高中生物 專題五 課題2《多聚酶鏈式反應擴增DNA片段》教學設計 新人教版選修11

多聚酶鏈式反應擴增DNA片段教學目標（一）知識與技能1、了解PCR技術的基本操作2、理解PCR的原理3、討論PCR的應用（二）過程與方法在多聚酶鏈式反應擴增DNA片段的實驗過程中，應避免外源DNA污染，嚴格控制溫度等反應條件（三）情感、態(tài)度與價值觀通過對PCR實驗的操作及結果分析，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科研精神教學重難點教 學重點：PC R的原理和PCR的基本操作教學難點：PCR的原理教學工具多媒體教學過程（一）引入新課在現(xiàn)代生物技術中，DNA技術可謂是尖端技術。人類基因組計劃、基因工程、基因診斷、基因檢測、古生物鑒定等都離不開對DNA分子堿基序列的分析。而分析DNA堿基序列，就需要一定量的DNA片段。怎樣迅速獲得足夠量的DNA片段呢？今天我們來研究學習DNA分子的擴增技術PCR技術。（二）進行新課241基礎知識WPCR技術擴增DNA的過程，與細胞內DNA復制過程類似：t11細胞內DNA復制條件分析：c12細胞內DNA復制過程H（1）DNA的反向平行結構：（結合投影圖）y核苷酸分子的結構與方向性：（分子結構模式圖）h由核苷酸通過3,5-磷酸二酯鍵連接形成核苷酸長鏈：（模式圖，體現(xiàn)方向性）。ZDNA雙螺旋結構的反向平行結構：A（2）DNA的復制過程:0解 旋：解旋酶、ATP，DNA兩條鏈打開，形成兩條DNA單鏈。i引物結合：在DNA單鏈3端與DNA反向配對結合，確保引物3端與DNA單鏈準確配對。GDNA聚合酶結合：y子鏈合成：DNA聚合酶從引物3端開始，將配對的脫氧核苷酸連接起來。X后續(xù)加工：DNA聚合酶I將引物切去，并合成空缺處的DNA單鏈，再由DNA連接酶將不連續(xù)的DNA子鏈連接起來（半不連續(xù)合成。先導鏈，滯后鏈）9子鏈合成特點：不能從頭合成；合成方向為“53合成”。Y感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能夠催化磷酸二酯鍵的形成，還具有校對功能。它在每引入一個核苷酸后都要復查一次，只有堿基配對無誤后才能繼續(xù)往下聚合，它不能從頭合成。RNA聚合酶沒有校對功能，因此RNA的合成不需要引物，而是從頭合成的，它的錯配可能性較大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I刪去，代之以高保真的DNA鏈。F思考DNA分子能準確復制的原因有哪些？fDNA雙螺旋結構提供模板；堿基互補配對；DNA聚合酶的復查功能。7思考細胞內哪些物質是從頭合成的？RNA合成、蛋白質合成。n13DNA分子復制的人工控制7解開螺旋：在80100時，DNA雙螺旋打開，形成兩條DNA單鏈，稱為變性。H恢復螺旋：在50左右時，兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結構，稱為復性。w復制條件：緩沖液,DNA模板,四種脫氧核苷酸,熱穩(wěn)定DNA聚合酶,兩種引物。=反應場所：PCR儀（自動溫度周期性調節(jié)）。=思考緩沖液相當細胞內的什么成分？（核基質）14PCR的反應過程 變性：在95時DNA解旋復性：在50時引物與DNA單鏈結合延伸：在72時合成DNA子鏈（兩個引物間的序列）2實驗操作21 PCR反應體系：緩沖液、DNA模板，四種脫氧核苷酸原料、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、兩種RNA引物，水22 實驗操作步驟23 按照PCR反應體系配方配制反應液；（2）將PCR反應體系50L用微量移液器轉移到微量離心管（0.5mL）中；（3）將微量離心管放到PCR儀中；（4）設置PCR儀的工作參數(shù)。（5）DNA在PCR儀中大量擴增。24 水浴法：將微型離心管依次在95、55、72的恒溫水浴鍋中循環(huán)處理相應時間。3實驗注意事項31避免外源DNA污染：所用儀器、緩沖液、蒸餾水等使用前高壓滅菌。32緩沖液和酶分裝成小份，20低溫保存。33每添加一種反應成分，更換一個移液器的槍頭。863600334混勻后離心處理，使反應液集中在離心管底部。4結果分析與評價41反應液稀釋：取2uLPCR反應液，添加98uL蒸餾水；2分光光度計調零：將100uL蒸餾水添加到比色杯中，在260nm處將分光光度計調整讀數(shù)為零。42將100uL反應稀釋液倒入比色杯中，測定在260nm處的光吸收值。43計算：DNA含量50光吸收值稀釋倍數(shù)課后小結課后習題1DNA分子復制時，解旋的兩條鏈中（ ）A僅一條作為復制模板 B兩條鏈作為模板并復制出兩個不同的DNA分子C兩條鏈作為模板并復制出兩個相同的DNA分子D兩條鏈作為模板，各自合成一條子鏈，然后兩條母鏈重新結合為原來的雙螺旋分子，兩條新鏈結合成一個全新的DNA分子2.下列關于DNA復制過程的正確順序是（ ）互補堿基對之間氫鍵斷裂互補堿基對之間形成氫鍵DNA分子在解旋酶的作用下解旋以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結構A B C D3.下列各項過程中，遵循“堿基互補配對原則”的有（ ）8636003DNA復制RNA復制轉錄翻譯逆轉錄A B C D4.實驗室內模擬生物體DNA的復制必需的一組條件是（ ）酶游離的脫氧核苷酸ATPDNA分子mRNAtRNA適宜的溫度適宜的酸堿度A B C D5.利用PCR技術，把一個雙鏈DNA分子當作第一代，經(jīng)過3次循環(huán)，在第四代DNA分子中，有幾條第一代脫氧核苷酸的長鏈？（ ）A 2 B 4 C 8 D 16，答案： CDADA