3.1基因工程及其技术课件（第2课时）(共30张PPT) 2024-2025学年苏教版（2019）高中生物学选择性必修3

(课件网) 基因工程及其技术 1.简述PCR的原理、条件及过程 2.尝试进行PCR的基本操作并电泳鉴定PCR的产物 3.掌握基因工程的基本操作程序 【学习目标】 目 录 聚合酶链式反应（PCR）技术 01 03 基因工程的基本操作程序 利用PCR技术扩增DNA片段并完成电泳鉴定 02 01 聚合酶链式反应（PCR）技术 聚合酶链式反应（PCR）技术 1.含义：聚合酶链式反应简称PCR，是目的DNA片段(目的基因)的体外扩增技术 2.原理：DNA半保留复制 3.操作步骤：在向PCR管中加入一定量的模板DNA、引物对、4种dNTP、缓冲液和热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)、Mg2+等后，设置好反应程序，启动PCR仪，自动完成反应步骤 PCR仪 聚合酶链式反应（PCR）技术 4.反应步骤 (1) 变性：在约 94 ℃高温下，作为模板的双链 DNA 解旋（变性）为两条单链DNA 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 变性 双螺旋解开 聚合酶链式反应（PCR）技术 (2) 退火：反应体系的温度降至约55℃，2条引物分别与对应单链DNA上的特定部位配对 5’ 3’ 3’ 5’ 复性 3’ 5’ 两种引物 3’ 5’ 聚合酶链式反应（PCR）技术 (3) 延伸：反应体系的温度回升到约72℃（Taq酶催化作用的最适反应温度），4种脱氧核苷三磷酸根据碱基互补配对原则，在Taq酶的作用下连接到引物3′端之后，使引物链延伸，并形成互补的DNA双链 5’ 3’ 3’ 5’ 延伸 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 聚合酶链式反应（PCR）技术 完成上述第一次循环后，PCR 仪会按设定接着进行第二次、第三次......循环 第二次循环产物 第三次循环产物 聚合酶链式反应（PCR）技术 5.PCR技术的应用 (1)广泛应用于医学及分子生物学领域，如：病原体鉴定、遗传病诊断 、免疫学研究、癌基因探索及某些疾病治疗等 (2)在古生物学、法医学等方面也有广泛的应用 02 利用PCR技术扩增DNA片段并完成电泳鉴定 聚合酶链式反应（PCR）技术 1.实验目的 (1)尝试运用PCR仪扩增DNA片段 (2)关注PCR技术的应用 (3)学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA片段的方法和技术 2.实验原理 (1)扩增DNA片段的过程包括变性、退火和延伸等步骤的多次循环 (2)理论上，每经过一个循环，样本中DNA片段的数量增加一倍，新形成的链又可成为新一轮循环的模板，经过n个循环后，DNA片段数量可扩增至原来的2n 倍 聚合酶链式反应（PCR）技术 (3)PCR反应体系包括：DNA模板、反应缓冲液、dNTP(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、人工合成的DNA引物对、Taq酶等 (4)在不同阶段，还需要控制PCR仪反应系统的不同温度 在PCR过程中实际加入的为dNTP（即dATP、dGTP、dTTP、dCTP），既可作原料，又能提供能量。 聚合酶链式反应（PCR）技术 （5）PCR和体内DNA复制的差异 PCR 细胞核内DNA复制 场所 试管中 细胞内 方式 半保留全连续局部区域复制 半保留半不连续全链复制 起始位点 引物3’端 复制起始位点 酶 仅一种DNA聚合酶（Taq酶） 多种酶 反应条件 温度变幅大 温和 解旋 高温解旋 解旋酶解旋 引物 DNA片段，保留在复制的子链中 RNA片段，不保留在复制的子链中 产物 引物界定的片段 核基因组 循环次数 人为设置 与细胞分裂同步 聚合酶链式反应（PCR）技术 3.实验器材和试剂 (1)器材：PCR仪、琼脂糖凝胶电泳系统、凝胶成像仪或紫外透射仪、微孔加热器(微量恒温仪)、微量取液器、PCR管、枪头等 (2)试剂：DNA模板、dNTP混合物、Taq酶、双蒸水、10×PCR缓冲液等 PCR仪 微量离心管 聚合酶链式反应（PCR）技术 PCR反应体系的配方 10倍浓缩的扩增缓冲液 5ul 2.5mmol/l 的4种脱氧核苷酸的等量混合液 4ul 10umol/l 的引物I 2ul 10umol/l 的引物II 2ul H2O 35ul Taq酶 1U 模板DNA 1ul （1）采用微量取液器，在0.2mLPCR管内配制50μL反应体系 ① 94℃ 预变性 5min ② 94℃ 变性 1m ... ...