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- 2023-03-18 01:50:02 发布
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课题：多聚酶链式反应扩增 DNA 片段
教学目标：
（一）知识与技能
1、了解 PCR技术的基本操作
2、理解 PCR的原理
3、讨论 PCR的应用
（二）过程与方法
在多聚酶链式反应扩增 DNA片段的实验过程中，应避免外源 DNA污染，严格控制温度等反应条件
（三）情感、态度与价值观
通过对 PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神
教学重点：PCR的原理和 PCR的基本操作
教学难点：PCR的原理
教学过程：
（一）引入新课
在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因
检测、古生物鉴定等都离不开对 DNA分子碱基序列的分析。而分析 DNA碱基序列，就需要一定量的
DNA 片段。怎样迅速获得足够量的 DNA 片段呢？今天我们来研究学习 DNA 分子的扩增技术――PCR
技术。
（二）进行新课
1．基础知识
PCR技术扩增 DNA的过程，与细胞内 DNA复制过程类似：
1．1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
DNA聚合酶
打开 DNA双螺旋
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
1．2细胞内 DNA复制过程
（1）DNA的反向平行结构：（结合投影图）
核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）
由核苷酸通过 3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。
DN A双螺旋结构的反向平行结构：
（2）DNA的复制过程:
解 旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条 DNA单链。
引物结合：在 DNA单链 3’端与 DNA反向配对结合，确保引物 3’端与 DNA单链准确配对。
DNA聚合酶结合：
子链合成：DNA聚合酶从引物 3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。
后续加工：DNA聚合酶 I将引物切去，并合成空缺处的 DNA单链，再由 DNA连接酶将不连续的 DNA
子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）
子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。
感悟生命的神秘：DNA 聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入
一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合
酶没有校对功能，因此 RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在 RNA引
物完成功能后即被 DNA聚合酶 I删去，代之以高保真的 DNA链。
［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？
DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。
［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。
1．3DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在 80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条 DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在 50℃左右时，两条 DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。
复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定 DNA聚合酶,两种引物。
反应场所：PCR仪（自动温度周期性调节）。
［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）1．4PCR的反应过程
变性：在 95℃时 DNA解旋
复性：在 50℃时引物与 DNA单链结合
延伸：在 72℃时合成 DNA子链（两个引物间的序列）2．实验操作
2．1 PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定 DNA聚合酶、两种 RNA
变性 复性 延伸
引物，水
2．2 实验操作步骤
2．3 按照 PCR反应体系配方配制反应液；
（2）将 PCR反应体系 50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中；
（3）将微量离心管放到 PCR仪中；
（4）设置 PCR仪的工作参数。
（5）DNA在 PCR仪中大量扩增。
2．4 水浴法：将微型离心管依次在 95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。
3．实验注意事项
3．1避免外源 DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。
3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。
3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。
3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。
4．结果分析与评价
4．1反应液稀释：取 2µLPCR反应液，添加 98µL蒸馏...
教学目标：
（一）知识与技能
1、了解 PCR技术的基本操作
2、理解 PCR的原理
3、讨论 PCR的应用
（二）过程与方法
在多聚酶链式反应扩增 DNA片段的实验过程中，应避免外源 DNA污染，严格控制温度等反应条件
（三）情感、态度与价值观
通过对 PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神
教学重点：PCR的原理和 PCR的基本操作
教学难点：PCR的原理
教学过程：
（一）引入新课
在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因
检测、古生物鉴定等都离不开对 DNA分子碱基序列的分析。而分析 DNA碱基序列，就需要一定量的
DNA 片段。怎样迅速获得足够量的 DNA 片段呢？今天我们来研究学习 DNA 分子的扩增技术――PCR
技术。
（二）进行新课
1．基础知识
PCR技术扩增 DNA的过程，与细胞内 DNA复制过程类似：
1．1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
DNA聚合酶
打开 DNA双螺旋
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
1．2细胞内 DNA复制过程
（1）DNA的反向平行结构：（结合投影图）
核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）
由核苷酸通过 3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。
DN A双螺旋结构的反向平行结构：
（2）DNA的复制过程:
解 旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条 DNA单链。
引物结合：在 DNA单链 3’端与 DNA反向配对结合，确保引物 3’端与 DNA单链准确配对。
DNA聚合酶结合：
子链合成：DNA聚合酶从引物 3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。
后续加工：DNA聚合酶 I将引物切去，并合成空缺处的 DNA单链，再由 DNA连接酶将不连续的 DNA
子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）
子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。
感悟生命的神秘：DNA 聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入
一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合
酶没有校对功能，因此 RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在 RNA引
物完成功能后即被 DNA聚合酶 I删去，代之以高保真的 DNA链。
［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？
DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。
［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。
1．3DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在 80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条 DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在 50℃左右时，两条 DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。
复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定 DNA聚合酶,两种引物。
反应场所：PCR仪（自动温度周期性调节）。
［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）1．4PCR的反应过程
变性：在 95℃时 DNA解旋
复性：在 50℃时引物与 DNA单链结合
延伸：在 72℃时合成 DNA子链（两个引物间的序列）2．实验操作
2．1 PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定 DNA聚合酶、两种 RNA
变性 复性 延伸
引物，水
2．2 实验操作步骤
2．3 按照 PCR反应体系配方配制反应液；
（2）将 PCR反应体系 50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中；
（3）将微量离心管放到 PCR仪中；
（4）设置 PCR仪的工作参数。
（5）DNA在 PCR仪中大量扩增。
2．4 水浴法：将微型离心管依次在 95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。
3．实验注意事项
3．1避免外源 DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。
3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。
3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。
3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。
4．结果分析与评价
4．1反应液稀释：取 2µLPCR反应液，添加 98µL蒸馏...