人教版选修1 专题五 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段 学案.doc

课题2多聚酶链式反应扩增dna片段1dna聚合酶不能从头开始合成dna，只能从3端延伸dna链，因 此，dna的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。2pcr反应需要dna模板、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的dna聚合酶等条件。3pcr利用了dna的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。4pcr每次循环都包括变性、复性和延伸三步。5dna聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的dna序列，使这 段固定长度的序列呈指数扩增。一、pcr技术的原理1细胞内dna复制的条件填表原料4种脱氧核苷酸模板2条dna的母链酶解旋酶和dna聚合酶引物使dna聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸2pcr扩增的原理及条件(1)概念：pcr即多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩增dna片段的技术。(2)原理：子链的合成：dna聚合酶只能从3端延伸dna链，因此，dna复制需要引物，dna合成的方向总是从子链的5端向3端延伸。双螺旋的打开：dna的热变性原理，即：双链dna单链dna。(3)条件：dna模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的dna聚合酶、一定的缓冲溶液以及能自动调控温度的设备。二、pcr的反应过程三、pcr技术的实验操作1.实验用具(1)pcr仪：该仪器能自动调控温度，实现dna的扩增。如果没有pcr仪，可用3个恒温水浴锅代替，操作时按程序在3个水浴锅中来回转移pcr反应的微量离心管。(2)微量离心管：总容积为0.5 ml，实际上是进行pcr反应的场所。(3)微量移液器：用于向微量离心管中转移pcr配方中的液体。2.注意事项(1)为避免外源dna等因素的污染，实验中使用的一些用具在使用前必须进行高压灭菌。(2)所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在20 储存。(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更换。四、dna含量的测定1.原理：利用dna在260_nm的紫外线波段的吸收峰曲线来测定相应含量。2.计算公式dna含量(g/ml)50(260_nm的读数)稀释倍数。1pcr技术控制dna的解聚与结合是利用了dna的()a特异性b稳定性c热变性 d多样性解析：选cdna分子在80100 的温度范围内变性，双链解开成单链；当温度缓慢降低时，又能重新结合形成双链。2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 、55 、72 b72 、55 、92 c55 、92 、72 d80 、55 、72 解析：选a当温度上升到90 以上(9096 )时，双链dna解聚为单链，称之为变性；当温度下降到50 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 左右(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。3pcr实验中用到微量离心管、缓冲液和蒸馏水，使用前必须进行的关键步骤是()a反复洗涤 b用酒精擦洗c高压灭菌 d在20 保存解析：选c在pcr实验中，为了避免外源dna等因素的污染，微量离心管、枪头、缓冲液和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。同时也不能忽视其他操作步骤，如 缓冲液和酶应该分装成小份，并且在20 保存。1生物体内的dna复制与pcr反应的比较体内dna复制pcr反应不同点解旋在解旋酶的作用下，边解旋边复制加热至90 以上时，双链全部解开酶解旋酶、dna聚合酶耐高温的dna聚合酶(taq dna聚合酶)引物一小段rnarna或单链dna分子片段合成子链一条子链连续合成，另一条子链不连续合成两条子链都是连续合成温度体内温和条件高温相同点都需提供dna复制的模板都需要四种脱氧核苷酸原料都需要分别与两条模板链相结合的两种引物子链延伸的方向都是从5端到3端2pcr的反应过程 (1)变性：当温度上升到90 以上时，双链dna解聚为单链，如图。(2)复性：当系统温度下降至50 左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链dna结合，如图。(3)延伸：当系统温度上升至72 左右时，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，如图。3pcr反应的结果从第二轮循环开始，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聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的dna序列，使这段固定长度的序列呈指数形式扩增。题组冲关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abc d解析：选cpcr过程与细胞内的dna复制过程相比较，主要有两点不同：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； pcr过程中，dna解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。2在进行dna亲子鉴定时，需大量的dna。pcr技术可以使样品dna扩增，获得大量dna克隆分子。该技术的原理是利用dna的半保留复制，在试管中进行dna的人工复制(如图，图中黑色长条是引物)。在很短的时间内将dna扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)pcr需要模板dna、引物、_和_等条件，其中的引物实质上是一种_。(2)图中的变性、延伸分别是指_、_。(3)某样品dna分子中共含3 000个碱基对，碱基数量满足：(at)/(gc)1/2，若经5次循环，至少需要向试管中加入_个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)(4)若下图为第一轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经pcr扩增的产物。解析：(1)pcr技术中除需要模板dna、引物、四种脱氧核苷酸外，还需要耐热的dna聚合酶等条件，其中的引物是一种单链dna分子或rna分子。(2)变性的实质是dna双链解旋；延伸是以dna单链为模板，按碱基互补配对原则合成子链的过程。(3)由(at)/(gc)1/2可知atgc1122，所以a的比例为1/6，在一个dna分子中的数量为3 0002(1/6)1 000(个)，5次循环形成的dna数为32个，所以需要利用原料合成的dna数相当于32131(个)，至少需腺嘌呤脱氧核苷酸数为311 00031 000(个)。(4)画图的关键是注意引物a、b的位置和所对应的模板链。答案：(1)四种脱氧核苷酸耐热的dna聚合酶单链dna分子或rna分子(2)模板dna双链解旋形成单链在dna聚合酶的作用下，脱氧核苷酸聚合形成新的dna链(3)31 000(4)如图1实验操作步骤2dna含量的测定dna在260 nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰，峰值的大小与dna含量有关。可以利用dna的这一特点进行dna含量的测定，具体方法如下：注：计算公式中的50代表在波长为260 nm紫外波段照射下，吸收峰为1时，dna含量为50 g/ml。题组冲关3使用pcr仪的具体实验操作顺序应为()设计好pcr循环程序按配方准备好各组分用微量移液器向微量离心管中依次加入各组分进行pcr反应离心，使反应物集中在离心管底部a bc d解析：选cpcr反应的操作步骤一般分为准备(包括将 配方所需各组分放于实验台上)移液混合离心 反应。因pcr仪是一种能自动控制温度的仪器，设计好 循环程序就可以进行反应了。4下列有关pcr操作过程的叙述，错误的是()apcr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