人教版选修一生物《第五章 第二节 多聚酶链式反应扩增NDA片段》课件(共7套

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名称 人教版选修一生物《第五章 第二节 多聚酶链式反应扩增NDA片段》课件(共7套
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文件大小 4.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2013-03-30 17:31:58

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课件70张PPT。一、基础知识(一)DNA分子的结构一、基础知识1、组成元素(一)DNA分子的结构一、基础知识C、H、O、N、P1、组成元素(一)DNA分子的结构一、基础知识C、H、O、N、P1、组成元素2、基本单位(一)DNA分子的结构一、基础知识C、H、O、N、P1、组成元素脱氧核苷酸2、基本单位(一)DNA分子的结构一、基础知识C、H、O、N、P1、组成元素脱氧核苷酸2、基本单位3、脱氧核苷酸结构(一)DNA分子的结构多脱氧核苷酸链结构简图连 接 连 接 5'端含磷酸基团3'端(含羟基)连 接 5'端含磷酸基团3'端(含羟基)连 接 5'端含磷酸基团3'端(含羟基)3'端5'端4、DNA分子的双螺旋结构4、DNA分子的双螺旋结构  ① DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链(即一条链为3′→5′,另一条链为5′→3′)盘旋而成的规则双螺旋结构。4、DNA分子的双螺旋结构  ②脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在链的内侧。  ① DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链(即一条链为3′→5′,另一条链为5′→3′)盘旋而成的规则双螺旋结构。  ③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对。碱基对的组成有特定的规律:即腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤一定同胞嘧啶配对。4、DNA分子的双螺旋结构(二)DNA的复制2、时期3、场所1、概念2、时期1、概念由一个DNA形成两个完全相同的DNA的过程(二)DNA的复制3、场所2、时期有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期1、概念由一个DNA形成两个完全相同的DNA的过程(二)DNA的复制3、场所2、时期3、场所细胞核(主)、线粒体、叶绿体1、概念由一个DNA形成两个完全相同的DNA的过程(二)DNA的复制有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期5、原料6、基本条件4、模板5、原料6、基本条件4、模板DNA母链5、原料脱氧核苷酸6、基本条件4、模板DNA母链5、原料脱氧核苷酸6、基本条件酶、ATP、原料、模板4、模板DNA母链7、复制过程7、复制过程?① DNA的解旋7、复制过程?① DNA的解旋  亲代DNA分子利用细胞提供的能量在解旋酶的作用下氢键断裂,部分双螺旋链解旋为两条平行的双链DNA聚合酶的特性  DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3′端延伸DNA链。因此,DNA复制需要引物。 ?② RNA引物的合成?② RNA引物的合成  以DNA单链为模板,在引物酶的作用下合成小段的RNA引物?② RNA引物的合成?③ DNA的生成  以DNA单链为模板,在引物酶的作用下合成小段的RNA引物?② RNA引物的合成  以DNA单链为模板,在引物酶的作用下合成小段的RNA引物?③ DNA的生成  以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下,在RNA引物的末端由5′端→3′端合成DNA。DNA合成的方向 子链由5′ 端向 3′端延伸  思考:DNA复制的前提是什么? 体外扩增DNA 如何打开双链? DNA复制的前提是______________;
用_________________方法  思考:DNA复制的前提是什么? 体外扩增DNA 如何打开双链? DNA复制的前提是______________;
用_________________方法  思考:DNA复制的前提是什么? 体外扩增DNA 如何打开双链? 双链的解开DNA复制的前提是______________;
用_________________方法  思考:DNA复制的前提是什么? 体外扩增DNA 如何打开双链? 双链的解开控制温度DNA 分子的热变性原理:DNA双链单链DNA 分子的热变性原理:DNA双链单链复性(缓慢冷却)DNA 分子的热变性原理:变性(加热80-100℃)DNA双链单链复性(缓慢冷却)变性的目的:复性的目的:DNA 分子的热变性原理:变性(加热80-100℃)DNA双链单链复性(缓慢冷却)变性的目的:复性的目的:解开双链有利于引物Ⅰ和引物Ⅱ与两条单链的结合DNA 分子的热变性原理:变性(加热80-100℃)思考:高温使DNA解旋,但普通DNA聚合酶会失活,__________________找到耐高温DNA聚合酶。思考:高温使DNA解旋,但普通DNA聚合酶会失活,__________________找到耐高温DNA聚合酶。托马斯.布鲁克体外DNA复制的条件(PCR 反应的条件)①DNA模板;
②分别与两条模板链相结合的两种引物;
③四种脱氧核苷酸;
④耐高温的聚合酶;
⑤ 控制温度,但不需解旋酶。体外DNA复制的条件(PCR 反应的条件)(三) PCR的反应过程1、PCR的反应步骤1、PCR的反应步骤  PCR一般经历三十多次循环,每次循环可以分为三个基本步骤──变性、复性和延伸(三) PCR的反应过程①变性(模板DNA解旋)  模板DNA加热至900C以上时,模板DNA双链解离,成为单链。2、循环过程PCR 循环第一步 :加热变性②复性(退火)  温度下降到50℃左右,两种引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。PCR 循环第二步 :引物与靶序列退火③延伸  温度上升到72℃,在TaqDNA聚合酶的作用下,以脱氧核苷酸为原料,以母链为模板,按碱基互补配对的原则,合成一条新的DNA链PCR 循环第三步 :引物延伸靶序列 靶序列第1个 PCR 循环完成后 :得到两个拷贝的靶序列95℃变性(1)PCR循环——变性(1)PCR循环——变性95℃变性95℃变性(1)PCR循环——变性55℃复性(2)PCR循环—复性(3)PCR循环—延伸(3)PCR循环—延伸(3)PCR循环—延伸(3)PCR循环—延伸3、30次循环后靶序列扩增的数量3、30次循环后靶序列扩增的数量4、循环特点:4、循环特点:①上一次循环的产物为下一循环的模板
②结果单链中有最初母链的只两条(无引物存在)
③其它子代DNA分子都为双引物分子
④处于两引物之间的DNA序列呈指数增长1×2N课件30张PPT。多聚酶链式反应
扩增DNA片断★分子生物学研究中最强大的实验技术之一
★其本质是在体外模拟胞内DNA分子复制的过程美国科学家穆利斯(K.B.Mullis)
发明了PCR技术,1993年诺贝尔奖 基础知识㈠.DNA分子的结构C、H、O、N、P1.元素组成:脱氧核苷酸2.基本单位:通常将DNA的羟基“-OH”末端称为3’端,
而磷酸基团的末端称为5’端3.多脱氧核苷酸链得形成4.DNA分子的双螺旋结构⑴DNA分子是由 的(即一条链为3’-5’,另一条链为5’-3’)脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则 结构。⑵ 与 交替连结,排列在外侧,构成基本骨架; 排列在链的内侧。⑶两条链上的碱基通过 连结起来,形成碱基对。碱基对的组成有特定的规律:即腺嘌呤一定与
配对, 一定同胞嘧啶配对。双螺旋两条反向平行脱氧核糖磷酸碱基氢键胸腺嘧啶鸟嘌呤㈡.DNA的复制2.时期有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。3.场所细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。1.概念由一个DNA形成两个完全相同的DNA的过程。4.基本条件酶:解旋酶、DNA聚合酶
能量:ATP
原料:四种脱氧核苷酸
模板:DNA的两条链⑴.边解旋边复制(过程)5.复制特点⑵.半保留复制(结果)6.遵循原则:碱基互补配对原则7.精确复制的原因8.复制的意义DNA分子通过复制使遗传信息从亲代传给了后代,从而保持了遗传信息的连续性⑴规则的双螺旋结构为复制提供了精确的模板⑵碱基互补配对能力保证了复制准确无误的进行小结:胞内DNA复制的基本知识㈢.PCR(多聚酶链式反应)2.Taq DNA聚合酶特性 高温的Taq DNA聚合酶解决了高温导致DNA聚合酶失活的问题,促成了PCR技术的自动化
不能从头合成DNA,只能从DNA母链的的3′端开始延伸DNA链,或者总是从子链的5′端向3′端延伸因此,DNA复制需要引物。1.定义:是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。能以极少量的DNA为模板,在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。3.PCR原理⑴在80-100°C的温度范围内,DNA的双螺旋结构将解体,双链分开,这个过程称为变性。⑵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。⑶PCR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,现在使用的PCR仪实质上也是一台能够自动调控温度的仪器。4.需要为PCR反应提供的物质缓冲液、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,同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。PCR技术是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。它具有特异、敏感、产率高、快速、 简便、重复性好、易自动化等突出。5.PCR技术的特点:6.细胞内和细胞外DNA复制环境的区别⑴PCR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7.细胞内复制和PCR不同点⑵PCR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8.PCR的重要应用:广泛应用于遗传病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等。1、PCR仪㈠.设备及用具实质上一台能够自动调控温度的仪器。实验操作2、微量离心管一种薄壁塑料管,总容积为0.5ml3、微量移液器用于定量转移PCR配方中的液体,其上的一次性吸液枪头用一次更换一次。1.准备2.移液㈡.实验操作步骤按照PCR反应体系的配方将所需用的试剂摆放在实验桌上。用微量移液器按照PCR反应体系配方往微量离心管里面加入各种试剂。混合后盖严微量离心管口的盖子,用手指轻轻弹击管壁。3.混合⑴过程:将微量离心管放在离心机上,离心约10s。4.离心⑵离心目的:使反应液体集中在离心管底部,提高反应效果。将离心管放入PCR仪上,设置好PCR仪的循环程序。5.反应PCR一般经历三十多次循环,每次循环可以分为三个基本步骤──变性、复性和延伸.⑴.变性(模板DNA解旋)模板DNA经加热至900C以上。一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使成为单链,以便于它与引物结合,为下轮反应作准备。⑵.复性(退火)模板DNA经加热变性成单链后,温度降到500C左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。⑶.延伸DNA模板-引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下以脱氧核苷酸为原料,以母链为模板,按碱基互补配对的原则与半保留复制的原理,合成一条新的DNA链。PCR 循环第一步:高温变性PCR技术高度灵敏,为了避免外源DNA等因素的污染而造成干扰实验,PCR操作时要注意做到:6.注意事项⑴隔离操作区,所用微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用必须进行高压灭菌;⑵分装试剂,简化操作程序,使用一次性枪头㈠.理论上DNA扩增数目的计算课题成果评价1.一条DNA,复制n次,DNA为2n2.a条DNA,复制n次,DNA为a×2n㈡.实验中DNA含量的测定1.原理可以通过计算DNA含量来评价扩增的效果,DNA在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰,峰值的大小与DNA的含量有关。⑵对照调零以蒸馏水作为空白对照,在波长260nm处,将紫外分光光度计的读数调节至零。取DNA稀释液100uL至比色杯中,测定260nm处的光吸收值⑶计算DNA含量(?g)=50×(260nm的读数)×稀释倍数50:1 ?g /ml的DNA在厚度为1cm比色杯中的吸光值为0.022.过程⑴稀释2uLPCR反应液,加入98uL蒸馏水,即将样品进行50倍稀释.光吸收波长/nm2602402202800.10.2比色杯课题延伸PCR技术是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。 它具有特异、敏感、产率高、 快速、 简便、重复性好、易自动化等突出特点PCR仪加热使( )变性, 复性使引物与模板DNA( ),延伸需将反应温度升至中温( ),在( )的作用下,以 ( )为原料,以( )为复制的起点,合成新链。 如此重复改变反应温度,经( )三个阶段为一个循环,每一次循环使特异区段的基因拷贝数放大一倍,一般样品是经过30次循环,最终使基因放大了数百万倍; 将扩增产物进行电泳,经溴化乙锭染色,在紫外灯照射下肉眼能见到扩增特异区段的DNA带。模板互补Taq聚合酶四种脱氧核苷酸引物变性、复性和延伸72℃实验总结课件15张PPT。 多聚酶链式反应扩增DNA片段衡阳市一中 吴世玉学习目标1.尝试PCR(DNA多聚酶链式反应)技术的基本操作。
2.理解PCR的原理和反应过程。
3.讨论PCR的应用。基础知识(一)DNA分子的结构1、DNA分子的基本组成单位? 2、脱氧核苷酸的结构模式: 脱氧核糖核苷酸,
简称脱氧核苷酸。基础知识(一)DNA分子的结构3、多脱氧核苷酸链的结构模式: DNA的羟基(-OH)末端称为3’端,而磷酸基团的末端称为5’端。基础知识(二)PCR原理请阅读《教材》P58内容,分析:1、DNA复制需要哪些基本条件?它们分别起什么作用?解旋酶:打开DNA双链;
DNA母链:提供DNA复制的模板;
4种脱氧核苷酸:合成子链的原料;
DNA聚合酶:催化合成DNA子链;
引物:使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。基础知识(二)PCR原理请阅读《教材》P58内容,分析:3、 DNA聚合酶的作用有何特性? DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3’端延伸DNA链,因此,DNA复制需要引物。2、什么是引物?若要克隆DNA,需要加入几种特定的引物? 【提示】引物是指能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的一小段DNA或RNA片段。克隆DNA时应加入两种引物。基础知识(二)PCR原理请阅读《教材》P58内容,分析:4、 为什么DNA的合成方向总是从子链的5’端向3’端延伸? DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3’端延伸DNA链。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的3’端开始延伸DNA链。基础知识(二)PCR原理请阅读《教材》P58内容,分析:5、 在生物体外如何将DNA的双螺旋打开? DNA的热变性原理:在80-1000C的温度范围内,DNA的双螺旋结构将解体,双链分开,这个过程就称为变性。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,这称为复性。 PCR就是利用了DNA的热变性原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合。基础知识(二)PCR原理请阅读《教材》P58内容,分析:6、 高温能将将DNA的双螺旋打开,但同时也可能使DNA聚合酶失活,怎么办? 耐高温的TaqDNA聚合酶的发现和应用解决了以上矛盾。基础知识(二)PCR原理 小结:PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,并需要提供:DNA模板,两种引物,四种脱氧核苷酸,耐热的DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶),同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。基础知识 PCR一般要经历30多次循环,每次循环可以分为三步:变性、复性和延伸。在循环之前常要进行一次预变性(目的是增加模板DNA彻底变性的概率)。(二)PCR的反应过程基础知识(二)PCR的反应过程1.变性:当温度上升到____0C以上时,双链DNA解聚为单链。
2.复性:温度下降到____0C左右,两种引物通过_____________与两条单链DNA结合。
3.延伸:温度上升到___ 0C左右,溶液中的四种脱氧核苷酸在___________的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。9050碱基互补配对72DNA聚合酶基础知识 从第二轮循环开始,上一次循环的产物也可以作为模板参与反应,并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合,进行DNA的延伸。DNA聚合酶只能特异性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。(二)PCR的反应过程383实验操作(一)设备及用具PCR仪、微量离心管、微量移液器等等。(二)PCR仪的循环程序预变性的目的:增加模板DNA彻底变性的概率。操作提示阅读教材P62。结果分析与评价DNA在260nm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。课题延伸快速、高效、灵活和易于操作是PCR的突出优点。可从基本的PCR中衍生出许多新方法。课件32张PPT。温故知新1:组成DNA分子的基本单位是什么?
这些基本单位是如何连接成DNA分子的?
DNA分子结构有什么特点?脱氧核苷酸链结构简图磷酸二酯键5’5’3’3’DNA分子的复制过程是怎样的?
DNA分子的复制需要哪些条件?温故知新2DNA母链:提供复制的模板
解旋酶:打开DNA双链
4种脱氧核苷酸:合成子链的原料
DNA聚合酶:催化合成DNA子链
ATP:为复制过程提供能量
引物:使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸(一小段RNA)DNA复制的条件1、 PCR(多聚酶链式反应)技术: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,在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。
2、原理: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。一、基础知识 (一)PCR原理:DNA母链:提供复制的模板
解旋酶: 打开DNA双链
4种脱氧核苷酸:合成子链的原料
DNA聚合酶: 催化合成DNA子链
ATP:为复制过程提供能量
引物:使DNA聚合酶从引物的3′端开始连 接脱氧核苷酸(一小段RNA)3、PCR反应的条件80—100℃:耐热的DNA聚合酶:缓冲溶液:维持反应的pH值不变(一般是一小段单链DNA)(二)PCR反应的过程1、变性: 温度上升到90℃以上时,双链DNA解聚成为单链。2、复性(退火): 温度下降到50℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。3、延伸: 温度上升到72℃左右,溶液中的4种脱氧核苷酸在Taq DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对的原则合成新的DNA链。PCR 循环第一步 :加热变性:
双链DNA解聚成为单链PCR 循环第二步 :引物与靶序列复性(退火):
引物与模板DNA单链的互补序列配对结合PCR 循环第三步 :引物延伸:
合成新的DNA链靶序列 靶序列第1个 PCR 循环完成后 :得到两个拷贝的靶序列30次循环后靶序列扩增的数量4、PCR 循环的结果② DNA聚合酶只能特异性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。①从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应,并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合,进行DNA的延伸。二、 实验操作1、PCR仪(一)设备及用具实质上一台能够自动调控温度的仪器。2、微量离心管一种薄壁塑料管,总容积为0.5ml。3、微量移液器用于定量转移PCR配方中的液体,其上的一次性吸液枪头用一次更换一次。PCR仪1、准备2、移液(二)实验操作步骤按照PCR反应体系的配方将所需用的试剂摆放在实验桌上用微量移液器按照PCR反应体系配方往微量离心管里面加入各种试剂①过程:盖严微量离心管口的盖子,用手指轻轻弹击管壁。②注意:3、混合B、手指轻轻弹击微量离心管的管壁,目的是使反应液混合均匀。A、离心管口的盖子一定盖严,防止实验中脱落或液体外溢。将离心管放入PCR仪上,设置好PCR仪的循环程序。①过程:将微量离心管放在离心机上,离心约10s。4、离心5、反应②离心目的:使反应液体集中在离心管底部,提高反应效果。PCR技术高度灵敏,为了避免外源DNA等因素的污染而造成干扰实验,PCR操作时要注意做到:6、注意事项①隔离操作区,所用微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用必须进行高压灭菌;②分装试剂,简化操作程序,使用一次性枪头。(一)理论上DNA扩增数目的计算三、课题成果评价1 、一条DNA,复制n次, DNA为:2n2 、 a条DNA,复制n次, DNA为:a2n(二)实验中DNA含量的测定1 、原理可以通过计算DNA含量来评价扩增的效果,DNA在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰,峰值的大小与DNA的含量有关。2 、过程①稀释2uLPCR反应液,加入98uL蒸馏水,即将样品进行50倍稀释。②对照调零以蒸馏水作为空白对照,在波长260nm处,将紫外分光光度计的读数调节至零。取DNA稀释液100uL至比色杯中,测定260nm处的光吸收值。③计算④计算DNA含量( ?g )=
50 x(260nm的读数)x稀释倍数公式中50的含义:50?g /ml的DNA在标准厚度为1cm比色杯中的吸光值为1。比色杯四、 课题延伸例如:PCR产物每轮循环增加一倍,30轮循环扩增量达230个拷贝(109拷贝)PCR技术是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。 它具有特异性强、敏感性高、产率高、 快速、 简便、重复性好、易自动化等突出特点。课件13张PPT。课题2多聚酶链式反应(PCR)扩增DNA片段温故知新1组成DNA分子的基本单位是什么?
这些基本单位是如何连接成DNA分子的?
DNA分子结构有什么特点?
脱氧核苷酸脱氧核糖含氮碱基嘌呤嘧啶腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸链结构简图磷酸二酯键5’5’3’3’DNA分子的复制需要哪些条件?DNA分子的复制过程是怎样的?
温故知新2DNA母链:提供复制的模板
解旋酶:打开DNA双链
4种脱氧核苷酸:合成子链的原料
DNA聚合酶:催化合成DNA子链
ATP:为复制过程提供能量
引物:使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸DNA复制的条件一、PCR原理:PCR(多聚酶链式反应)技术
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,在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。
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。DNA母链:提供复制的模板
解旋酶: 打开DNA双链
4种脱氧核苷酸:合成子链的原料
DNA聚合酶: 催化合成DNA子链
ATP:为复制过程提供能量
引物:使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸PCR反应的条件80—100℃耐热的DNA聚合酶缓冲溶液:维持反应的pH值不变二、PCR反应的过程1、变性: 温度上升到90℃以上时,双链DNA解聚成为单链。2、复性(退火): 温度下降到50℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。3、延伸: 温度上升到72℃左右,溶液中的4种脱氧核苷酸在Taq DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对的原则合成新的DNA链。课件11张PPT。课题2
多聚酶链式反应扩增DNA片段2.DNA分子的复制需要哪些条件?1.DNA分子的复制的过程是怎样的?回忆5′3 ′多脱氧核苷酸链结构简图5′5 ′3′3′ DNA模板
温度设备:PCR仪自动调控
四种脱氧核苷酸
引物
耐热的DNA聚合酶
一定的缓冲溶液一、PCR反应的条件二、PCR反应的过程变性(90-95℃)复性(55-60℃)延伸(70-75℃)课件23张PPT。多聚酶链式反应(PCR技术),
是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法,故又称为DNA体外扩增技术。 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段1、DNA分子的组成成分和结构DNA 分子的基本组成单位是 .共有 种,每个基本单位是由一分子的 、一分子的 、和一分子的 构成。脱氧核甘酸4磷酸碱基脱氧核糖? 那么DNA分子的平面结构怎样呢?二 、基础知识AGCT1、DNA的基本单位-脱氧核苷酸2、DNA分子的平面结构5'端3'端 识别 :
DNA分子的3′ 端与5′ 端
-OH端为3′ ; 磷酸基团的末端为5′。2、DNA分子复制的过程解旋酶DNA母链4种脱氧核苷酸DNA聚合酶引物( RNA)打开DNA双链模板合成子链原料催化子链合成使DNA聚合酶能从引物3′端开始连接脱氧核苷酸 思考:体内DNA复制的条件是什么? 体外扩增DNA 如何提供相似环境? 变性( 80-100℃ )Taq聚合酶(耐高温)20—30个核苷酸构成DNA或RNADNA双链单链变性(加热80-100℃ )复性(缓慢冷却)4、DNA 分子的热变性原理:变性的目的:复性的目的:解开双链有利于引物Ⅰ和引物Ⅱ与两条单链的结合一、PCR的原理( PCR的技术原理)时间(min)温度(℃)适温延伸高温变性低温复性重复1~3步30轮3、DNA复制的方向DNA的合成方向总是从子链的5’端向3’端延伸2、步骤:变性 ——复性——延伸PCR技术的原理总结 利用DNA分子的热变性原理,通过控制温度来控制双链的解旋与结合,从而完成体外DAN分子的扩增。 体外DNA复制的条件: 四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、引物、 模板;缓冲溶液和严格控制温度的温控设备。复制的方向:子链的5’端向 3’端延伸。二、PCR的反应过程 变性95oC5?引物15?引物2 5? 5?模板DNA25~30 次循环(复制)后,模板DNA的含量可以扩大100万(220)倍以上。每个循环包括:变性 ——复性——延伸 从第二轮循环开始,上一次循环的产物也可以作为模板参与反应,并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合,进行DNA的延伸,这样,DNA聚合酶只能特异性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。PCR的反应过程总结三、 PCR反应的实验操作1、PCR仪设备及用具2、微量离心管一种薄壁塑料管,总容积为0.5ml3、微量移液器 用于定量转移PCR配方中的液体,其上的一次性吸液枪头用一次更换一次实质上一台能够自动调控温度的仪器三、 PCR反应的实验操作(1)按配方将所需试剂摆放在实验桌上(准备)
(2)用微量移液器按配方在微量离心管中依次加入各组分(移液)
(3)盖严离心管口的盖子,用手指轻轻弹击管壁(混合)
(4)将微量离心管放在离心机上(离心)
(5)将离心管放入PCR仪上,设置好PCR仪的循环程序(反应)四、结果分析与评价DNA 含量的测定:稀释→对照调零→
测定→计算(公式见P63)波长260nm处读数蒸馏水做对照50倍(一)理论上DNA扩增数目的计算四、课题成果评价1 、一条DNA,复制n次, DNA为2 n2 、 a条DNA,复制n次, DNA为a x2 n(二)实验中DNA含量的测定1 、原理 可以通过测量DNA含量来评价扩增的效果,DNA在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰,峰值的大小与DNA的含量有关2 、过程①稀释2μL PCR反应液,加入98μL蒸馏水,即将样品进行50倍稀释②对照调零以蒸馏水作为空白对照,在波长260nm处,将紫外分光光度计的读数调节至零取DNA稀释液100μL至比色杯中,测定260nm处的光吸收值③测定并计算DNA含量(?g/mL)=50×(260nm的读数)×稀释倍数50:在厚度为1cm比色杯中的吸光值为1, DNA 的含量为50?g /ml的体内DNA复制与PCR的技术区别:课堂小结练习巩固1、关于PCR技术的应用,错误的一项是
A 古生物学、刑侦破案、DNA序列测定
B 诊断遗传疾病、基因克隆、古生物学
C DNA序列测定、基因克隆、刑侦破案‘
D 诊断遗传疾病、合成核苷酸、DNA序列测定2、DNA的合成方向总是从子链的哪一端向哪一端延伸?3、PCR技术最突出的优点是
A 原理简单 B 原料易找
C TaqDNA聚合酶有耐热性
D 快速、高效、灵活、易于操作从子链的5’端向3’端延伸4、做PCR使用的微量离心管、枪头、缓冲液及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是
A 反复洗涤 B 不怕外源DNA污染
C 高压灭菌 D 在—20 ℃储存