2016新课标三维人教生物选修1 专题五 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段.docVIP

课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段1．DNA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。2．PCR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。3．PCR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。4．PCR每次循环都包括变性、复性和延伸三步。5．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2．PCR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：①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。②双螺旋的打开：DNA的热变性原理，即：双链DNAeq \o(,\s\up7(\a\vs4\al(变性?加热至80～100 ℃?)),\s\do5(复性?缓慢冷却?))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(μg/mL)＝50×(260_nm的读数)×稀释倍数。1．PCR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C　DNA分子在80～100 ℃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(　　)A．92 ℃、55 ℃、72 ℃ B．72 ℃、55 ℃、92 ℃C．55 ℃、92 ℃、72 ℃ D．80 ℃、55 ℃、72 ℃解析：选A　当温度上升到90 ℃以上(90～96 ℃)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(70～75 ℃)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。3．PCR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。eq \a\vs4\al(核心要点?一?)eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\co1(,,,,,))eq \a\vs4\al(PCR扩增的原理和过程)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①都需提供DNA复制的模板②都需要四种脱氧核苷酸原料③都需要分别与两条模板链相结合的两种引物④子链延伸的方向都是从5′端到3′端2．PCR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