. 多聚酶链式反应扩增dna片段 教案 （人教版选修）

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1、5.2多聚酶链式反应扩增DNA片段教案（人教版选修1）●课标要求尝试PCR(DNA多聚酶链式反应)技术的基本操作和应用。●课标解读1．尝试PCR技术的基本操作。2．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。●教学地位PCR技术是一种在体外迅速扩增DNA片段的技术，这一技术广泛应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆等领域，是一种常用的分子生物学手段。本课题与必修内容中学习的DNA复制密切相关。●教法指导1．对于PCR原理的教学，首先可引导学生回忆必修2中有关DNA复制的知识，在此基础上，

2、学生需进一步了解DNA双链的方向，要学会区分DNA链的3′端和5′端，理解DNA两条链的“反向”，此外还需引导学生了解DNA聚合酶的作用特点，从而引出DNA复制需要引物。接着介绍体外使DNA双链打开的方法，根据酶的作用特点，引导学生认识到在PCR中需要耐高温的DNA聚合酶，再结合专题2中课题2“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”TaqDNA聚合酶的发现过程，帮助学生理解，并加深印象。2．对于PCR的反应过程的教学，可让学生以阅读为主，认真读图“PCR的反应过程”，教师总结每一个步骤发生的变化，每一步骤的作用，可让学生将每一步的图解

3、转化为文字叙述，以加深学生的印象。●新课导入建议可利用电影《侏罗纪公园》进行导入，科学家在化石中发现了恐龙的DNA，并由此“复活”了恐龙，假如你是科学家，你只发现了少量的DNA，假如直接用这些DNA进行实验，成功率不一定是100%，那么首先要做的是什么工作呢？由此引入PCR技术。●教学流程设计学生课前预习：阅读教材P58－63，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。了解本课题的基础知识。步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，理解DNA

4、聚合酶的作用特点、引物的作用及PCR技术所需要的条件。通过例1检测、巩固。步骤3：学生阅读教材PCR的反应过程部分，熟悉反应流程，思考：体外的DNA复制与细胞内的DNA复制有何不同之处？课标解读重点难点1.尝试PCR(DNA多聚酶链式反应)技术的基本操作。1.PCR的原理和PCR的基本操作。(重点)2.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。2.PCR的原理。(难点)PCR技术的原理及条件1.细胞内DNA复制的条件参与的组分在DNA复制中的作用DNA母链提供DNA复制的模板解旋酶打开DNA双

5、链4种脱氧核苷酸合成子链的原料DNA聚合酶催化合成DNA子链引物使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸2.PCR技术的原理(1)概念PCR即多聚酶链式反应，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。(2)原理①DNA变性：在80～100℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构解体，双链分开，这个过程称为变性。②DNA复性：当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链。③DNA子链合成：DNA聚合酶从引物的3′端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子

6、链的5′端向3′端延伸。(3)条件①模板：DNA。②引物：能分别与两条模板链相结合的物质。③原料：四种脱氧核苷酸。④酶：耐热的DNA聚合酶，一般用TaqDNA聚合酶。⑤其他条件：需要稳定的缓冲溶液和能自动调控温度的温控设备。1．什么是引物？若要克隆DNA，应加入几种特定的引物？【提示】所谓引物是指两段与待扩增的DNA序列互补的一小段DNA或RNA片段。DNA是由两条反向平行排列的脱氧核苷酸长链构成的。在DNA扩增时，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链，因此克隆DNA时应加入两种引物。PCR的实验操作

7、1.过程PCR一般要经历三十多次循环，每次循环大致可分为以下步骤。(1)变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。(2)复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。(3)延伸：温度上升到72℃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。2．结果DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数扩增。3．DNA含量的测定(1)原理：利用DNA在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰这一特点进行DNA含量的测定。(2)

8、计算公式：DNA含量(μg/mL)＝50×(260nm的读数)×稀释倍数。4．实验用具(1)PCR仪①作用：自动调控温度，实现DNA扩增。②替代者：用3个恒温水浴锅代替，操作时按程序在3个水浴锅中来回转移PCR反应的微量离心管即可。(2)微量离心管