子链的3，端向5，端9.要使PCR反应在体外的条件下顺利地进行，需要严格的控制（ ）A 氧气的浓度 B酸碱度 C温度 D 大气的湿度10.DNA分子经PCR反应循环一次后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（ ）A模板母链相同 B非模板母链相同 C两条模板母链相同 D两条模板母链都不相同【学后反思】答案： CDADA CBCCB课后习题1PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是()PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNAPCR过程不需要DNA聚合酶PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制ABCD解析：选C。PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较，主要有两点不同：(1)PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA，长度通常为2030个核苷酸。(2)PCR过程中，DNA解旋不依赖解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。2DNA的复制需要引物，其主要原因是()A可加快DNA的复制速度 B引物可与DNA母链碱基互补配对结合C引物的5端有助于DNA聚合酶延伸DNA链DDNA聚合酶只能从3端延伸DNA链解析：选D。引物的作用是结合在模板DNA上提供DNA延伸的起始位点，而DNA聚合酶的作用是从引物的3端开始催化DNA链的延伸。3PCR利用了DNA的热变性原理，PCR仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器。下列对PCR过程中“温度的控制”的说法，错误的是()APCR反应需要高温，是为了确保模板是单链B延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度C要用耐高温的DNA聚合酶 D需要耐高温的解旋酶解析：选D。PCR是体外DNA扩增技术，DNA双链的解开不需要解旋酶，而是靠高温使其变性解体。复性前，在耐高温的Taq DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延伸的温度要大于复性温度但小于变性温度。4从第二次循环开始，复制的DNA片段呈_扩增()A直线 B指数 C对数 D不变答案：B(紧扣教材，思考感悟)1一个DNA片段做模板，30次循环后，反应物中大约有多少个同样的DNA片段？(教材P63)答案：PCR反应中的目的片段一般以2n的方式积累，其中n是反应循环次数。一个DNA片段在30次循环后的反应物中大约有10亿个这样的片段，即2n2301073741824。2如何设计引物？(教材P63)答案：PCR引物是根据需要扩增的目的DNA的碱基序列来设计的。1PCR利用了DNA的哪种特性原理，来控制DNA的解聚与结合()A特异性B稳定性 C热变性 D多样性答案：C2(2011年聊城高二检测)在实验室内模拟生物体内的DNA复制，需要哪些条件()来源:酶游离的脱氧核苷酸ATPDNA分子引物tRNA适宜的温度适宜的酸碱度A B C D解析：选D。在实验室内模拟DNA复制时，需要DNA聚合酶催化合成DNA子链；四种脱氧核苷酸为合成子链的原料；DNA母链为DNA复制的模板；还需要引物、较高的温度、适宜的酸碱度等。3DNA扩增过程中，DNA片段经若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的图是()解析：选C。PCR反应中DNA的扩增数目和生物体内的DNA复制是类似的，即1个DNA分子复制一次，产生2个DNA分子，复制2次，产生4个DNA分子，呈指数扩增，开始有一个DNA分子为模板，经过n次复制后得到的DNA分子的数量为2n，与曲线C相符合。来源:4(2011年宿州高二检测)下列操作过程的叙述中错误的是()APCR反应中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌BPCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在20 储存CPCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融化D在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的吸液枪头都必须更换解析：选C。为了防止外源DNA等因素的污染，PCR反应中所用的微量离心管、枪头、缓冲液及蒸馏水等，在使用前要进行高压灭菌；还要将所用的缓冲液和酶分装成小份；并且使用一次性吸液枪头，则A、B、D项都正确。在使用前，将PCR所需试剂从冰箱内拿出来，放在冰块上缓慢融化，则C项错误。5标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是()A92 、50 、72 B72 、50 、92 C50 、92 、72 D80 、50 、72 解析：选A。当温度上升到90 (9096 )以上时，双链DNA解聚为单链，称之为变性；当温度下降到50 (4060 )左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；当温度上升到72 (7075 )时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在Taq DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，称为延伸。6当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能开始延伸DNA子链，则延伸的方向是()来源:A从5端延伸DNA子链BDNA的合成方向总是从5端向3端延伸C子链延伸的方向是53或35DDNA的合成方向总是从3端向5端延伸解析：选B。本题考查多聚酶链式反应扩增DNA片段的有关知识，同时考查学生对PCR原理的理解。PCR扩增的过程中子链延伸的方向是由DNA聚合酶决定的，由于DNA聚合酶只能从3端延伸DNA链，而不能从头开始，因此DNA的合成方向总是从5端向3端延伸。7如图为DNA变性和复性示意图，下列相关说法正确的是()A向右的过程为加热(80100 )变性的过程B向左的过程是DNA双链迅速致冷复性C变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同D图中DNA片段共有4个游离的磷酸基、4个3端答案：A8在PCR的实验操作中，下列说法正确的是()在微量离心管中添加各种试剂时，只需要一个枪头离心管的盖子一定要盖严用手指轻弹离心管壁离心的目的是使反应液集中在离心管的底部A BC D解析：选C。在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，以确保实验的准确性；盖严离心管口的盖子，防止实验中外源DNA污染；用手指轻轻弹击管的侧壁，使反应液混合均匀；离心目的是使反应液集中在离心管的底部，提高反应效果。9复性温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至4060 ，可使引物和模板发生结合。PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合，原因不包括()A由于模板DNA比引物复杂得多B引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞C加入引物的量足够多而模板链数量少D模板链加热解旋已经变性不可能再次结合答案：D10PCR实验中用到微量