课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段公开课教案

多聚酶链式反应扩增DNA片段 学习目标

1.了解PCR技术的基本操作 2.理解PCR的原理

一基础知识

1．PCR原理

参与的组分

在DNA复制中的作用

解旋酶

DNA母链

DNA聚合酶

引物

[来源:学+科+网Z+X+X+K]

合成子链的原料

DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为 ，而磷酸基团的末端称为

。DNA聚合酶不能

开始合成DNA，而只能

，因此，DNA复制需要引物。DNA的合成方向总是 。

在DNA的复制过程中，复制的前提是 。在体外可通过控制 来实现。在 的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为 。PCR利用了DNA的 原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。由于PCR过程的温度高，导致DNA聚合酶失活，后来 的DNA聚合酶的发现和应用，大大增加了PCR的效率。

PCR反应需要在一定的缓冲溶液中提供： ， ， ，同时通过控制温度使DNA复制在

体外反复进行。2．PCR的反应过程

PCR一般要经历 循环，每次循环可以分为 、 和 三步。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 延伸而成的DNA单链会与 结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只

能 ，使这段固定长度的序列成指数扩增。

3．实验操作

在实验室中，做PCR通常使用 ，它是一种薄壁塑料管。具体操作时，用微量移液器，按PCR反应体系的配方在 中依次加入各组分，，再参照下表的设置设计好PCR仪的循环程序即可。

4．操作提示

为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的 、 、 以及蒸馏水等在使用前必须进行 。PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在 储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。在微量离心管中添加反应成分时，移液管上的枪头要 。

习题训练

1．DNA分子复制时，解旋的两条链中（ ）

A仅一条作为复制模板 B两条链作为模板并复制出两个不同的DNA分子

C两条链作为模板并复制出两个相同的DNA分子

D两条链作为模板，各自合成一条子链，然后两条母链重新结合为原来的 双螺旋分子，两条新链结合成一个全新的DNA分子

2.下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）

①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构

A①③④②⑤ B①④②⑤③ C①③⑤④② D③①④②⑤

3.下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有（ ）

①DNA复制②RNA复制③转录④翻译⑤逆转录

A①②③④⑤ B①②③④ C①②③⑤ D①③④⑤

4.实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（ ）

①酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP ④DNA分子

⑤mRNA ⑥tRNA

⑦适宜的温度 ⑧适宜的酸碱度

A①②③④⑤⑥ B②③④⑤⑥⑦ C②③④⑤⑦⑧ D①②③④⑦⑧

5.利用PCR技术，把一个双链DNA分子当作第一代，经过3次循环，在第四代

DNA分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链？（ ）

A 2 B 4 C 8 D 16，

6.关于DNA分子的叙述中，正确的是（ ）

A .DNA的两条链是极性相同，同向平行 B.DNA的两条链是极性相同，反向平行

C.DNA的两条链中极性不同，反向平行的 D.DNA的两条链是极性不同，同向平行

7.假设PCR反应中，只有一个DNA的片段作为模板，请计算在30次循环后，反应物中大约有多少这样的DNA片段（ ）

A 215 B 230 C 260 D 231 8.DNA的合成方向总是（ ）延伸。

A从DNA分子的左端向右端 B从DNA分子的右端向左端

C从子链的5，端向3，端 D从子链的3，端向5，端

9.要使PCR反应在体外的条件下顺利地进行，需要严格的控制（ ）

A 氧气的浓度 B酸碱度 C温度 D 大气的湿度

10.DNA分子经PCR反应循环一次后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（ ）

A模板母链相同 B非模板母链相同 C两条模板母链相同 D两条模板母链都不相同

11、一个由N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，利用PCR循环5次后标记的DNA分子总数的（ ）

A 1/10 B 1/5 C 1/16 D1/25 12．PCR技术是把某一DNA片段在实验条件下，合成许许多多相同片段的一种方法，利用这种技术能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或者DNA分子片段，“人类基因组计划”的研究中常用到这种技术。请结合有关知识，回答有关此技术的一15

些问题：

⑴PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是： ⑵在实验条件下，DNA分子进行扩增，除了所要扩增的DNA片段处，还需要 、和 、 等条件。

⑶某DNA片段有160个碱基，其中有腺嘌呤35个，若让该DNA分子扩增三次（即复制三次）至少需要腺嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目分别是 和 个。

13．将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养。这样，后代大肠杆菌细胞中的DNA双链均被15N标记。然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中，繁殖两代。亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的状况如图所示。

⑴第一代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息完全相同的原因是

。⑵如果将第二代大肠杆菌的DNA分子总量作为整体1，其中，带有15N的第二代大肠杆菌DNA分子约占总量的 %。

⑶如果将第二代大肠杆菌的DNA含量作为整体1，其中含15N标记的第二代大肠杆菌的DNA含量（脱氧核苷酸单链）约占总量的 %