人教版高中生物选修一专题5课题2《多聚酶链式反应扩增DNA片段》优秀课件(共24张PPT)

课题课题2 2 多聚酶链式反应扩增多聚酶链式反应扩增DNADNA片段片段 多聚酶链式反应多聚酶链式反应( (PCRPCR技术技术) )， 是一种在体外快速扩增特定基因或是一种在体外快速扩增特定基因或DNADNA序序列的方法，故又称为列的方法，故又称为DNADNA体外扩增技术体外扩增技术。 课题背景课题背景 PCRPCR技术能迅速扩增技术能迅速扩增DNADNA片段，原因是：片段，原因是： DNADNA分子具有分子具有结构。结构。 DNADNA复制时遵循复制时遵循原则。原则。 规则的双螺旋规则的双螺旋 碱基互补配对碱基互补配对 3 基础知识基础知识 1 1、DNADNA的基本单位：的基本单位： 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 碱基碱基 脱氧 核糖 P 一、一、DNADNA的结构的结构 ATGC 2、化学结构：、化学结构： P P P P P P P P DNADNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链（即一条链为（即一条链为3535，另一条链为，另一条链为5353）盘）盘旋而成的规则双螺旋结构。旋而成的规则双螺旋结构。 5 5 3 3 1 2 5 4 3 磷酸基团（在磷酸基团（在 5 的位置上）的位置上） 2 2、细胞内、细胞内DNADNA复制所需条件复制所需条件： 模板：模板： 原料：原料： 酶：酶： 能量：能量： 引物：引物： DNADNA的两条链的两条链 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶 DNADNA ATPATP 二、二、DNA复制：复制： 1、复制方式：、复制方式： 3 3、细胞内、细胞内DNADNA复制特点复制特点： 边解旋变复制边解旋变复制 半保留复制半保留复制 DNA复制的方向复制的方向 引物引物 DNA母链母链 DNADNA的复制方向的复制方向总是从总是从子链的子链的5 5端向端向3 3端端延伸延伸 引物从模板链引物从模板链3 3端结合端结合 DNA起始端起始端 3 5 DNA聚合酶能不能从头开始DNA复制？ DNADNA聚合酶聚合酶只能从引物只能从引物3 3 端延伸端延伸DNADNA链（合成链（合成子链）。因为子链）。因为DNADNA聚合酶聚合酶只能将新的核苷酸加只能将新的核苷酸加到已有的到已有的DNADNA双链上，双链上，所以所以DNADNA复制需要引物。复制需要引物。 3 5 从中选出适合的引物进行从中选出适合的引物进行PCR:PCR: (1)CCTAGA (1)CCTAGA (2)GTTCGC(2)GTTCGC (3)AAAGT (3)AAAGT (4)TTTCA(4)TTTCA 3 5 5 3 结论：结论：1 1、引物结合在母链的、引物结合在母链的33端。端。 2 2、复制不是从头开始。、复制不是从头开始。 3 3、DNADNA聚合酶从引物聚合酶从引物33端开始结合上去端开始结合上去 4 4、子链、子链DNADNA延伸的方向从延伸的方向从55到到33 1 1、 PCRPCR（多聚酶链式反应）技术：（多聚酶链式反应）技术：体外模拟体外模拟DNADNA复制复制的技术。的技术。 2 2、原理：、原理： 二、二、PCRPCR原理原理 利用了利用了DNADNA的热变性的热变性原理，通过控制温度原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。来控制双链的解聚与结合。 DNADNA双链双链 单链单链 变性（加热变性（加热8080- -100100 ） 复性（复性（缓慢缓慢冷却）冷却） 重复重复3030次次 1 1 步骤：变性步骤：变性 复性复性 延伸延伸 三三 PCRPCR的反应过程的反应过程 90 90 以上以上 50 50 左右左右 72 72 左右左右 2 2 体外体外PCRPCR扩增扩增DNADNA的条件：的条件： 模板：模板： 原料：原料： 酶：酶： 2 2种引物：种引物： DNADNA的两条链的两条链 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 TaqDNATaqDNA聚合酶聚合酶 引物引物、引物、引物 在一定的缓冲液中进行在一定的缓冲液中进行 严格控制温度严格控制温度 模板DNA 3 3 5 5 三三 PCRPCR的反应过程的反应过程 5 50 引物引物1 1 引物引物2 2 5 5 3 3 5 3 3 95 三三 PCRPCR的反应过程的反应过程 5 引物引物1 1 引物引物2 2 5 5 3 3 5 3 3 72 Taq酶 Taq酶 子链子链 子链子链 第第1 1轮结束轮结束 第第2 2轮开始轮开始 三三 PCRPCR的反应过程的反应过程 PCR技术的操作过程 1 1、上一次循环的产物作为下一次循环模板上一次循环的产物作为下一次循环模板 2 2、DNADNA聚合酶只能特异性地复制聚合酶只能特异性地复制处于两个引处于两个引物之间的物之间的DNADNA序列，序列，使这段固定长度的序列使这段固定长度的序列呈呈指数扩增指数扩增。 PCRPCR的反应过程总结：的反应过程总结： （2 2n n） 细胞内细胞内DNA复制与体外复制与体外PCR的技术区别：的技术区别： 四四 PCRPCR反应的实验操作及操作提示反应的实验操作及操作提示 1 1、PCRPCR仪仪 2 2、微量离心管、微量离心管 一种一种薄壁塑料管薄壁塑料管，总容，总容积为积为0.5ml0.5ml 3 3、微量移液器、微量移液器 用于用于定量转移定量转移PCRPCR配方中的配方中的液体液体，其上其上的一次性吸液枪头的一次性吸液枪头用一次更换一次用一次更换一次 实质上一台能够实质上一台能够自动调控温度自动调控温度的仪器的仪器 14 PCR反应反应（无（无PCR仪时）仪时） 1 1、理论上、理论上DNADNA扩增数目的计算扩增数目的计算 五五 课题成果评价课题成果评价 一条一条DNADNA，复制，复制n n次，次， DNADNA为为2 2 n n 2 2、课题延伸：实验中、课题延伸：实验中DNADNA含量的测定含量的测定 可以通过测量可以通过测量DNADNA含量来评价扩增的效果，含量来评价扩增的效果，DNADNA在在260nm260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰，峰值的大的紫外线波段有一强烈的吸收峰，峰值的大小与小与DNADNA的含量有关的含量有关 光吸收光吸收 波长波长nmnm 260260 240240 220220 280280 0.10.1 0.20.2 第一轮第一轮 第二轮第二轮 第三轮第三轮