人教版高中生物选修一5.2 多聚酶链式反应扩增DNA片段(26张PPT)

(共26张PPT)
1.DNA的基本单位－
①
②
③
④
⑤
脱氧核苷酸
（脱氧核糖核酸）
五碳糖
磷酸基团
羟基
3，端
5，端
5，端（含磷酸基团）
3，端（含羟基）
3，端
5，端
2.
脱氧核苷酸链的形成
3.DNA分子的双螺旋结构
⑴DNA分子是由
的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
4.复制过程
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
引物
使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
催化合成DNA子链
参与的组分
在DNA复制中的作用
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。
3’
5’
5’
3’
因此，DNA的合成方向总是从子链的5，端向3，端延伸。
4.复制过程
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。
遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定。
一、基础知识
解旋酶（打开DNA双链）
DNA母链（模板）
4种脱氧核苷酸（合成子链原料）
DNA聚合酶（催化子链合成）
引物（
RNA）（使DNA聚合酶能从引物3′端开始连接脱氧核苷酸）
自主阅读P59，并思考：
体外扩增DNA，需要怎样环境？
变性（
80-100℃
）
Taq聚合酶（耐高温）
20—30个核苷酸构成DNA
DNA母链
4种脱氧核苷酸
缓冲溶液，控制温度
1.
DNA
分子的热变性原理
DNA双链
单链
变性（加热80-100℃）
复性（缓慢冷却）
变性的目的：
复性的目的：
解开双链
有利于引物与两条单链结合
在80~100
℃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
PCR技术总结
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DNA分子的扩增。
四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶、引物、
DNA模板、缓冲溶液和控制温度的温控设备。
子链的5’端向
3’端延伸
具有特异、敏感、产率高、快速、
简便、重复性好、易自动化等突出。
变性95oC
5?
引物1
5?
引物2
5?
5?
模板DNA
经n次循环（复制）后，DNA的含量理论上可以扩大到
倍。
2n
每次循环分为：
PCR的反应过程总结
变性
——复性——延伸
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
PCR的反应结果
二、
PCR反应的实验操作
1、PCR仪
（一）设备及用具
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。
能够自动调控温度的仪器
（二）
PCR的操作步骤
（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约10s
（离心）
（5）将离心管放入PCR仪上，设置好PCR仪的循环程序（反应）
循环数
变性
复性
延伸
第一次
94°C,10min
－
－
30次
９4℃，30s
55℃，30s
72℃，1min
最后一次
９4℃，1min
55℃，30s
72℃，1min
（一）理论上DNA扩增数目的计算
1
.一条DNA，复制n次，
DNA为
。
2
.
a条DNA，复制n次，
DNA为
。
三、结果分析与评价
2
n
a
x2
n
（二）实验中DNA含量的测定
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
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
体内DNA复制与PCR的技术区别：
体内复制
PCR技术
解旋
在解旋酶作用下，细胞提供ATP，部分解开
加热到94oC,双链全部解开，不需解旋酶
引物
一小段RNA
一般用DNA片段
DNA聚合酶
细胞自身的DNA聚合酶（不耐高温）
TaqDNA聚合酶
复制特点
半保留复制，边解旋边复制，多起点复制。
半保留复制，完全解旋后复制，从模板链的一端开始复制。
复制的方向
子链的5’端向
3’端延伸
子链的5’端向
3’端延伸
课堂小结