高中生物选修一专题五课题二

专题五DNA和蛋白质技术与名师对话·系列丛书第1页课标版·生物·选修1DNA和蛋白质技术专题五与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第2页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第3页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1自主预习与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第4页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1学习目标目标解读1.通过与细胞内的DNA复制对比说明PCR的原理。2．用流程图表示PCR的操作步骤。3．尝试PCR的基本操作。4．讨论PCR的应用。1.说明PCR的原理。(重点)2．尝试PCR的基本操作。(重点)3．理解PCR的原理。(难点)与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第5页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1一、PCR原理1．概念：PCR即，是一种迅速的技术，它能以极少量的为模板，在短时间内复制出上百万份的。知识梳理多聚酶链式反应体外扩增DNA片段DNADNA拷贝与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第6页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修12．原理(1)DNA的热变性：在的温度范围内，DNA结构解体，分开，这个过程称为。当温度缓慢后，两条彼此的DNA链又会重新结合成。(2)子链的合成：①需要；②合成方向总是从子链的。80～100℃双螺旋双链变性降低分离双链引物5′端向3′端延伸与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第7页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修13．条件(1)模板。(2)分别与模板DNA相结合的两种。(3)A、T、G、C四种。(4)DNA聚合酶，一般用TaqDNA聚合酶。(5)需要能严格控制的温控设备PCR仪。DNA两条链引物脱氧核苷酸耐热温度与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第8页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1问题思考1：什么是引物？若要克隆DNA，应加入几种特定的引物？提示：所谓引物是指两段与待扩增的DNA序列互补的一小段DNA或RNA片段。DNA是由两条反向平行排列的脱氧核苷酸长链构成的。在DNA扩增时，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链，因此克隆DNA时应加入两种引物。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第9页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1二、PCR反应过程1．：当温度上升到以上时，双链DNA为单链。2．：温度下降到左右，引物通过与两条单链DNA结合。3．：温度上升到左右，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。变性90℃解聚复性50℃两种碱基互补配对延伸72℃DNA聚合酶与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第10页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1三、实验操作1.实验用具PCR仪作用：自动调控温度，实现DNA的扩增替代者：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反应的微量离心管即可微量离心管：总容积为0.5mL，实际是进行PCR反应的场所微量移液器：用于定量转移PCR配方中的液体，其上的一次性吸液枪头要用一次换一次与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第11页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修12．实验步骤与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第12页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修13．DNA含量的测定(1)原理：DNA在的紫外线波段有一强烈的吸收峰，峰值的大小与DNA含量有关。260nm与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第13页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1(2)测定方法与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第14页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1问题思考2：PCR反应通常使用的微量离心管是一种薄壁塑料管，请问此实验中能否用玻璃管来代替塑料管？为什么？提示：不能，玻璃管对DNA具有吸附作用，如果用玻璃管，DNA会吸附到管壁上，使反应无法进行。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第15页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1要点导学与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第16页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1要点一PCR反应与体内DNA复制的比较与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第17页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第18页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1无论DNA是在细胞内还是在体外复制的过程都需要解旋，因为只有解旋使碱基暴露，母链才能和子链配对，进行半保留复制。但在细胞内，解旋通过解旋酶完成。生物体外，利用DNA的热变性原理：80～100℃时DNA的双螺旋结构将解体，双链分开。其结果相同，但过程不同。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第19页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是()①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA②PCR过程不需要DNA聚合酶③PCR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④PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制A．③④B．①②C．①③D．②④与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第20页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1【思路启迪】审题关键点：PCR过程与细胞内DNA复制的过程。解题思路：与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第21页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1【规范解答】PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较，主要有两点不同：(1)PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA，长度通常为20～30个核苷酸。(2)PCR过程中，DNA解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。【答案】C与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第22页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1(1)细胞内DNA复制与PCR技术的原理和过程容易发生混淆，特别应注意区分PCR反应需要可变的温度，而体内DNA复制需要稳定的温度。(2)解旋酶的作用是使DNA两条链的氢键断开，而DNA聚合酶与DNA连接酶都是催化形成磷酸二酯键的。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第23页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1(3)DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的单链片段的3′端上，需要模板，而DNA连接酶连接的是两条DNA片段的缺口，不需要模板。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第24页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1下列关于DNA复制和PCR的描述中，正确的是()A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链B．DNA复制不需要引物C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行配合D．PCR扩增的对象是氨基酸序列与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第25页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1解析：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，故DNA复制需要引物，而且它与DNA母链通过碱基互补配对结合。PCR扩增的对象是DNA，而不是氨基酸。答案：C与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第26页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修11.变性：在90℃以上条件下，双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA。2．复性：在50℃左右条件下，系统温度降低，两种引物通过碱基互补配对原则与两条单链DNA结合，形成局部双链。DNA双链变性加热80～100℃复性缓慢冷却单链要点二PCR反应的相关知识的分析和应用与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第27页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修13．延伸：在72℃左右条件下在TaqDNA聚合酶的作用下，以溶液中的四种脱氧核苷酸为原料，从引物的3′端开始延伸，根据碱基互补配对原则合成与模板链互补的DNA链。4．PCR反应过程图解与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第28页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第29页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修15．PCR扩增的计算理论上DNA扩增呈指数扩增。若只有一个DNA提供模板，则复制n次后有2n个；若开始有N0个DNA，则复制n次后获得的子代DNA数目为N0·2n个。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第30页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1PCR需要适宜，但又不同于细胞内复制的条件。比如耐热的DNA聚合酶，不需添加解旋酶，不需加生物能量ATP，但需添加RNA或DNA引物，能够人为控制温度和复制周期等。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第31页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1近十年来，PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第32页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1(1)加热使DNA双链打开，这一步是打开________键，称为________。(2)当温度降低时，引物与模板________端结合，在DNA聚合酶的作用下，最终合成两个DNA分子，此过程中原料是________，遵循的原则是________。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第33页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1(3)PCR技术的必要条件，除了模板、原料、酶以外，至少还需要三个条件，即：液体环境、适宜的温度和酸碱度，适宜的温度由________自动调控，酸碱度则靠________来维持。(4)DNA的复制需要引物，其主要原因是()A．可加快DNA的复制速度B．引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合C．引物的5′端有助于DNA聚合酶延伸DNA链D．DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第34页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1【思路启迪】审题关键点：识图，PCR、反应过程及各操作步骤的目的。解题思路：与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第35页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1【规范解答】(1)PCR技术利用热变性原理使DNA双链间的氢键断裂，称为变性。(2)PCR技术扩增DNA与细胞内DNA复制所需原料一样，为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸，遵循的原则是碱基互补配对原则。引物与模板的3′端结合后，DNA聚合酶才发挥作用。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第36页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1(3)PCR技术除了需要模板、原料、酶以外，至少还需要液体环境、适宜的温度和酸碱度，适宜的温度靠PCR仪自动调控，而酸碱度靠缓冲液来维持。(4)引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸的起始位点，而DNA聚合酶的作用是从引物的3′端开始催化DNA链的延伸，故选D。与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第37页要点导学课时作业专题五课题2课标版·生物·选修1【答案】(1)氢变性(2)3′四种脱氧核苷酸碱基互补配对原则(3