高中生物 专题5 DNA和蛋白质技术 5.2 多聚酶链式反应扩增DNA片段导学案（答案不全）新人教版选修1.doc

5.2 多聚酶链式反应扩增dna片段 学习目标1.了解pcr技术的基本操作2.理解pcr的原理3.讨论pcr的应用学习重点与难点pcr的原理和pcr的基本操作学习过程一、基础知识1pcr原理填写下列表格参与的组分在dna复制中的作用解旋酶dna母链合成子链的原料dna聚合酶引物dna的两条链是反向平行的，通常将dna的羟基末端称为 ，而磷酸基团的末端称为 。dna聚合酶不能 开始合成dna，而只能 ，因此，dna复制需要引物。dna的合成方向总是 。在dna的复制过程中，复制的前提是 。在体外可通过控制 来实现。在 的温度范围内，dna的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为 。pcr利用了dna的 原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。由于pcr过程的温度高，导致dna聚合酶失活，后来 的dna聚合酶的发现和应用，大大增加了pcr的效率。pcr反应需要在一定的缓冲溶液中提供： ， ， ， ，同时通过控制温度使dna复制在体外反复进行。2pcr的反应过程pcr一般要经历 循环，每次循环可以分为 、 和 三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，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 ，使这段固定长度的序列成指数扩增。3实验操作在实验室中，做pcr通常使用 ，它是一种薄壁塑料管。具体操作时，用微量移液器，按pcr反应体系的配方在 中依次加入各组分，再参照下表的设置设计好pcr仪的循环程序即可。4操作提示为避免外源dna等因素的污染，pcr实验中使用的 、 、 以及蒸馏水等在使用前必须进行 。pcr所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在 储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。在微量离心管中添加反应成分时，移液管上的枪头要 。疑难点拨1.pcr技术简介pcr是一种体外迅速扩增dna片段的技术，它能以极少量的dna为模板，在几小时内复制出上百万份的dna拷贝。这项技术有效地解决了因为样品中dna含量太低而难以对样品进行分析研究的问题，被广泛的应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和dna序列测定等各方面。2细胞内参与dna复制的各种组成成分及其作用解旋酶：打开dna双链 dna母链：提供dna复制的模板 4种脱氧核苷酸：合成子链的原料 dna聚合酶：催化合成dna子链 引物：使dna聚合酶能够从引物的3，端开始连接脱氧核苷酸（引物是一小段dna或rna，它能与dna母链的一段碱基序列互补配对。用于pcr的引物长度通常为2030个核苷酸）3dna的合成方向dna的两条链是反向平行的，通常将dna的羟基末端称为3，端，而磷酸基团的末端称为5，端。dna聚合酶不能从头开始合成dna，而只能从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。4pcr的反应过程pcr一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性（当温度上升到90oc以上时，双链dna解聚为单链）、复性（温度下降到50oc左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链dna结合）和延伸（温度上升到72oc左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在dna聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的dna链）三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由引物延伸而成的dna单链会与引物结合，进行dna的延伸，这样，dna聚合酶只能特异的复制处于两个引物之间的dna序列，使这段固定长度的序列成指数扩增。5pcr技术与dna的复制pcr反应是通过控制温度使dna复制在体外反复进行。pcr反应的实质就是dna复制，所以有关pcr反应的题目与dna复制的原理相同，计算方法也大体相同。例如：pcr反应中的目的片段一般以2n的方式积累，其中n为反应循环次数。一个dna片段在30次循环后反应物中大约有10亿个这样的片段。（230）例.一个由15n标记的dna分子，放在没有标记的环境中培养，利用pcr循环5次后标记的dna分子总数的（ ）a. 1/10 b. 1/5 c. 1/16 d.1/25【答案】c【解析】一个dna分子利用pcr技术循环5次后产生的dna分子数目为2n。而dna的复制是半保留复制，其特点是：新形成的dna双链，一条是来自亲代dna分子的母链，另一条是新形成的子链。这样最初由15n标记的dna分子复制后，其标记的两条链就分别进入两个子代dna分子