课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段优质课一等奖

石家庄市第一中学教案

教师 科 生物 2016 年 4月13 日 第

八

周 高二

年级

教材章节

专题5 课题2 课题

多聚酶链式反应扩增DNA片段

课型

新授

知识与能力

1、理解PCR的原理

知识内容

2、识记PCR的基本操作哦

3、了解PCR的应用

能力目标

理解PCR的基础上讨论PCR的应用

教学目过程在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应了解避免外源DNA污染，与

标

严格控制温度等反应条件的基本方法。

方法

情感通过对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态度

与价的科研精神。

值观

教学设教学计

技术

多媒体教学设备

设备

重点重点：PCR的原理和PCR的基本操作。

难点分析

难点：PCR的原理。

1、学习的主要知识：

①理解PCR的原理

教

学

环

节

学

习

目

标

②识记PCR的基本操作哦

③了解PCR的应用

2、需要掌握的方法

在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应了解避免外源DNA污染，严格控制温度等反应条件的基本方法。

本节知识的主要意义及在知识体系中的地位和联系

本节知识基于上一节的基础之上，继续探讨酶的作用特点。本节内容更贴近生活，学生更容易通过常识启发，设计本节的各种实验，从而达到提升学生能力的教学目标。

课

题

概

述

1

教学环节设计

引入新课

教师活动

学生活动

在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因

组计划、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等

都离不开对DNA分子碱基序列的分析。而分析DNA碱基序

列，就需要一定量的DNA片段。怎样迅速获得足够量的DNA

片段呢？今天我们来研究学习DNA分子的扩增技

术――PCR技术。

进入新课

PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似：

一．基础知识

回忆知识填1.1 DNA的化学组成和分子结构：

①脱氧核苷酸的结构

1、细胞内参表

②DNA的合成（3,5-磷酸二酯键）

与DNA复制

③DNA的反向平行结构：DNA分子的方向性

1.2 场所：细胞核

1.3 条件：

条件

组分

作用

模板

DNA的两条单链

提供复制的模板原料

四种脱氧核苷酸

合成DNA子链的

解旋酶

打开DNA双螺旋酶

DNA聚合酶

催化合成DNA子

能量

ATP 为解螺旋和合成引物

RNA 为DNA聚合酶提

1.4 细胞内DNA复制过程

①解旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条DNA

单链。

②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。

③DNA聚合酶结合：

④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。

识记DNA链⑤子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’的方向

合成”。

［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。

2

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教学环节设计

2.PCR技术

3.比较指出PCR技术与细胞内DNA复制的不同点：

教师活动

2.1 PCR反应进行的条件： ①缓冲液 ②DNA模板 ③两种引物

④四种脱氧核苷酸原料

⑤热稳定DNA聚合酶

⑥PCR仪（通过自动温度周期性调节使DNA复制在体外反复进行）

2.2 PCR反应过程：

①变性：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链。

②复性：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构。

③PCR的反应过程

变性：在95℃时DNA解旋

变性50

℃时引物与DNA复性

延伸

复性：在单链结合

延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）

①解旋方式不同

②DNA聚合酶不同 ③引物不同。

［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？

（核基质）

感悟生命的神秘

学生活动

3

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教学环节设计

二．实验操作

1 .PCR反应体系

2.实验操作步骤

3．实验注意事项

4．结果分析与评价

教师活动

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。

3．1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。

4．1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。

4．2将100μL反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处的光吸收值。

4．3计算：DNA含量＝50×光吸收值×稀释倍数

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

（1）按照PCR反应体系配方配制反应液；

（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。

学生活动

4

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1、PCR技术又称聚合酶链式反应，现在已成为分子生物学实验室的一种常规手段，它可以在体外很短的时间内将DNA大量扩增。你认为下列符合在体外进行PCR反应条件的一组是

①稳定的缓冲液环境

②DNA模板

③合成引物

④四种脱氧核苷酸

⑤DNA聚合酶

⑥DNA解旋酶

⑦限制性核酸内切酶

⑧温控设备

A．①②③④⑤⑥

B．①②③④⑤⑥⑦⑧

C．③④⑤⑥⑧

D．①②③④⑤⑧

2、下列有关PCR技术的实验过程叙述，不正确的是

A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，细胞内可利用解旋酶实现

B．操作过程要有一段已知目的基因的核苷酸序列

C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸

D．PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高

当

堂

训

练

课

堂

小

结

课后作业

步步高相应章节练习

板

书

设

计

5.2多聚酶链式反应扩增DNA片段

一、PCR原理

二、PCR反应过程

5

教

学

反

思

6