人教版高中生物-选修三重点知识点总结 （PDF版）

1 PCR及 DNA粗提取技术 知识点总结 一、 PCR （1） 概念：PCR 是多聚酶链式反应的简称，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，在几小时内复制出百万份的 DNA 拷贝。 （2） 原理：利用 DNA 的热变形原理，在 80~100℃的温度范围内，DNA 的双螺旋结构将 解体，双链分开；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。 （3） 反应条件 参与的组成 在 DNA 的复制中的作用 目的 DNA 片段 提供 DNA 复制的模板 耐热的 DNA 聚合酶 催化合成 DNA 子链（形成磷酸二酯键） 4 钟脱氧核苷酸 合成子链的原料 引物 使 DNA 聚合酶能够从引物的 3 端开始连 接脱氧核苷酸 稳定的缓冲溶液 提供类似细胞内 DNA 复制的液体环境 PCR 仪 控制温度 【注意】PCR 需要适宜但又不同于细胞内 DNA 复制的条件，比如不需要添加解旋酶，不需 要添加 ATP，但需要添加耐热的 DNA 聚合酶、引物以及能够人为调控温度和复制周期等。 （4） PCR 的反应过程与结果 ① 过程：PCR 一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。 a． 变性： 当温度上升到 90℃以上时，双链 DNA 解聚为单链。 b． 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。 c． 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：一个 DNA 复制成两个 DNA，实现倍增 （5） 细胞内 DNA 复制和细胞外 PCR 扩增的比较 DNA 复制 PCR 扩增 不 同 点 场所 活细胞内 细胞外 能量 ATP 提供能量 不需 ATP 提供能量 酶 解旋酶、连接酶、DNA 聚 合酶等 耐热 DNA 聚合酶（TaqDNA 聚 合酶） 是 否 有 RNA 转 录 伴有 RNA 转录，产生引物 无 RNA 转录需加入两种引物 是 否 需 缓冲液 不需缓冲液 严格配制 10 倍浓缩扩增缓冲液 设备 无 严格控制温度变化的温控设备 相同点 原料 四钟脱氧核苷酸（ATGC） 2 复 制 原 理 严格遵循碱基互补配对原则，半保留复制 模板 DNA 为模板 引物 都需要与两条模板链相结合的两种引物 二．DNA粗提取 1.实验原理 （1）DNA 在不同浓度的 NaCl 中溶解度不同：在 NaCl 溶液浓度低于 0.14mol/L 时，DNA 的溶解度随 NaCl 溶液浓度增加而逐渐降低；在 0.14mol/L 时，DNA 溶解度最小；当 NaCl 溶液浓度继续增加时，DNA 的溶解度又逐渐增大。 （2）DNA 不溶于酒精 （3）DNA 与蛋白质对酶、温度和洗涤剂耐受性不同 （4）DNA 与二苯胺在沸水浴的条件下呈现蓝色反应 2.实验材料：鸡血红细胞、菜花、肝脏等 3.实验试剂：2mol/LNaCl，蒸馏水，二苯胺试剂 4.实验步骤 ① 选材：凡是含有 DNA 的生物材料都可以考虑，但是使用 DNA 含量相对较高的生物组织， 成功的可能性更大。 ② 释放 DNA：破碎细胞，获取含 DNA 的滤液 ③ 溶解 DNA：在滤液中加入两倍体积的 2mol/LNaCl 溶液，延一个方向搅拌 1min。 ④ 析出 DNA：缓慢贴壁加入蒸馏水，并延一个方向不停的均匀搅拌，使 NaCl 溶液的浓度最终为 0.1-0.2mol/L.用 3-4 层纱布对DNA 稀释液进行过滤，收集 DNA 的粘稠物。 ⑤ 再溶解 DNA：继续用 2mol/LNaCl 溶液 20ml 溶解 DNA 粘稠物，仍延一个方向搅拌 3min。 ⑥ DNA 的纯化：讲处理后的溶液过滤，加入 50ml’冷却的体积分数为 95%的酒精溶液，并 用玻璃棒朝一个方向缓慢、均匀搅拌，溶液会出现白色丝状物，这就是粗提取的 DNA 5.DNA 的鉴定 取两只 20ml 的试管，各加入物质的量为 2mol/L 的 NaCl 溶液 5ml，将丝状物放入其中一支 试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解，然后向两支试管中各加入 4ml 的二苯胺试剂。混 合均匀后，将试管置于沸水中加入 5min，待试管冷却后，观察试管中溶液颜色的变化，溶 解有 DNA 的溶液变蓝。 【注意】 实验材料不能选择哺乳动物红细胞因为其红细胞没有细胞核，很难提取到 DNA。 以血液为实验材料时，每 100ml 血液中需要加入 3g 柠檬酸钠，防止血液凝固。 实验中两次使用蒸馏水。第一次