4.2 分子生物学技术 学案(含答案)
《4.2 分子生物学技术 学案(含答案)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4.2 分子生物学技术 学案(含答案)(9页珍藏版)》请在七七文库上搜索。
1、第第 10 课时课时 分子生物学技术分子生物学技术 学习导航学习导航 1.结合教材了解 PCR 技术的基本操作。2.理解 PCR 扩增 DNA 片段的原理。 3.结合教材,尝试进行目的 DNA 片段的体外扩增。 重难点击重难点击 1.了解 PCR 技术的基本操作。2.理解 PCR 的原理。 一、一、PCR 反应程序及原理反应程序及原理 1DNA 分子的结构 (1)写出各个标号的名称:胞嘧啶;腺嘌呤;鸟嘌呤;胸腺嘧啶;脱氧核糖;磷 酸基团;胸腺嘧啶脱氧核苷酸;氢键;碱基对;一条脱氧核苷酸链。 (2)DNA 的两条链是反向平行的,为了明确表示 DNA 链的方向,通常将 DNA 的羟基末端称 为 3
2、端,将磷酸基团的末端称为 5端,按此原则在图上方框内标出两条链的方向。 答案 左链上 5端,下 3端;右链上 3端,下 5端。 2细胞内 DNA 复制条件分析 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 子链的原料 酶 解旋酶 打开 DNA 双螺旋 DNA 聚合酶 催化合成 DNA 子链 能量 ATP 为解螺旋和合成子链供能 引物 RNA 为 DNA 聚合酶提供合成的 3端起点 3PCR 技术 (1)概念:在体外快速扩增特定基因或 DNA 序列(目的 DNA 片段)的技术称为 PCR 技术。 (2)物质条件:DNA 模板、四种脱氧核苷酸、Ta
3、qDNA 聚合酶、引物。 (3)PCR 反应的过程及结果 PCR 反应程序 a变性:在 94 高温下,作为模板的双链 DNA 解旋为单链 DNA。 b退火(复性):反应体系的温度降至 55 ,引物与作为模板的单链 DNA 上的特定部位相互 配对。 c延伸:反应体系的温度回升到 72 左右,按照单链 DNA 上的脱氧核苷酸序列,4 种脱氧 核苷酸根据碱基互补配对原则, 在TaqDNA聚合酶的作用下连接到引物之后, 使引物链延伸, 形成互补的 DNA 双链。 结果 aPCR 扩增一般要经历三十多次循环,每次循环都包括变性、退火、延伸三步。 b两引物之间的固定长度的 DNA 序列呈指数扩增。 1PC
4、R 原理 PCR 反应与体内 DNA 复制的引物在化学本质上是否相同?请分析原因。 答案 不相同。体内 DNA 复制所需引物为 RNA 聚合酶合成的一小段 RNA,但 PCR 反应时 所用引物一般是人工加入的一小段单链 DNA。 2PCR 反应过程 (1)PCR 反应中需要解旋酶和 DNA 聚合酶吗?若需要,则与细胞内 DNA 复制有何区别? 答案 PCR 反应不需要解旋酶,但需要 DNA 聚合酶。由于 PCR 反应中需要高温使 DNA 解 旋,因此 PCR 所需的 DNA 聚合酶能耐高温。 (2)PCR 的每次循环中应如何控制温度?请分析原因。 答案 每次循环中先高温解旋, 再低温使引物与模
5、板结合,最后适当升温有利于 Taq DNA 聚 合酶发挥作用。 (3)结合下图分析 PCR 过程中 DNA 复制的方向是怎样的? 答案 DNA 的羟基(OH)末端为 3端;磷酸基团的末端为 5端。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。 归纳总结 PCR 扩增与 DNA 复制的异同 项目 DNA 复制 PCR 扩增 不同点 时期 有丝分裂间期或减数第一次 分裂的间期 任何时期 场所 活细胞内 细胞外 酶 解旋酶、DNA 聚合酶 耐高温的 Taq DNA 聚合酶 引物 有转录,产生
6、RNA 作引物, 无需人工加入 无转录,无引物产生,需人工加 入两种 DNA 引物 特点 边解旋边复制 先全部解旋后开始复制 缓冲液 不需缓冲液 配制缓冲液代替细胞核液 设备 无 控制温度变化的温控设备 相同点 原理 严格遵循碱基互补配对原则 引物 都需要分别与两条模板链相结合的两种引物 模板 DNA 的两条链为模板 特点 半保留复制 原料 游离的四种脱氧核苷酸 1下列关于 DNA 复制和 PCR 技术的描述中,正确的是( ) ADNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA,只能从 5端延伸 DNA 链 BDNA 复制不需要引物 C引物与 DNA 母链通过碱基互补配对进行结合 DPCR 扩增的对象是
7、氨基酸序列 答案 C 解析 DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA, 故 DNA 复制需要引物; DNA 聚合酶只能从 3 端延伸 DNA 链,而不能从 5端延伸 DNA 链;引物通过碱基互补配对原则与 DNA 母链相 结合;PCR 扩增的对象是 DNA,而不是氨基酸序列。 2PCR 技术有效地解决了因为样品中 DNA 含量太低难以对样品进行研究的问题,而被广泛 应用,与细胞内的 DNA 复制相比,PCR 可以快速扩增所需的 DNA 片段,请分析回答下列有 关问题: (1)体内 DNA 复制过程中用解旋酶打开双链 DNA,而 PCR 技术中的解旋原理是 。 (2)此过程需要一种 Taq DNA
8、 聚合酶。 该酶是从 中分离的。 (3)与普通 DNA 聚合酶相比,Taq DNA 聚合酶具有的特性是 。 (4)与体内 DNA 复制相比较,PCR 反应要在 中才能进行,并且要严 格控制 条件。 (5)PCR 中加入的引物有 种,加入引物的作用是 。 答案 (1)DNA 的热变性原理 (2)水生耐热细菌 Taq (3)耐高温 (4)一定的缓冲溶液 温度 (5)2 作为 DNA 复制的起点 解析 (1)PCR 技术中用高温使 DNA 分子中的氢键打开,从而解旋,其原理是 DNA 的热变 性原理。(2)Taq DNA 聚合酶是从水生耐热细菌 Taq 中提取的。(3)与普通 DNA 聚合酶相比,
9、Taq DNA 聚合酶在 90 以上的环境中不变性,具有耐高温的特性。(4)PCR 反应需要适宜的 温度和 pH,因此 PCR 反应要在一定的缓冲溶液中进行,并需严格控制好温度条件。(5)PCR 需要两种引物,引物的识别位点决定了 PCR 扩增的 DNA 片段。PCR 中加入的引物一般是一 小段单链 DNA, 作用是引导 DNA 复制, 可以使游离的脱氧核苷酸与之结合形成磷酸二酯键, 成为 DNA 复制的起点。 一题多变 细胞内的 DNA 复制需要适宜的温度和 pH 吗?若需要,是如何实现的? 答案 需要。细胞内的适宜温度和 pH 与内环境的稳态有关,低等生物与环境因素有关。 易错提醒 与 P
10、CR 原理有关的三个易错点 (1)酶的作用位点:解旋酶的作用是使 DNA 两条链之间的氢键断开;DNA 聚合酶与 DNA 连 接酶的作用都是催化形成磷酸二酯键。不要误认为解旋酶也作用于磷酸二酯键。 (2)DNA 聚合酶和 DNA 连接酶: DNA 聚合酶是将单个核苷酸连接到已有的单链片段的 3端 上,需要模板;而 DNA 连接酶连接的是两条 DNA 片段的缺口,不需要模板。 (3)PCR 中的解旋过程:PCR 过程中不需要解旋酶,需要升高温度才能打开氢键,但此时的温 度不会破坏磷酸二酯键,因此,DNA 加热变性后变为单链,并未分解成单体。 二、目的二、目的 DNA 片段的体外扩增与鉴定片段的体
11、外扩增与鉴定 1DNA 片段的 PCR 扩增 (1)准备器材:PCR 仪、台式高速离心机、0.2 mL PCR 微量离心管、自动取液器、模板 DNA 等。 (2)在 0.2 mL 微量离心管中加入 5 L 10 倍浓缩的 PCR 缓冲液, 4 种脱氧核苷酸的溶液各 5 L, 1 L 模板 DNA,5 L 引物 1 和 5 L 引物 2,29 L 双蒸水。 (3)煮沸 5 min 之后冰浴 2 min,低速离心,按照 1 单位/L 加入 TaqDNA 聚合酶。 (4)扩增 DNA 片段的反应程序:将微量离心管放入 PCR 仪中,盖上样品池盖。在 94 的条 件下预热 5 min,再设置反应程序为
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 4.2 分子生物学技术 学案含答案 分子生物学 技术 答案
链接地址:https://www.77wenku.com/p-129761.html