人教版选修1 5.2 多聚酶链式反应扩增DNA片段 课件（32张）.pptxVIP

课题2多聚酶链式反应扩增dna片段 二 一 三 一 pcr原理 二 一 三 二 一 三 二 一 三 二 pcr的反应过程 二 一 三 二 一 三 三 实验操作 二 一 三 探究点一 探究点二 问题导引体内dna复制与pcr反应有何异同 在遗传病诊断 刑侦破案 古生物学等工作中 有时需要对样品中dna进行测序 鉴定等 但有的样品中dna含量太低而难以对样品进行分析研究 因此常需要用pcr技术对采集到的dna样本进行大量扩增 pcr技术是利用dna半保留复制的原理 在微量离心管中进行dna的复制 如下图 在很短的时间内 将dna复制出上百万份拷贝 探究点一 探究点二 1 pcr技术中加热使dna双链打开 这一步是打开氢键 称为变性 如果在细胞中则是在解旋酶的作用下使此键断裂 2 当温度降低至55 时 引物在模板3 端与模板结合 当温度又升至72 时在dna聚合酶的作用下 合成新的dna链 最终合成2个dna分子 此过程中原料是4种脱氧核苷酸 遵循的原则是碱基互补配对原则 需要的酶是耐高温的taqdna聚合酶 3 pcr技术的必要条件 除了模板 原料 酶以外 至少还需要三个条件 即 液体环境 适宜的温度和ph 前者靠pcr仪自动调控 后者由缓冲液维持 探究点一 探究点二 归纳提升体内dna复制与pcr的比较 探究点一 探究点二 特别提醒pcr反应需可变的温度 而体内dna复制需要稳定的温度 探究点一 探究点二 问题导引pcr反应一般经历多少次循环 每次循环有几个环节 下图为pcr反应过程示意图 据图回答问题 1 pcr一般要经历三十多次循环 每次循环一般包括a变性 b复性和c延伸三步 2 第一轮的产物作为第二轮的模板参与反应 经过a b c三步进入下一轮循环 探究点一 探究点二 3 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 答案 4 假设pcr反应中只有1个dna分子作模板 第一轮循环的产物2个子代dna分子为n1 第二轮的产物4个子代dna分子为n2 n1 n2中含有模板dna链的dna分子数量分别为2个 2个 若继续循环 该模板dna分子经过30次循环后能形成230个dna分子 探究点一 探究点二 归纳提升1 pcr扩增需要注意的问题 1 dna复制需要引物的原因 dna聚合酶不能从头开始合成dna 而只能从3 端延伸dna链 pcr中 引物长度通常为20 30个核苷酸 2 当pcr反应体系的温度冷却到50 左右时 引物与模板结合 一般不需要考虑解开的两个dna模板链的重新结合 原因是 模板dna链比引物长得多而且复杂得多 不易重新结合 引物和模板之间的碰撞机会远远高于模板互补链之间的碰撞机会 加入的引物的量足够大 而模板链数量少 探究点一 探究点二 2 实验中dna含量的测定dna在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰 可以利用dna的这一特点进行dna含量的测定 具体方法如下 稀释 2 lpcr反应液 加入98 l蒸馏水 即将样品进行50倍稀释 对照调零 以蒸馏水作为空白对照 在波长260nm处 将紫外分光光度计的读数调节至零 测定 取dna稀释液100 l至比色杯中 测定260nm处的光吸收值 计算 dna含量 g ml 50 260nm的读数 稀释倍数 类型一 类型二 类型三 类型一pcr反应与体内dna复制的比较 例1 pcr过程与细胞内的dna复制过程相比较 下列相关叙述正确的是 pcr过程需要的引物是人工合成的单链dna或rna pcr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a b c d 类型一 类型二 类型三 解析 pcr过程与细胞内的dna复制过程相比 主要有两点不同 第一 pcr过程需要的引物是人工合成的单链dna或rna 其长度通常为20 30个核苷酸 第二 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 答案 b 类型一 类型二 类型三 变式训练1下列关于体内dna复制和pcr的描述中 正确的是 a dna聚合酶不能从头开始合成dna 只能从5 端延伸dna链b dna复制不需要引物c 引物与dna母链通过碱基互补配对进行结合d pcr扩增的对象是氨基酸序列解析 由于dna聚合酶不能从头开始合成dna 只能从3 端延伸dna链 故dna复制需要引物 而且它与dna母链通过碱基互补配对结合 pcr扩增的对象是dna 而不是氨基酸 答案 c 类型一 类型二 类型三 类型二pcr反应过程 例2 下图是pcr技术示意图 请回答下列问题 类型一 类型二 类型三 1 标准的pcr过程每次循环一般分为 三大步 2 引物是pcr过程中必须加入的物质 从化学本质上说 引物是一小段 3 将双链dna 使之变性 从而使 4 从引物开始延伸dna分子链需提供作为原料 类型一 类型二 类型三 解析 1 pcr过程一般分变性 复性 延伸三大步 2 引物的化学本质为一小段单链dna或rna 3 将dna加热至90 以上 可使dna双链分开 4 从引物开始延伸dna分子链需提供脱氧核苷酸作为原料以形成dna子链 答案 1 变性复性延伸 2 单链dna或rna 3 加热到90 以上双链dna分开成为两条单链 4 4种脱氧核苷酸 类型一 类型二 类型三 变式训练2如下图表示dna变性和复性示意图 下列相关说法不正确的是 a 向右的过程为加热 80 100 变性的过程b 向左的过程为缓慢冷却复性的过程c 变性与在生物体内解旋过程的条件 实质都相同d 图中双链dna片段共有2个游离的磷酸基和2个3 端解析 dna体外变性与体内解旋实质是相同的 都是使氢键断裂 但条件不同 dna双螺旋打开在体内是解旋酶作用 在体外是高温条件 答案 c 类型一 类型二 类型三 类型三pcr实验的操作步骤 例3 下列有关pcr操作过程的叙述 错误的是 a 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高压灭菌b pcr所用的缓冲液和酶应分装成小份 并在 20 储存c pcr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 移液器上的枪头都必须更换解析 为了防止外源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高压灭菌 所用的缓冲液及酶应分装成小份保存 并使用一次性枪头 在冰箱中放置的缓冲液和酶取出后应放在冰上缓慢融化 而不能迅速融化 答案 c 类型一 类型二 类型三 变式训练3pcr反应的最大特点是具有较强扩增能力与极高的灵敏性 但令人头痛的问题是易污染 极其微量的污染即可造成假阳性的产生 防止污染的办法不包括 a 将样品的处理 配制pcr反应液 pcr循环扩增及pcr产物的鉴定等步骤分区或分室进行b 吸样枪吸样要慢 每次吸样时尽量一次性完成 枪头 微量离心管应一次性使用 以免交叉污染c 所有pcr试剂都应放置于大瓶分装 以减少重复加样次数 避免污染机会d pcr试剂 pcr反应液应与样品及pcr产物分开保存 不应放于同一冰盒或同一冰箱答案 c 1 2 3 4 1 pcr的含义是 a 亲子代反应技术b 多聚酶链式反应c dna片段复制d dna序列测定解析 pcr技术是指多聚酶链式反应 是体外迅速扩增dna片段的技术 该技术利用dna热变性原理 通过控制温度来控制双链的解聚与结合 答案 b 1 2 3 4 2 要使pcr反应在体外的条件下顺利地进行 需要严格地控制 a 氧气的浓度b 酸碱度c 温度d 大气的湿度解析 pcr过程中 dna的变性 复性 延伸都是由温度控制的 答案 c 1 2 3 4 3 用于pcr的引物长度通常为20 30个核苷酸 是一小段 a dnab rnac 单链dna或rnad 双链dna解析 pcr中的引物是一小段单链dna或rna 答案 c 1 2 3 4 4 回答下列有关pcr技术的原理与操作的问题 1 在的温度范围内 dna的解体 分开 这个过程称为 2 pcr反应需要的条件 缓冲液 dna模板 引物 4种脱氧核苷酸 耐热的taqdna聚合酶 其原因是 3 在pcr反应中与解旋酶作用相同的步骤是 解析 pcr技术利用dna的热变性原理 通过控制温度来控制双链的解聚与结合 在95 左右 80 100 dna变性 氢键断裂 双螺旋打开 类似于生物体内解旋酶的作用 产生单链后 dna单链与引物结合 然后利用4种脱氧核苷酸 经过延伸 完成dna扩增的一次循环 1 2 3 4 答案 1 80 100 双螺旋结构双链变性 2 pcr反应的本质是dna复制 其需要的条件类似于生物体内dna的复制 3 95 左右dna变性 必背语句1 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 pcr利用了dna的热变性的原理 通过控制温度来控制双链的解聚与结合 3 dna聚合