3.2.2 PCR的计算课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2节 基因工程的基本操作程序 第二课时 PCR的过程及相关计算 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 1 1、PCR是 的缩写。它是一项根据 的原理，在 提供参与DNA复制的各种组分与反应条件， 对 的技术。 2、DNA复制和PCR所需基本条件 聚合酶链式反应 DNA半保留复制 体外 目的基因的核苷酸序列进行大量复制 【知识回顾】教材P77 项目 体内DNA复制 体外PCR扩增 模板     原料     酶     引物   DNA的两条链 含目的基因的DNA的两条链 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 耐高温的DNA聚合酶 一小段单链RNA 一小段单链DNA，2种引物 引物的作用： 使DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸 PCR包括几个过程？温度多少？具体进行什么行为？ 【合作探究1】 观看视频，阅读教材P78-79 【PCR的过程】 当温度超过_____以上时， 断裂，双链DNA解聚为两条 。 步骤1、变性 步骤2：复性 步骤3：延伸 ①实质： ②条件： 通过 与两条单链DNA结合的过程。 温度下降到50℃ 循环 氢键 单链DNA 90℃ 不需要解旋酶 两种引物 碱基互补配对 溶液中的4种脱氧核苷酸在 的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 ①实质： ②条件： 引物结合在模板链 端， 引导子链从 方向复制。 【PCR的过程】 步骤1、变性 步骤2：复性 步骤3：延伸 循环 ①实质：双链DNA氢键断裂解聚为单链的过程。 ②条件： 温度超过90℃ ①实质： ②条件： 两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合的过程。 温度下降到50℃ 引物结合在模板链 端， 引导子链从 方向复制。 3' 5'端→3'端 ①实质： ②条件： 溶液中的4种脱氧核苷酸在 的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 温度上升到72℃左右 耐高温的DNA聚合酶 任务1：设计PCR的引物 5’CATGTCCA--------------------------------------------------CCACAACC3’ 3’GTACAGGT--------------------------------------------------GGTGTTGG5’ 引物2 引物1 5’ CATGTCCA3’ 3’GGTGTTGG5’ 目的基因 核心要点： 1、引物只能与母链的3’端结合，引导子链从5’端向3’端延伸 2、引物内部不能自连，引物之间不能互连。 3、为了便于扩增的DNA片段与表达载体的连接，可以在片段的5’端添加限制酶的识别序列。通常，两种引物上设计不同的酶切位点，以确保目的基因与载体的正向连接。 【课堂练习1】 在进行PCR扩增时,应选择图2中引物　 　　　,原因是 　　　　　　　　　　　　 　　　　。  4种脱氧核苷酸需要加到引物的3′端进行延伸 Ⅰ和Ⅳ 合作探究：模拟PCR获取和扩增目的基因的过程 学生活动1：在草稿本上画出过程图进行验证（5min），注意： 1、标注模板链的方向 （5’端、3’端） 2、先确认引物放置的位置，再画出产物。 3、选一张大一些的草稿纸。 【思考讨论】 若下图所示片段是PCR的模板，则PCR至少循环几轮才能得 到完整的目的基因？ （两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段） 5’ 3’ 3’ 5’ 目的基因 a c b d 【学生活动2】 PCR扩增DNA规律 扩增次数 第1次 第2次 第3次 第n次 DNA总数 长-中链DNA 中-短链DNA 短-短链DNA 含引物A(或B) 的DNA 共消耗引物的分子数 第 一 次 循 环 90℃以上，变性 72℃左右，延伸 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 5’ 50℃左右，复性 5’ 第 二次 循 环 5’ 3’ 5’ 5’ 变性、 5’ 5’ 3’ 5’ 5’ 5’ 5’ 复性、 延伸 第 三次 循 环 3’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 3’ 3’ 3’ 3’ 5’ 变性、 复性、 延伸 PCR扩增时，从第____代出现完整的目的基因 3 PCR扩增DNA规律 扩增次数 第1次 第2次 第3次 第n次 DNA总数 长-中链DNA 中-短链DNA 短-短链DNA 含引物A(或B) 的DNA 共消耗引物的分子数 2 0 0 2 2 2 4 0 2 2 2(n-1) 2n-2n 1 3 7 2n-1 21 22 23 2n 2 6 14 2n+1-2 课后练习 1、PCR的一次循环，实质是模拟体内DNA复制1次的过程； 包含 ， ， 三个环节。 高温变性 低温复性 适温延伸 p78 2. 利用PCR将某小段含目的基因的DNA分子扩增循环n次，下列叙述正确的是 A.需要已知目的基因的全部序列以便设计引物 B. 共需2n+1-2个引物参与子代 DNA分子的合成 C. 应向反应体系中加入解旋酶、DNA 聚合酶、缓冲液等 D. 理论上第4次循环产物中含两种引物的DNA片段占15/16 B 课后练习 3.现有目的基因“X基因”，若要用PCR 技术拷贝X基因，需加入两种引物。两种引物及其与模板链的结合位置如左图所示。经4 轮循环后产物中有5种不同的 DNA分子，如右图所示。 请回答∶至少需要循环_______轮，图2所示的5种不同的 DNA 分子在产物中才能全部出现。经4轮循环后，图中④所示的DNA分子数占DNA分子总数的比例为_______；从理论上推测，第4轮循环产物中不含有引物1的DNA片段所占的比例为_______。 3 3/16 1/16 Lavf57.83.100 $$