课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段教学设计范文

多聚酶链式反应（PCR）原理教学设计

教学目标：

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知识目标

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1、知道PCR的作用

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2、说出PCR的若干应用

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技能目标

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1、

理解并能够阐明PCR的工作原理

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2、

掌握PCR技术的基本流程

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情感、态度与价值观

通过对PCR原理的学习，培养学生严谨的科学态度和实事求是 •

的科研精神

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教学重点：1、

理解并能够阐明PCR的工作原理

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2、

掌握PCR技术的基本流程

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教学难点：理解并能够阐明PCR的工作原理

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、古生物鉴定以及刑事案件侦破都离不开对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，但是我们却不总是能够获得足够量的目的DNA，那么我们怎样才能迅速获得足够量的DNA片段呢？今天我们来研究学习如何快速获得大量DNA分子拷贝的PCR技术原理。

进行新课

一．细胞内DNA复制条件分析：

1．细胞内DNA复制过程

(1)DNA的反向平行结构

核苷酸分子的结构与方向性

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(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I删去，代之以高保真的DNA链。

二．PCR原理

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

2、复性

（退火） 在50～60℃左右时，两条DNA单链与引物形成双螺旋结构，称为复性。

3、延伸 在70～80℃左右时，引物3’端在Taq酶的作用下不断延伸，形成两条新的子链，称为延伸。

三．PCR的反应过程

课堂总结、点评

合作探究

探究1.PCR与DNA的胞内复制有哪些异同点？

DNA的复制

PCR 模板

母链

母链

引物

RNA引物

DNA引物 原料

四种游离的脱氧核糖核酸

四种游离的脱氧核糖核酸

酶

DNA聚合酶

耐高温DNA聚合酶

解旋酶

探究2.PCR反应过程中使用TaqDNA聚合酶有什么优点？

高温解决了打开双链的问题，但是，又导致DNA聚合酶失活的问题，耐高温的Taq DNA聚合酶解决了高温导致DNA聚合酶失活的问题，促成了PCR技术的自动化

探究3.PCR有哪些应用？

医学诊断、物种鉴定、基因检测、人类基因组计划

巩固练习：

1.聚合酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得

以迅速扩增，其简要过程如右图所示。下列关于PCR技术叙述不正确的是(

) A．PCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术

B．反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板

C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增

D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变

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解析：PCR技术是人工合成DNA的方法，原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。

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答案：C

2.突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？

答案：引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点；DNA聚合酶的

作用是从引物的3′端开始催化DNA链的延伸。

课后作业