高中生物选修一5.2《多聚酶链式反应扩增DNA片段》人教版(66张PPT)

(课件网) DNA多聚酶链式反应扩增DNA片断 课题2 ★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 1、多聚酶链式反应的概念 一 、课题背景 2、多聚酶链式反应的应用： 的诊断、 、 、 和DNA 等各方面。 遗传疾病 刑侦破案 古生物学 基因克隆 序列测定 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 ㈡.DNA的复制 2.时期 有丝分裂间期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 参与的组分 在DNA复制中的作用 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 思考：3、体内DNA复制的条件是什么？ 基本单位 A T G C A T G C 3′ 3′ 5′ 5′ 1、DNA分子的3′ 端与5′ 端 -OH端为3′ ; 磷酸基团的末端为5′。 DNA双链反向平行 3′ 5′ 5′ 3′ DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′ 端延伸DNA链，因此DNA复制需要引物。 引物 引物是一小段 ，它能与 互补配对。通常为 个核苷酸。 DNA或RNA DNA母链的一段 碱基序列 20-30 5/ 3/ G—G T—C 3/ 5/ A—G C—C 5/ 3/ A—G 引物Ⅱ 5/ 3/ G—G 引物Ⅰ 如何设计引物？（三维P48） PCR一定要知道目的基因全部序列吗？ 复制的方向：子链的5′端向 3′端延伸。 解链方向 半不连续性复制（复制叉） 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 前导链 ( leading strand ) 后随链 ( lagging strand ) 冈崎片段（Okazaki fragment） DNA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 如何在体外将双螺旋打开？ 高温解决了如何打开DNA双链的问题，但是导致DNA聚合酶失活的新问题。 （一） 、PCR技术的原理 体外DNA复制的条件： 四种脱氧核苷酸、 耐高温的聚合酶、 2种引物、 模板； 缓冲溶液和严格控制温度的温控设备。 为什么不加入ATP？ PCR反应体系中加入的并非是普通的4种脱氧核苷酸，而是4种脱氧核苷三磷酸即dATP，dTTP，dGTP，dCTP，它们分别由4种脱氧核苷酸在消耗ATP的基础上活化形成的 （一）、PCR技术原理 PCR 参与的组分 在DNA复制中的作用 高温变性 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 Taq酶（耐高温） DNA聚合酶 催化合成DNA子链 20-30个核苷酸构成DNA或RNA单链 引物 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 （二）、PCR的反应过程 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。 第一轮 ① ② 3 3 5 5 ① 3 5 ② 3 5 5 5 3 3 ③ ④ ... ...