高中生物 第六章 蛋白质和DNA技术 第二节 DNA片段的扩增——PCR技术学案 中图版选修1-中图版高二选修1生物学案

第二节 DNA 片段的扩增——PCR 技术1．理解 PCR 扩增 DNA 片段的原理。2．尝试 PCR 技术的基本操作和应用。一、细胞内的 DNA 复制过程：首先在解旋酶的作用下解开 DNA 双链 ；接着在 RNA 聚合酶 的作用下，以 DNA 单链 为模板，合成一段 RNA 引物（两条 DNA 模板链各需一个 RNA 引物）；然后以 RNA 引物 为起点，在DNA 聚合酶 的作用下，以四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成两条新的 DNA子链。二、DNA 体外扩增——PCR 技术1．概念：DNA 体外扩增技术实际上是在体外模拟细胞内的 DNA 复制 过程，形成大量特异性的 DNA 片段，这个反应过程称为聚合酶链式反应，简称 PCR。2．PCR 过程与细胞内的 DNA 复制过程的区别（1）PCR 过程需要的引物不是 RNA，而是人工合成的 DNA 单链 ，其长度通常为 20 ～ 30 个脱氧核苷酸。（2）PCR 过程中 DNA 的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。3．PCR 技术的操作进行 PCR 过程前，将 PCR 缓冲液、DNA 模板 、一对引物、四种脱氧核苷酸、DNA 聚合酶 、Mg2＋等成分加入到一种特制的微量离心管中。① 高温变性：把离心管置于 95 ℃的高温中，DNA 碱基对之间的氢键断裂，DNA 双链拆开成两条单链。② 低温复性：将离心管置于 55 ℃的环境中，使一对引物分别结合到两条分开的模板链上。③ 中温延伸：再将离心管转置于 72 ℃的环境中，在 DNA 聚合酶 的催化作用下，游离的脱氧核苷酸从引物的一端一个接一个地连接上去，从而形成了两条新的子链。于是，一个 DNA分子便复制成了两个。而新合成的 DNA 又可再度作为模板进行上述的循环，重复这三步操作，DNA 片段便呈 2 的指数 增长。该过程可在 DNA 扩增仪 （PCR 仪）内进行。4．PCR 技术的优点快速、高效、灵活和易于操作是 PCR 技术的突出优点。5．PCR 扩增效果的检测可用分光光度法进行检测。DNA 在 260 nm 的紫外线波段有一强烈的吸收峰。可以利用DNA 的这一特点进行 DNA 含量的测定。以蒸馏水作为空白对照，在波长 260 nm 处测 PCR 产物稀释液的光吸收值（用 A260 nm表示）。据测定，1 μg·mL－1的 DNA 在厚度为 1 cm 比色杯中的吸光值为 0.02。以此为标准，可以计算出样品中的 DNA 浓度。公式如下：DNA 的浓度（μg·mL－1）＝×稀释倍数思考：2003 年 SARS 病毒席卷我国，随后生物科学研究所迅速研制出了...