新人教版生物選修1課題2《多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段》學(xué)案

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1、 2019 最新新人教版生物選修 1 課題 2《多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò) 增 DNA片段》學(xué)案片段 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、了解 PCR技術(shù)的基本操作 2、理解 PCR的原理 3、討論 PCR的應(yīng)用 重點(diǎn)： PCR的原理和 PCR的基本操作 難點(diǎn)： PCR的原理 Ⅰ．基礎(chǔ)知識(shí) PCR技術(shù)擴(kuò)增 DNA的過(guò)程 , 與細(xì)胞內(nèi) DNA復(fù)制過(guò)程 類似： 1．細(xì)胞內(nèi) DNA復(fù)制條件分析： 條件 組分 作用 模板 DNA的兩條單鏈 提供復(fù)制的模板 原料 四種脫氧核苷酸

2、合成 DNA子鏈的原料 酶 解旋酶 打開(kāi) DNA雙螺旋 DNA聚合酶 催化合成 DNA子鏈 能量 ATP 為解螺旋和合成子鏈供能 引物 RNA 為 DNA 聚合酶提供合成的 3’端起 點(diǎn) 2．細(xì)胞內(nèi) DNA復(fù)制過(guò)程的解析： 解 旋：解旋酶、 ATP,DNA兩條鏈打開(kāi) , 形成兩條 DNA單鏈。 引物結(jié)合：在 DNA單鏈 3’端與 DNA反向配對(duì)結(jié)合。 DNA聚合酶結(jié)合： DNA聚合酶與模板鏈結(jié)合 , 標(biāo)志著單鏈合成開(kāi)始。 子鏈合成： DNA聚合

3、酶從引物 3’端開(kāi)始 , 將配對(duì)的脫氧核苷酸連接起來(lái)。 后續(xù)加工： DNA聚合酶 I 將引物切去 , 并合成空缺處的 DNA單鏈 , 再由 DNA連接酶將不連 續(xù)的 DNA子鏈連接起來(lái)（半不連續(xù)合成。先導(dǎo)鏈 , 滯后鏈） 子鏈合成特點(diǎn)： 。 ［思考］ DNA分子能準(zhǔn)確復(fù)制的原因有哪些？ 。 3． DNA 分子復(fù)制的人工控制 解開(kāi)螺旋：在 ℃時(shí) ,DNA 雙螺旋打開(kāi) , 形成兩條 DNA單鏈 , 稱為變性。 1 / 4 恢復(fù)螺旋：在 ℃左右時(shí) , 兩條 DNA單鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)

4、, 稱為復(fù)性。 復(fù)制條件： 反應(yīng)場(chǎng)所： （自動(dòng)溫度周期性調(diào)節(jié)）。 ［思考］緩沖液相當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的什么成分？（核基質(zhì)） 4． PCR的反應(yīng)過(guò)程 變性 復(fù)性 延伸  。 變性：在 ℃時(shí) DNA解旋 復(fù)性：在 ℃時(shí)引物與 DNA單鏈結(jié)合 延伸：在 ℃時(shí)合成 DNA子鏈（兩個(gè)引物 間的序列） Ⅱ．實(shí)驗(yàn)操作 （1） PCR反應(yīng)體系：緩沖液、 , 、 、兩種 RNA 引物 ,水 （2） 實(shí)驗(yàn)操作步驟 ①按照 PCR反應(yīng)體系配方配制反應(yīng)液； ②將 PCR反應(yīng)體系

5、 50μ L 用微量移液器轉(zhuǎn)移到微量離心管 （0.5mL）中； ③將微量離心管放到 PCR儀中； ④設(shè)置 PCR儀的工作參數(shù)。 ⑤DNA 在 PCR儀中大量擴(kuò)增。 2． 4 水浴法：將微型離心管依次在 ℃、 ℃、 ℃的恒溫水浴鍋中循環(huán)處 理相應(yīng)時(shí)間。 3．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) （ 1）避免外源 DNA 污染：所用儀器、緩沖液、蒸餾水等使用前高壓滅菌。 （ 2）緩沖液和酶分裝成小份 ,－ 20 ℃低溫保存。 （ 3 ）每添加一種反應(yīng)成分 ,更換一個(gè)移液器的槍頭。 （ 4）混勻后離心處理 ,使反應(yīng) 液集中在離心管底部。

6、 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 多 PCR原理 DNA 的復(fù)制需要酶、原料、能量、引物 聚 DNA 的變性和復(fù)性受溫度影響 酶 鏈 式 PCR過(guò)程 變性 復(fù)性 延伸 反 應(yīng) 擴(kuò) 操作步驟 配制 PCR反應(yīng)體系 移入離心管 增 2 / 4 DNA DNA 擴(kuò)增 設(shè)置工作參數(shù) 放入 PCR 片

7、 （五）鞏固練習(xí) 1． DNA 分 子復(fù)制時(shí) ,解旋的兩條鏈中（ ） A 僅一條作為復(fù)制模板 B 兩條鏈作為模板并復(fù)制出兩個(gè)不同的 DNA 分子 C 兩條鏈作為模板并復(fù)制出兩個(gè)相同的 DNA 分子 D 兩條鏈作為模板 ,各自合成一條子鏈 ,然后兩條母鏈重新結(jié)合為原來(lái)的雙螺旋分子 ,兩 條新鏈結(jié)合成一個(gè)全新的 DNA 分子 2.下列關(guān)于 DNA 復(fù)制過(guò)程的正確順序是（ ） ①互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂②互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵③ DNA 分子在解

8、旋酶的作用下 解旋④以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu) A①③④②⑤ B①④②⑤③ C①③⑤④② D ③①④②⑤ 3.下列各項(xiàng)過(guò)程中 ,遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”的有（ ） ① DNA 復(fù)制② RNA 復(fù)制③轉(zhuǎn)錄④翻譯⑤逆轉(zhuǎn)錄 A①②③④⑤ B①②③④ C①②③⑤ D①③④⑤ 4.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬生物體 DNA 的復(fù)制必需的一組條件是（ ） ①酶 ②游離的脫氧核苷酸 ③ ATP④ DNA 分子 ⑤ mRNA ⑥ tRNA ⑦適宜的溫度 ⑧適宜的

9、酸堿度 A①②③④⑤⑥ B②③④⑤⑥⑦ C②③④⑤⑦⑧ D①②③④⑦⑧ 5.利用 PCR技術(shù) ,把一個(gè)雙鏈 DNA 分子當(dāng)作第一代 ,經(jīng)過(guò) 3 次循環(huán) ,在第四代 DNA 分子中 , 有幾條第一代脫氧核苷酸的長(zhǎng)鏈？（ ） A 2 B 4 C 8 D 16, 6.關(guān)于 DNA 分子的敘述中 ,正確的是（ ） A .DNA 的兩條鏈?zhǔn)菢O性相同 ,同向平行 B.DNA的兩條鏈?zhǔn)菢O性相同 ,反向平行 C.DNA 的

10、兩條鏈中極性不同 ,反向平行的 D.DNA的兩條鏈?zhǔn)菢O性不同 ,同向平行 7.假設(shè) PCR反應(yīng)中 ,只有一個(gè) DNA 的片段作為模板 ,請(qǐng)計(jì)算在 30 次循環(huán)后 ,反應(yīng)物中大約 有多少這樣的 DNA 片段（ ） A 215 B 230 C 260 D 231 8.DNA 的合成方向總是（ ）延伸。 A 從 DNA 分子的左端向右端 B 從 DNA 分子的右端向左端 C 從子鏈的 5,端向 3,端 D從子鏈的 3,端向 5,端

11、 9.要使 PCR反應(yīng)在體外的條件下順利地進(jìn)行 ,需要嚴(yán)格的控制（ ） A 氧氣的濃度 B 酸堿度 C 溫度 D 大氣的濕度 3 / 4 10.DNA 分子經(jīng) PCR反應(yīng)循環(huán)一次后 ,新合成的那條子鏈的脫氧核苷酸的序列應(yīng)與（ ） A 模板母鏈相同 B 非模板母鏈相同 C 兩條模板母鏈相同 D 兩條模板母鏈都不相同 11. 在（）的溫度范圍內(nèi) ,DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi) A. 10 － 20℃ B. 80 － 100℃ C. 20 － 30℃ D. 40 － 60℃ 12.

12、關(guān)于 DNA的復(fù)制 , 下列敘述正確的是（ ） A. DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成 DNA,只能從 5’端延伸 DNA鏈 B. DNA復(fù)制不需要引物 C. 引物與 DNA母鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行結(jié)合 D. DNA的合成方向總是從子鏈的 3’端向 5’端延伸 13. 下列有關(guān) PCR描述 , 不正確的是（ ） A. 是一種酶促反應(yīng) B. 引物決定了擴(kuò)增的特異性 C. 擴(kuò)增對(duì)象是 DNA序列 D. 擴(kuò)增對(duì)象是氨基酸序列 4 / 4