DNA片段的扩增及电泳鉴定-高三-生物学-导学案

导学案课题DNA片段的扩增及电泳鉴定上课教师徐晶班级姓名小组学习目标素养指向科学探究、科学思维、社会责任、生命观念具体目标1.阐明PCR技术和电泳技术的基本原理。2.尝试进行PCR技术的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。3.运用所学知识合理设置对照组，能够对电泳实验结果进行准确分析并得出结论。积极关注转基因技术及安全性相关问题，对社会热点问题作出理性解释和判断。学习过程材料、用具①PCR仪②微量离心管③微量移液器、一次性吸液枪头（装在枪头盒里）=4\*GB3④扩增缓冲液、4种脱氧核苷酸的等量混合液、TaqDNA聚合酶、无菌水⑤2种引物（分别标号为P1和P2）、提取的作物DNA（大豆、玉米、圣女果）、含Bt基因的质粒⑥电泳装置（包括电泳仪、电泳槽等）、电泳缓冲液（均在前面一排，注意请不要触碰）⑦琼脂糖⑧核酸染料（非EB，植物中提取，安全性高）⑨凝胶载样缓冲液=10\*GB3⑩紫外手电筒课前自主预习1.实验原理：（1）DNA体外扩增的原理①PCR利用了原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。②PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器，一次PCR一般要经历30次循环。（2）电泳鉴定PCR产物的原理①DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷的电极移动，这个过程就是。②在凝胶中DNA分子的迁移速率与、DNA分子的和构象有关。③凝胶中的DNA分子通过，可以在波长300nm的下被检测出来。2.方法步骤（1）DNA片段的扩增实验操作步骤移液：用微量移液器按照PCR反应体系配方或PCR试剂盒的说明书，在微量离心管中依次加入各组分。离心：待所有组分都加入后，盖严离心管的盖子。将微量离心管放入离心机里，离心约10s，使反应液集中在离心管的底部。反应：参照参数，设置好PCR仪的循环程序。将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应。（2）电泳实验操作步骤配制琼脂糖溶液：根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比0.8%~1.2%的琼脂糖溶液。在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化。稍冷却，加入适量的核酸染料混匀。制备凝胶：将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。加样：将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液(内含指示剂)混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物(Marker)。电泳、观察：接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1~5V/cm。待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳。取出凝胶置于紫外灯下观察和照相。3.注意事项（1）为了避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。（2）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,放在冰块上缓慢融化。（3）在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换。（4）在进行操作时,一定要戴好一次性手套。表达、交流1.设计实验【学习任务一】

PCR反应体系中都应该加入什么成分？请完成导学案任务1。【学习任务二】

PCR过程中如何设置对照，设置对照意义是什么？请完成导学案任务2。2.进行实验3.预期实验结果：【学习任务三】预测你的电泳实验结果，并进行分析，如果没有预期结果，原因可能是什么？请完成导学案任务3。4.结论及表达交流：【学习任务四】你进行电泳鉴定的结果是几条条带？如果不止一条条带，请分析产生这个结果的可能原因。如果阴性对照出现了条带，说明了什么？请完成导学案任务4。5.应用及进一步探究：课后实践作业评价：学习任务单

课程基本信息学科生物学年级高二学期秋季课题DNA片段的扩增及电泳鉴定教科书书名：选择性必修3生物技术与工程出版社：人民教育出版社出版日期：2020年7月学生信息姓名学校班级学号学习目标1.阐明PCR技术和电泳技术的基本原理。2.尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。3.运用所学知识合理设置对照组，能够对电泳实验结果进行准确分析并得出结论。4.积极关注转基因技术及安全性相关问题，对社会热点问题作出理性解释和判断。课前学习任务1.小组同学代表进行采样。2.小组同学代表进行作物DNA提取实验。3.小组同学代表进行PCR实验。4.小组同学代表配制凝胶。课上学习任务【学习任务一】

PCR反应体系中都应该加入什么成分？请完成导学案任务1。

【学习任务二】

PCR过程中如何设置对照，设置对照意义是什么？请完成导学案任务2。

【学习任务三】预测你的电泳实验结果，并进行分析，如果没有预期结果，原因可能是什么？请完成导学案任务3。【学习任务四】你进行电泳鉴定的结果是几条条带？如果不止一条条带，请分析产生这个结果的可能原因。如果阴性对照出现了条带，说明了什么？请完成导学案任务4。评价1.师生评价:2.生生评价：

3.自我评价：作业练习

课程基本信息学科生物学年级高二学期秋季课题DNA片段的扩增及电泳鉴定教科书书名：选择性必修3生物技术与工程出版社：人民教育出版社出版日期：2020年7月学生信息姓名学校班级学号作业练习1．下列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的相关叙述，正确的是（）A．PCR反应缓冲液中一般要添加ATP，以激活耐高温的DNA聚合酶B．复性温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物C．PCR的产物常通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定D．PCR技术可以直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测2．下列关于电泳的说法，错误的是()A．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程B．带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动C．DNA在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度有关D．用琼脂糖凝胶电泳，DNA的电泳迁移速率完全取决于分子的大小DNA琼脂糖凝胶电泳是指利用在溶液中带负电荷的DNA分子在电场中向正极移动的原理，分离、纯化或分析PCR扩增后的待检DNA片段的生物化学技术。下列说法错误的是()A．DNA片段相对分子质量越大，迁移就越慢B．凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，用于分离后DNA片段的检测C．所有组分加入微量离心管后，需要放入离心机离心约10sD．新冠病毒核酸检测出现假阳性的原因可能是阳性对照中模板核酸与样品交叉污染用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱，其中1号为DNA标准样液(Marker)，10号为无菌水，PCR时加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析，不合理的是()A．PCR产物的分子大小在250～500bp之间B．3号样品为不含目的基因的载体DNAC．9号样品对应植株不是所需的转基因植株D．10号确定反应体系等对结果没有干扰5.如图是利用PCR技术和电泳技术进行的某一次亲子鉴定结果图谱，请根据图谱和所学知识回答下列问题：（1）PCR技术能把某一DNA分子片段进行扩增。它是利用了DNA的________原理，通过控制________来控制DNA________与结合。（2）利用PCR技术扩增DNA的过程中还需要________酶的作用，但它必须在相应的引物的作用下才能完成对DNA的复制。假设有一段DNA序列为：5′—GTTAACCTTAG—3′3′—CAATTGGAATC—5′所用引物Ⅰ为5′—GTTA—OH，则引物Ⅱ为_________________________。（3）图①是含有21个氨基酸的多肽水解得到的氨基酸混合物电泳的结果，故可推知该多肽由________种氨基酸构成。（4）图②为某小孩和其母亲，以及待测定的四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成若干DNA片段，并进行扩增，然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱，请分析：F1～F4中，你认为_