新人教版2024-2024学年高二生物选修1专题5课题2
多聚酶链式反应扩增DNA片段
1.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
2．PCR反应需要DNA模板、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶等条件。
3．PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。
4．PCR每次循环都包括变性、复性和延伸三步。
5．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。
一、PCR技术的原理
1．细胞内DNA复制的条件[填表]
原料 模板 酶 引物
2．PCR扩增的原理及条件
(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。 (2)原理：
①子链的合成：DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物，DNA合成的方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
②双螺旋的打开：DNA的热变性原理，即：
4种脱氧核苷酸 2条DNA的母链 解旋酶和DNA聚合酶 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 。
(3)条件：DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶、一定的缓冲溶液以及能自动调控温度的设备。
二、PCR的反应过程
三、PCR技术的实验操作 1．实验用具
(1)PCR仪：该仪器能自动调控温度，实现DNA的扩增。如果没有PCR仪，可用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。
(2)微量离心管：总容积为0.5 mL，实际上是进行PCR反应的场所。 (3)微量移液器：用于向微量离心管中转移PCR配方中的液体。 2．注意事项
(1)为避免外源DNA等因素的污染，实验中使用的一些用具在使用前必须进行高压灭菌。 (2)所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。
(3)在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头必须更换。 四、DNA含量的测定
1．原理：利用DNA在260_nm的紫外线波段的吸收峰曲线来测定相应含量。 2．计算公式
DNA含量(μg/mL)＝50×(260_nm的读数)×稀释倍数。
1．PCR技术控制DNA的解聚与结合是利用了DNA的( ) A．特异性 B．稳定性 C．热变性 D．多样性
解析：选C DNA分子在80～100 ℃的温度范围内变性，双链解开成单链；当温度缓慢降低时，又能重新结合形成双链。
2．标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是( ) A．92 ℃、55 ℃、72 ℃ B．72 ℃、55 ℃、92 ℃ C．55 ℃、92 ℃、72 ℃ D．80 ℃、55 ℃、72 ℃
解析：选A 当温度上升到90 ℃以上(90～96 ℃)时，双链DNA解聚为单链，称之为变性；当温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；当温度上升到72 ℃左右(70～75 ℃)时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在Taq DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，称为延伸。
3．PCR实验中用到微量离心管、缓冲液和蒸馏水，使用前必须进行的关键步骤是( ) A．反复洗涤 B．用酒精擦洗
C．高压灭菌 D．在－20 ℃保存
解析：选C 在PCR实验中，为了避免外源DNA等因素的污染，微量离心管、枪头、缓冲液和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。同时也不能忽视其他操作步骤，如缓冲液和酶应该分装成小份，并且在－20 ℃保存。
核心要点一
| PCR扩增的原理和过程
PCR反应 加热至90 ℃以上时，双链全部解开 耐高温的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶) RNA或单链DNA分子片段 两条子链都是连续合成 高温 1．生物体内的DNA复制与PCR反应的比较 解旋 酶 不 同 点 合成 子链 温度 相 同 点 2．PCR的反应过程
一条子链连续合成，另一条子链不连续合成 体内温和条件 引物 体内DNA复制 在解旋酶的作用下，边解旋边复制 解旋酶、DNA聚合酶 一小段RNA ①都需提供DNA复制的模板 ②都需要四种脱氧核苷酸原料 ③都需要分别与两条模板链相结合的两种引物 ④子链延伸的方向都是从5′端到3′端
(1)变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链，如图。
(2)复性：当系统温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如图。
(3)延伸：当系统温度上升至72 ℃左右时，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，如图。
新人教版2024-2024学年高二生物选修1专题5课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段
