课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段优秀教案案例

鄂 托 克 前 旗 中 学

E Tuo Ke QianQi Middle School

高二年级（下）生物选修3学案

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专题5DNA和蛋白质技术

课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段

备课时间： 主备人：武爱玲 课型：新授课

上课时间： 审核：生物组 班级： 一、学习目标

本课题通过尝试PCR（DNA多聚酶链式反应）技术的基本操作，使学生体验PCR这一常规的分子生物学实验方法，理解PCR的原理，讨论PCR的应用。

二、重点和难点

1.教学重点：PCR的原理和PCR的基本操作。

2.教学难点：PCR的原理。

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 。

【知识补充】

1.PCR技术简介

PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。这项技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题，被广泛的应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等各方面。

2．细胞内参与DNA复制的各种组成成分及其作用

①解旋酶：打开DNA双链 ②DNA母链：提供DNA复制的模板 ③4种脱氧核苷酸：合成子链的原料 ④DNA聚合酶：催化合成DNA子链 ⑤引物：使DNA聚合酶能够从引物的3，端开始连接脱氧核苷酸（引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。用于PCR的引物长度通常为20—30个核苷酸）

3．DNA的合成方向

第一课时 问题生成课

一、创设情景，导入课题。(2ˊ) 二、自主学习

1．PCR原理

填写下列表格

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

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态度决定成败！

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高二年级（下）生物选修3学案

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DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为3，端，而磷酸基团的末端称为5，端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3，端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。

4．PCR的反应过程

PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性（当温度上升到90oC以上时，双链DNA解聚为单链）、复性（温度下降到50oC左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合）和延伸（温度上升到72oC左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链）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，并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异的复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列成指数扩增。

5．PCR技术与DNA的复制

PCR反应是通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。PCR反应的实质就是DNA复制，所以有关PCR反应的题目与DNA复制的原理相同，计算方法也大体相同。例如：PCR反应中的目的片段一般以2n的方式积累，其中n为反应循环次数。一个DNA片段在30次循环后反应物中大约有10亿个这样的片段。（230）

三、评价预习，各组学科长评价，老师评价。

四、共性问题，除上述问题还有什么生成问题。 ，，，第三课时 课后拓展训练

【高考调研】

能力提升

易错题整理

难题整理

教与学反思

第二课时 问题解决课

一、引入课题后，呈现自主学习中的问题，及生成的问题。（生成问题板书））

二、小组合作，讨论探究

由学科长组织成员逐个讨论问题，教师巡视并指导讨论。展示交流，多元互动。

1.落实各组展讲任务、并展讲。

2.将展讲过程存在的问题进行多元互动。

三、合作指导、规范评价

四、总结归纳，意义提升。

五、课堂作业: 课后讨论题

六．课后作业：高考调研 基础巩固

态度决定成败！

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