课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段优秀教学设计范文

《多聚酶链式反应扩增DNA片段》教学设计

教学目标: 知识与技能: 1、理解PCR的原理

2、讨论PCR的应用

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

教学重难点: 1、PCR的原理和PCR的基本操作（重点）

2、PCR的原理（难点）

教学工具

多媒体

课时安排:2课时(本节第一课时) 教学过程

引入新课：

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。

1．DNA分子的复制（温故而知新）

PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似，幻灯片展示DNA的结构，进行总结如下：

1．1细胞内DNA复制条件分析：

1．2细胞内DNA复制过程：

（1）DNA的反向平行结构：（结合投影图）

核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）

由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。

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（半不连续合成。先导链，滞后链）

子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。

感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合酶没有校对功能，因此RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶删去，代之以高保真的DNA链。

［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。

2、PCR的原理：

解开螺旋：DNA的热变性原理，即在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55℃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）。

［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）1．4PCR的反应过程

变性：在95℃时DNA解旋

复性：在55℃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）

3．实验操作

3．1 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

3．2 实验操作步骤：

3．3实验注意事项: 3．4结果分析与评价：

课后小结

课后习题

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③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦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，

答案： CDADA