课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段板书设计及设计说明

多聚酶链式反应扩增DNA片段

设计者：张宪昌

一、教学目标

(一)知识与技能

1、了解PCR技术的基本操作2、理解PCR的原理3、讨论PCR的应用

(二)过程与方法

在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中,应避免外源DNA污染,严格控制温度等反应条件

(三)情感、态度与价值观

通过对PCR实验的操作及结果分析,培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神

二、学情分析

所教班级为普通班学生,学生学习习惯很不好,学生的抽象能力也较差,对于PCR的DNA的复制缺乏想象力,借助多媒体和模拟实验增加学生的理解,促进学生生物素养。

三、重点难点

教学重点:PCR的原理和PCR的基本操作

教学难点:PCR的原理

四、教学过程

活动1【导入】图片导入

犯罪现场图片导入,现场只剩下斑斑血迹和几缕头发丝,如何找

到罪犯? ————可以通过细胞提取DNA 但是血样太少了,提取到的DNA太少,怎么办? --------体外扩增DNA 如何来扩增的呢?我们一起来学习今天的内容-----多聚酶链式反应扩增DNA片段

首先我们一起回顾DNA的组成和结构

活动2【讲授】引入生物体内DNA的复制

1.1细胞内DNA复制条件分析: 条件: 组分: 作用: 模板: 1.2细胞内DNA复制过程

(1)DNA的反向平行结构: 由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链,DNA双螺旋结构的反向平行结构: (2)DNA的复制过程: 解旋:解旋酶、ATP,DNA两条链打开,,形成两条DNA单链。

引物结合:在DNA单链3’端与DNA反向配对结合,确保引物3’端与DNA单链准确配对。

DNA聚合酶结合:

子链合成:DNA聚合酶从引物3’端开始,将配对的脱氧核苷酸连接起来。

后续加工:DNA聚合酶I将引物切去,并合成空缺处的DNA单链,再由DNA连接酶将不连续的DNA子链连接起来。

子链合成特点:不能从头合成;合成方向为“5’→3’合成”。

活动3【活动】DNA复制的过程

播放DNA的复制过程ppt 活动4【活动】提问

[思考]DNA分子能准确复制的原因有哪些? DNA双螺旋结构提供模板;碱基互补配对;DNA聚合酶的复查功能。

[思考]细胞内哪些物质是从头合成的? RNA合成、蛋白质合成。

活动5【导入】过渡

那么DNA如何在体外复制呢? 活动6【活动】学生阅读教材P58—p59引入PCR的概念和应用

给出DNA复制的条件让学生自学完成PCR中的条件

活动7【测试】学生总结得出1.3DNA分子复制的人工控制

解开螺旋:在80~100℃时,DNA双螺旋打开,形成两条DNA单链,称为变性。

恢复螺旋:在50℃左右时,两条DNA单链重新形成双螺旋结构,称为复性。

复制条件:缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定DNA聚合酶,两种引物。

反应场所:PCR仪(自动温度周期性调节)。

变性➷复性➷延伸➷(......一般经历30多次循环......)变性➷复性➷延伸

变性:在95℃时DNA解旋

复性:在50℃时引物与DNA单链结合

延伸:在72℃时合成DNA子链(两个引物间的序列) 活动8【讲授】小结完善学生答案原理:利用DNA分子的热变性原理,通过控制温度来控制双链的解旋与结合,从而完成体外DNA分子的扩增。

条件:四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶、引物、DNA模板、缓冲溶液和控制温度的温控设备。

方向:子链的5’端向3’端延伸

特点:具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出。

活动9【讲授】PCR 的过程PPT展示

活动10【活动】模拟

pcr模拟循环

变性----复性———延伸

活动11【活动】学生总结总结、点评学生的模拟

活动12【讲授】实验过程

1.PCR反应体系:缓冲液、DNA模板,四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物,水

2.实验操作步骤

3.按照PCR反应体系配方配制反应液; (1)实验准备器材

(2)将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管(0.5mL)中; (3)将微量离心管放到PCR仪中; (4)设置PCR仪的工作参数。

(5)DNA在PCR仪中大量扩增。

2.4水浴法:将微型离心管依次在95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。

3.实验注意事项

3.1避免外源DNA污染:所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。

3.2缓冲液和酶分装成小份,-20℃低温保存。

3.3每添加一种反应成分,更换一个移液器的枪头。

3.4混匀后离心处理,使反应液集中在离心管底部。

活动13【讲授】实验结果分析1.反应液稀释:取2µLPCR反应液,添加98µL蒸馏水;2.分光光度计调零:将100µL蒸馏水添加到比色杯中,在260nm处将分光光度计调整读数为零。

2.将100µL反应稀释液倒入比色杯中,测定在260nm处的光吸收

值。

3.计算:DNA含量=50×光吸收值×稀释倍数

活动14【练习】随堂练习1、关于PCR技术的应用,错误的一项是D A古生物学、刑侦破案、DNA序列测定

B诊断遗传疾病、基因克隆、古生物学

CDNA序列测定、基因克隆、刑侦破案

D诊断遗传疾病、合成核苷酸、DNA序列测定

2、DNA的合成方向总是从子链的哪一端向哪一端延伸? 从子链的5’端向3’端延伸

3、PCR技术最突出的优点是D A原理简单

B原料易找

CTaqDNA聚合酶有耐热性

D快速、高效、灵活、易于操作

4、做PCR使用的微量离心管、枪头、缓冲液及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是C A反复洗涤B不怕外源DNA污染

C高压灭菌D在—20℃储存