第二节DNA片段的扩增——PCR技术。

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。教师要准备好教案，这是教师需要精心准备的。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，让教师能够快速的解决各种教学问题。所以你在写教案时要注意些什么呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“第二节DNA片段的扩增——PCR技术”，相信您能找到对自己有用的内容。

第二节DNA片段的扩增——PCR技术

[课标要求]

1．理解PCR的原理，讨论PCR应用。2．尝试PCR技术的基本操作。[知识梳理]

一．背景知识

1．细胞内DNA复制步骤：

（1）在作用下解开DNA双链

(2)在作用下，以DNA单链为模板，合成一段;（两条DNA模板链各需一个RNA引物）

(3)以RNA引物为起点，在作用下，以为原料，按照碱基互补配对原则合成两条新链。

2．聚合酶链式反应(PCR)概念;

。

3．PCR过程与细胞内DNA复制过程区别：

（1）引物是人工合成的单链，２０－３０个脱氧核苷酸，而不是RNA。

(2)解旋通过对反应的控制来实现而不依靠。

4．PCR过程：

(1)将PCR缓冲液、、一对引物、四种、DNA聚合酶、Mg2+等成分加入到特制的微量离心管中。

(2)高温变性：

。

(3)低温复性：

。

(4)中温延伸：

。

二．实践案例1．PCR实验虽然原理复杂，但操作十分简单，因为生物制剂公司已把PCR缓冲液、DNA聚合酶、脱氧核苷酸贮备液等组分配成了PCR试剂盒，实验人员仅需加入模板DNA及引物即可，所以快速、高效、灵活和易于操作是PCR技术的突出优点。2．材料用具略3．活动程序(1)加入各种试剂，混合，离心10s，放入PCR仪中。

(2)扩增循环，在PCR仪上设置好PCR热循环程序：

循环数

高温变性

低温复性

中温延伸

第一次

95℃,5min

55℃,1min

72℃,1min

30次

95℃,30s

55℃,30s

72℃,1min

最后一次

——

——

72℃,7min注：反应产物在4℃保存4．检测扩增效果（1）稀释样品10倍（2）以H2O作对照，在波长260nm处，将紫外分光光度计读数调到零。（3）加入到厚度为1cm的比色杯中，测定260nm处的光吸收值（4）DNA浓度（μg/mL）=（A260nm/0.02）×稀释倍数三．探究活动PCR实验虽然操作简单，但实验设备及药品价格较高，可以利用自己准备的简易材料，设计并进行PCR技术的模拟实验操作。四．PCR技术意义PCR能，从而有效地解决了因为样品中DNA含量而难以对样品进行分析研究的难题，大大提高了对DNA分子的分析和检测能力，被广泛应用于、基因序列分析、遗传病诊断，古生物学研究以及形侦破案、亲子鉴定等。

五．小知识：

1．DNA的两条链是反向平行的，为了明确地表示DNA的方向，通常将DNA的羟基(-OH)末端称为5’端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链。但DNA合成的方向是从子链的5’端向3’端延伸。

2．引物是一段RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。用于PCR的引物长度通常为20—30个核苷酸。

3．在80C—100C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。当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链。

[复习指导]

本节课复习要注重细胞内DNA复制过程和体外DNA片段的扩增——PCR技术的过程，运用DNA复制过程原理相同的方法，明确体外DNA片段的扩增——PCR技术在基因克隆、基因序列分析、遗传病诊断，古生物学研究以及形侦破案、亲子鉴定等方面的地位和作用。如何在体外创设细胞内DNA复制的条件是PCR技术的关键，细胞内的各种条件实际上是利用PCR仪来模拟的。PCR仪原理复杂，操作简单。

[典例解析]

1.PCR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DNA单链

②PCR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．①②③④B．①②C．①③D．②④

[解析]PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同。第一，PCR过程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA单链，其长度通常为20－30个脱氧核苷酸。第二，PCR过程中，DNA解旋不依赖解旋酶，而是通过对反映温度的控制来实现的。

[答案]C。

2．在PCR扩增前，需要将下列哪些物质加入微量离心管中？（）

①模板DNA②模板RNA③DNA解旋酶④耐高温的DNA聚合酶⑤引物⑥PCR缓冲液⑦脱氧核苷酸贮备液⑧核苷酸贮备液

A．①④⑤⑥⑦B．①③④⑤⑥⑧

C．②③④⑤⑥⑦D．①④⑥⑦⑧

[解析]进行PCR过程前，将PCR缓冲液、DNA模板、一对引物、四种脱氧核苷酸、DNA聚合、Mg2+等成分加入到一种特制的微量离心管中。

[答案]Awww.jAB88.com>

相关阅读

多聚酶链式反应扩增DNA片段

多聚酶链式反应扩增DNA片段
教学目标：
（一）知识与技能
1、了解PCR技术的基本操作
2、理解PCR的原理
3、讨论PCR的应用
（二）过程与方法
在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应避免外源DNA污染，严格控制温度等反应条件
（三）情感、态度与价值观
通过对PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神
教学重点：PCR的原理和PCR的基本操作
教学难点：PCR的原理
教学过程：
（一）引入新课
在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等都离不开对DNA分子碱基序列的分析。而分析DNA碱基序列，就需要一定量的DNA片段。怎样迅速获得足够量的DNA片段呢？今天我们来研究学习DNA分子的扩增技术――PCR技术。
（二）进行新课
1．基础知识
PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似：
1．1细胞内DNA复制条件分析：
条件组分作用
模板DNA的两条单链提供复制的模板
原料四种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料
酶解旋酶
DNA聚合酶打开DNA双螺旋
催化合成DNA子链
能量ATP为解螺旋和合成子链供能
引物RNA为DNA聚合酶提供合成的3’端起点
1．2细胞内DNA复制过程
（1）DNA的反向平行结构：（结合投影图）
核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）
由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。
DNA双螺旋结构的反向平行结构：
（2）DNA的复制过程:
解旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条DNA单链。
引物结合：在DNA单链3’端与DNA反向配对结合，确保引物3’端与DNA单链准确配对。
DNA聚合酶结合：
子链合成：DNA聚合酶从引物3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。
后续加工：DNA聚合酶I将引物切去，并合成空缺处的DNA单链，再由DNA连接酶将不连续的DNA子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）
子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。
感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合酶没有校对功能，因此RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I删去，代之以高保真的DNA链。
［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？
DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。
［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。
1．3DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。
复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定DNA聚合酶,两种引物。
反应场所：PCR仪（自动温度周期性调节）。
［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）1．4PCR的反应过程

变性：在95℃时DNA解旋
复性：在50℃时引物与DNA单链结合
延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）2．实验操作
2．1PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物，水
2．2实验操作步骤
2．3按照PCR反应体系配方配制反应液；
（2）将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中；
（3）将微量离心管放到PCR仪中；
（4）设置PCR仪的工作参数。
（5）DNA在PCR仪中大量扩增。
2．4水浴法：将微型离心管依次在95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。
3．实验注意事项
3．1避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。
3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。
3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。
3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。
4．结果分析与评价
4．1反应液稀释：取2LPCR反应液，添加98L蒸馏水；2．分光光度计调零：将100L蒸馏水添加到比色杯中，在260nm处将分光光度计调整读数为零。
4．2将100L反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处的光吸收值。
4．3计算：DNA含量＝50×光吸收值×稀释倍数
（三）课堂总结、点评

（四）实例探究
例1在（）的温度范围内，DNA的双螺旋结构解开
A.10－20℃B.80－100℃C.20－30℃D.40－60℃
解析：蛋白质大多不能忍受60－80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。
答案：B
例2关于DNA的复制，下列叙述正确的是（）
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结合
D.DNA的合成方向总是从子链的3’端向5’端延伸
解析：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3’端即复制方向由3’端向5’端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5’端向3’端延伸。
答案：C
综合应用
例3下列有关PCR描述，不正确的是（）
A.是一种酶促反应
B.引物决定了扩增的特异性
C.扩增产量按y＝（1＋X）n
D.扩增对象是氨基酸序列
E.扩增对象是DNA序列
解析：PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它以极少量的DNA为模板，以四种脱氧核苷酸为原理，在引物的作用下使DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸，短时间内迅速复制上百万份的DNA拷贝，其扩增产量为y＝（1＋X）n，y代表DNA片段扩增后的拷贝数，x表示平均每次的扩增效率，n代表循环次数，因此答案选D。
答案：D
课后探究
1、PCR与生物体DNA复制有何区别？
2、如果在案件侦破过程中，只收集到一根毛发，但它所含的遗传信息太少，该怎么办呢？

★教后小记
教师在教学过程中，可以先引导学生回忆必修2的有关DNA复制的知识，在此基础上，学生可加深对于PCR原理的认识。对于PCR反应过程的教学，应以读图识图为主。教材中反应过程图解详细的描绘了参与PCR的各种组成成分；每一轮反应的三个基本步骤—变性、复性、延伸；每一步骤的作用。教师在教学中可以请学生在读图的同时，结合教科书中的文字说明来加深理解。当学生遇到难以理解的地方时，教师要及时给予解答。

第二节DNA分子的结构和复制

学习目标：1.DNA分子结构的探究历程
2．DNA分子的主要结构特点
3．DNA分子的复制过程及特点
4．米西尔森和斯塔尔证明DNA分子复制方式的实验

[教材梳理]

一、DNA分子的结构
1．DNA分子结构的探索历程
时期科学家成果
20世纪30年代后期瑞典科学家证明DNA是不对称的
1951年查哥夫(美)定量分析DNA分子的碱基组成，发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量
1952年富兰克琳(英)确认DNA为螺旋结构，而不是由一条链构成的
1953年沃森(美)和克里克(英)提出DNA分子的双螺旋结构模型
2.DNA分子的基本组成单位
DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，如图所示：
(1)组成：①磷酸；②脱氧核糖；③含氮碱基。
(2)碱基：A：腺嘌呤；G：鸟嘌呤；C：胞嘧啶；T：胸腺嘧啶。
3．DNA分子的立体结构
(1)整体：由两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成的双螺旋结构。
(2)外侧——基本骨架：由脱氧核糖和磷酸交替连接构成。
(3)内侧——碱基对：由两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，是按碱基互补配对原则连接而成的，即A与T配对、G与C配对。
4．DNA分子的多样性和特异性
(1)多样性：碱基对排列顺序的千变万化。
(2)特异性：特定的碱基对排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性。
二、DNA分子的复制
1．DNA复制的概念、时期、场所及条件
(1)概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
(2)时期：细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。
(3)场所：细胞核(主要)。
(4)DNA复制的条件：
①模板：DNA分子的两条链。
②原料：游离的四种脱氧核苷酸。
③能量：由细胞提供。
④酶：解旋酶和DNA聚合酶等。
2．过程
3．特点
①边解旋边复制；②半保留方式复制。
4．准确复制的原因和意义
(1)原因
①DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；
②通过碱基互补配对，保证了复制能够精确地进行。
(2)意义：使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
[牛刀小试]

一、DNA分子的结构
1．观察教材P68图4－8，结合制作模型体验，探讨下列问题：
(1)DNA分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？
提示：同一条链中连接相邻两个碱基的结构是—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—；两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。
(2)运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的值相同吗？在DNA分子的一条链中是否存在同样的规律？
提示：①相同。在双链DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤数等于嘧啶数，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此在所有的双链DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同。
②在单链DNA分子中不存在同样的规律，因为A与T，G与C不一定相等。
(3)某实验小组同学制作了如下碱基对模型，你认为哪些是正确的，哪些是错误的？
提示：①～④所示模型中只有①正确，②、③、④均不正确。②中多了一个氢键，③中碱基配对错误，也未遵照“反向平行”的特点；④中未遵照“反向平行”特点。
2．连线
二、DNA分子的复制
阅读教材P71～72，结合图4－10、4－11，探究下列问题：
(1)DNA复制时有几条模板链？新合成的DNA分子中的两条链全是子链吗？
提示：①两条模板链(亲代DNA分子解开螺旋的两条链)。②不是，而是一条母链和一条子链。
(2)DNA复制时，用什么方法识别DNA中哪一条链是母链，哪一条链是子链？DNA复制所形成的子代DNA分子是否是亲代DNA链和子代DNA链随机结合的？
提示：①同位素标记法。②不是，而是亲代DNA链与其相应的子链结合形成的子代DNA分子。
(3)若将某一试管中加入缓冲液、ATP、DNA模板和四种脱氧核苷酸，并置于适宜的温度下，能否完成DNA复制？分析原因。
提示：不能。复制条件不完全，缺少解旋酶、DNA聚合酶。
(4)若1个DNA分子含有m个腺嘌呤，则复制n次需要多少游离的腺嘌呤脱氧核苷酸？
提示：需(2n－1)m个。因为1个DNA分子复制n次，共形成2n个DNA分子，其中有两条脱氧核苷酸链为母链，不需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸。
(5)DNA分子复制具有准确性，那么在任何情况下，DNA分子复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子都完全相同吗？
提示：不一定。DNA分子复制时，受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，从而使后代DNA分子与亲代DNA分子碱基序列不同，导致遗传信息发生改变。
[重难突破]

一、DNA分子的结构层次
1．DNA分子结构中的“五、四、三、二、一”：
“五”——DNA分子的基本组成元素有5种(C、H、O、N、P)。
“四”——DNA分子的基本组成单位为“四种”脱氧核苷酸。
“三”——每种单位均由三分子物质(1分子磷酸、1分子脱氧核糖及1分子含氮碱基)构成。
“二”——两条脱氧核苷酸长链。
“一”——一种规则的双螺旋结构。

2．DNA分子结构层次图示
二、DNA分子中的碱基计算规律
1．碱基互补配对原则
2．碱基间的数量关系
项目双链DNA1链2链规律
A、T、G、C关系A＝T，G＝CA1＝T2，G1＝C2，
T1＝A2，C1＝G2双链DNA中，A总等于T，G总等于C，且1链上的A等于2链上的T,1链上的G等于2链上的C
非互补碱基和之比，即A＋GT＋C或G＋TA＋C
1m1/mDNA双链中非互补碱基之和总相等，两链间非互补碱基和之比互为倒数
互补碱基和之比，即A＋TG＋C或G＋CA＋T
nnn在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等
某种碱基的比例(x为A、T、G、C中某种碱基的百分含量)12(x1＋x2)
x1x2某碱基占双链DNA碱基总数的百分数等于相应碱基占相应单链的比值的和的一半
3.碱基比例与DNA分子的共性和特异性
(1)共性：
①AT＝TA＝1；②GC＝CG＝1；③A＋CT＋G＝A＋GT＋C＝1
(2)特异性：
A＋TG＋C的比值是多样的，是DNA分子多样性和特异性的主要表现。
[特别提醒]
(1)在DNA单链中，A与T、G与C也可能相等。
(2)(A＋T)/(G＋C)的比值能体现DNA分子的特异性，不同的DNA分子中该值可能相同。
三、DNA分子复制过程中相关计算
1．DNA分子数、DNA链数及所占比例的计算
2.脱氧核苷酸链数的计算
(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸总链数＝2n＋1条；
(2)亲代脱氧核苷酸链数＝2条；
(3)新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
3.所需脱氧核苷酸数的计算
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m(2n－1)个。
(2)第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸m2n－1个。
4．与染色体、细胞数目相关的计算
研究DNA分子的半保留复制时，常涉及计算后代带放射性标记的DNA、染色体或细胞所占比例的问题，此时要注意：
(1)一个DNA分子含两条DNA链，只要有一条DNA链带标记该DNA分子便带标记。
(2)每条染色体含一个或两个DNA分子，只要有一条DNA链带标记，该染色体便带标记。
(3)每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体(减数分裂时只需分析一对同源染色体)即可。
[实验探究]
DNA复制方式的探究
1．方法
放射性同位素标记法和密度梯度离心技术。
2．原理
含15N的双链DNA密度最大，含14N的双链DNA密度最小，一条链含14N和一条链含15N的双链DNA分子密度中等。
3．过程
(1)用放射性同位素15N标记大肠杆菌的DNA。
(2)将被标记的大肠杆菌转入以含14N物质为唯一氮源的培养液中培养。
(3)分别取完成一次细胞分裂和两次细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的DNA分子分离出来，进行密度梯度超速离心和分析。
4．结果图示
5．结论：DNA的复制方式为半保留复制。

[考向聚焦]

[例1]　下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是()
A．DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则的双螺旋结构，其基本骨架由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基交替排列而成
B．整个DNA分子中，嘌呤数目等于嘧啶数目，所以每条DNA单链中A＝T、G＝C
C．与DNA分子中的碱基G直接相连的是脱氧核糖和碱基C
D．每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个碱基相连

[解析]　DNA分子双螺旋结构的外侧是磷酸与脱氧核糖交替排列构成的基本骨架，碱基排列在内侧。若DNA分子的一条链上是碱基A，则另一条链上与之配对的一定是碱基T；一条链上是碱基G，则另一条链上与之配对的一定是碱基C，反之亦然。所以，在双链DNA分子中A＝T、G＝C，但在单链中，碱基A的数目不一定等于碱基T的数目，碱基G的数目也不一定等于碱基C的数目。在一个脱氧核苷酸中，碱基G与脱氧核糖直接相连，两链之间碱基G与碱基C互补配对。每个脱氧核糖均只与一个碱基相连，但除了游离的脱氧核糖只与一个磷酸相连外，其余脱氧核糖均与两个磷酸相连。

[答案]　C
[例2]　(福建高考)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()
A．2种B．3种
C．4种D．5种
[解析]　根据碱基互补配对原则，单链模板链中A与胸腺嘧啶配对。单链模板链中含有4个“A”，其中每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对，当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对会有4种不同长度的子链；若单链模板链上的“A”只与脱氧核苷酸结合，形成1种子链，所以最多会产生5种子链。
[答案]　D
[例3]　科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别1组2组3组4组
培养液中
唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl
繁殖代数多代多代一代两代
培养产物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代
操作提取DNA并离心
离心结果仅为轻带
(14N/14N)仅为重带
(15N/15N)仅为中带
(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)
1/2中带(15N/14N)
请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过________代培养，且培养液中的________是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是________________。
(3)分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置________，放射性强度发生变化的是________带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
[解析]　经过一代培养后，只能是标记DNA分子的一条单链，所以要想对所有的DNA分子全部标记，要进行多代培养；在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两个单链均被15N标记，“轻带”为两个单链均被14N标记，“中带”为一个单链被14N标记，另一个单链被15N标记。
[答案]　(1)多　15N(15NH4Cl)　(2)3　1　2　半保留复制　(3)①B　半保留　②不能　③没有变化　轻　④15N

———————————————[课堂归纳]————————————————

?[网络构建]

填充：①双螺旋②反向平行　③交替连接
④互补配对　⑤边解旋边复制　⑥半保留复制
⑦解旋　⑧合成子链
?[关键语句]
1．DNA分子由两条脱氧核苷酸链构成，两链按反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构，其脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排在内侧。
2．DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，其中A一定与T配对，G一定与C配对，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。
3．组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的，含n个碱基对的DNA分子，可形成4n种排列顺序，这些排列顺序即代表遗传信息。
4．DNA分子碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基对的特定的排列顺序又构成了每一个DNA分子的特异性。
5．DNA复制发生于细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。
6．DNA分子复制是半保留复制，DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了复制能精确地进行。
7．DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
知识点一、DNA的结构及相关计算
1．如图为核苷酸链结构图，下列叙述不正确的是()
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B．图中每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连
C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
解析：选A　核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子碱基组成，即图中的a，b中磷酸的连接位置不正确，A错误；由题图可知，每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连，B正确；核苷酸之间通过磷酸二酯键即图中③相连形成核苷酸链，C正确；脱氧核苷酸根据碱基不同分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，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是胸腺嘧啶T，D正确。
2．从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()
A．26%B．24%
C．14%D．11%
解析：选A　由题中条件可知C＋G在整个DNA分子中占有的比例为46%，因为C＋G在整个DNA分子中占有的比例等于它在DNA某一条链中占有的比例，则在H链上C＋G＝46%。又因为在H链上腺嘌呤占28%，则胸腺嘧啶(T)占的比例为26%，据碱基互补配对原则，H链上胸腺嘧啶等于其互补链中腺嘌呤的数目或比例，则另一条链中腺嘌呤占该链碱基数的26%。
知识点二、DNA的复制及相关计算
3．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是()
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
解析：选A　图中DNA分子的复制是从多个起点开始的，但并不是同时开始的。图中DNA分子的复制是边解旋(需解旋酶)边双向复制的。
4．一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是()
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个
B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
解析：选B　该DNA分子中A－T碱基对的数目为5000×2×20%＝2000个，G－C碱基对的数目为5000－2000＝3000个，则该DNA分子中含有的氢键数目为2000×2＋3000×3＝1.3×104个；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3000＝21000个；子代中含32P的单链与含31P的单链之比为2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32P与只含31P的DNA分子数之比为2∶(23－2)＝1∶3。
5．据图回答问题：
(1)该图表示的生理过程是________，该过程主要发生在细胞的________(填部位名称)。
(2)图中的1、2、3、4、5分别表示____________________(填碱基名称，用字母表示)。
(3)假如经过科学家的测定，α链上的一段碱基序列(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3，能不能说明科学家的测定是错误的？______，原因是______________________________。
(4)如果以(3)中的α链的M为模板，复制出的β链的碱基比例应该是________________。
解析：DNA是双螺旋结构，两条脱氧核苷酸链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对，所以DNA分子中A＝T，G＝C。DNA复制是半保留复制，即以DNA的两条母链为模板，根据碱基互补配对原则进行碱基互补配对，所以形成的DNA子链必定与DNA中的一条母链完全相同，新形成的两个DNA分子，与亲代DNA分子完全相同。
答案：(1)DNA复制　细胞核　(2)A、T、C、C、T
(3)不能　在单链中不一定存在A＝T、G＝C
(4)T∶A∶G∶C＝2∶1∶1∶3
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题2分，共20分)
1．下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是()
A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA分子以4种脱氧核苷酸(碱基为A、T、G、C)为单位连接而成的长链的基础上
B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构
C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学
D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出了科学的模型
解析：选B　沃森和克里克最先提出了碱基在外侧的双螺旋和三螺旋结构模型，后来又提出了碱基在内侧的双螺旋结构模型，并且同种碱基配对。最后提出了碱基互补配对的双螺旋结构模型。
2．下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是()
A．每个双链DNA分子含有四种脱氧核苷酸
B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C．每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．双链DNA分子中的一段含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤
解析：选B　脱氧核苷酸分子的连接方式应为。在双链的DNA分子内部，碱基之间通过氢键连接形成碱基对，对一个碱基来说，一侧连接着一个脱氧核糖，另一侧通过氢键和另一个碱基相连。
3．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则另一条链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的()
A．21%,12%B．30%,24%
C．34%,12%D．58%,30%
解析：选C　解这类题目，最好先画出DNA分子的两条链及碱基符号，并标出已知碱基的含量，这样比较直观，更易找到解题方法。然后利用DNA分子的碱基互补配对原则，由整个DNA分子中A＋T＝42%，可得出A1＋T1即对应单链碱基总数的百分比也为42%，则C1＋G1＝58%。由一条链中C1＝24%，C1＋G1＝58%，得出对应另一条单链中C2＝34%，由一条链中A1＋T1＝42%，A1＝12%，得出对应另一条单链T2＝12%。

4．(上海高考)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型()
A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
解析：选A　A和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A＝T，G＝C，依题意，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。
5．如图为DNA分子结构示意图，相关叙述正确的是()
a．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
b．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
c．⑨是氢键，其形成遵循碱基互补配对原则
d．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
e．③占的比例越大，DNA分子越不稳定
f．⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
A．bcdf　B．cdf
C．abcfD．bce
解析：选B　DNA分子是反向平行的双螺旋结构，①磷酸与②脱氧核糖交替排列在外侧，构成了DNA的基本骨架；④中的③②及②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸；碱基互补配对，配对碱基之间通过氢键相连；DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息；G与C之间形成3条氢键，G与C含量越多，DNA分子越稳定；根据碱基互补配对原则，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。
6．下列有关DNA复制的说法中，正确的是()
A．DNA复制时只有一条链可以作为模板
B．DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸
C．DNA复制的场所只有细胞核
D．DNA复制的时间只能是有丝分裂间期
解析：选B　DNA复制时，两条链都可以作为模板，真核生物DNA复制的场所可以是细胞核，也可以是线粒体和叶绿体，在细菌体内还可以是拟核。DNA复制时需要的原料是4种脱氧核苷酸。
7．把培养在含轻氮(14N)环境中的一个细菌，转移到含重氮(15N)环境中，培养相当于繁殖一代的时间，然后全部放回原环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，细菌DNA组成分析表明()
A．3/4轻氮型、1/4中间型
B．1/4轻氮型、3/4中间型
C．1/2轻氮型、1/2中间型
D．3/4重氮型、1/4中间型
解析：选A　轻氮(14N)环境中的一个细菌转移到重氮(15N)环境中培养相当于繁殖一代的时间后，DNA分子全为15N/14N，再返回轻氮(14N)环境中培养繁殖，产生8个DNA分子，3/4轻氮型、1/4中间型。
8.如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项中正确的是()
A．a和c的碱基序列互补
B．b和c的碱基序列相同
C．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与b链中同项比值相同
D．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与d链中同项比值不同
解析：选C　a、d两条母链碱基互补，a、b两条链碱基互补，c、d两条链碱基互补，可推出a和c碱基序列相同，b和c碱基序列互补；两条互补链中的(A＋T)/(G＋C)相同。
9．(山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()
解析：选C　DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5时，互补链中(A＋C)/(T＋G)＝2；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。
10．某DNA分子中含有1000个碱基对(被32P标记)，其中有胸腺嘧啶400个。若将该DNA分子放在只含被31P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，其结果不可能是()
A．含32P的DNA分子占1/2
B．含31P的DNA分子占1/2
C．子代DNA分子相对分子质量平均比原来减少1500
D．共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸1800个
解析：选B　该DNA分子在含31P的培养液中复制两次，可得到4个DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因为DNA复制为半保留复制，亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中；4个DNA分子中有两个DNA分子的每条链都只含有31P，还有两个DNA分子都是一条链含31P，另一条链含32P。前两个DNA分子相对分子质量比原DNA分子共减少了4000，后两个DNA分子比原DNA分子共减少了2000，这样4个DNA分子的相对分子质量平均比原来减少了6000/4＝1500；在1000个碱基对的DNA分子中，胸腺嘧啶400个，则含有鸟嘌呤个数(1000×2－400×2)/2＝600(个)，复制两次所消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为600×(22－1)＝1800(个)。

二、非选择题(共30分)
11．(10分)如图是DNA片段的结构图，请据图回答问题。
(1)图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的________结构。
(2)填出图中部分结构的名称：[2]________________、[5]__________________。
(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链是由________和________交替连接的。
(4)连接碱基对的化学键是____________，碱基配对的方式如下：即________与________配对；________与________配对。
(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成________的________结构。
(6)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤________个，C和G共________对。
②该DNA片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸________个。
③在DNA分子稳定性的比较中，________碱基对的比例高，DNA分子稳定性高。
解析：(1)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面结构。而乙表示的是DNA分子的立体(空间)结构。(2)图中2表示的是一条脱氧核苷酸链片段，而5表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA分子的两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。(5)根据图甲可以判断：组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。(6)①碱基对G和C之间有三个氢键，而A和T间有两个氢键，设该DNA片段碱基A有x个，碱基G有y个，则有以下关系：x＋y＝200×1/2＝100,2x＋3y＝260，解得A为40个，G和C各为60个。②复制4次共需原料C为：(24－1)×60＝900个。③C和G之间的氢键多于A、T之间的氢键，因此C和G比例越高，DNA分子稳定性越大。
答案：(1)平面　立体(或空间)　(2)一条脱氧核苷酸链片段　腺嘌呤脱氧核苷酸　(3)脱氧核糖　磷酸　(4)氢键　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鸟嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)反向　规则　双螺旋　(6)①40　60　②900　③C和G
12．(10分)DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，目前在亲子鉴定、侦察罪犯等方面是最为可靠的鉴定技术。
请思考回答下列有关DNA指纹技术的问题：
(1)DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问：DNA探针寻找基因所用的原理是：_______________________________。
(2)用DNA做亲子鉴定时，小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，其原因是________________________________________________________。
(3)如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的两位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是_________________________。
(4)现在已知除了一卵双生胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了：______________________________________________________________。
(5)为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA?________________________。
(6)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品，若一个只含31P的DNA分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的________。
解析：DNA具有特异性，不同个体的DNA分子不同，因此可利用DNA分子杂交原理进行亲子鉴定。由于子代的同源染色体一条来自父方，一条来自母方，因此亲子鉴定时，应一半与父亲吻合，一半与母亲吻合。人体所有细胞都来源于同一个受精卵，因此都含有相同的遗传物质。
答案：(1)碱基互补配对原则　(2)孩子的每一对同源染色体一条来自父亲，一条来自母亲　(3)B　(4)DNA分子具有多样性和特异性　(5)因为基因在DNA上，而不在RNA上，且DAN具有特异性　(6)7/8
13．(10分)DNA复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。
(1)根据图示对三种复制作出可能的假设：
①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是__________，而另一个是_______________________________________________________________；
②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子各有____________________；
③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中__________________________________。
(2)请设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)。
②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。
③将亲代含15N的大肠杆菌转移到14N培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离。
(3)实验预测：
①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分离出两条带：________和________，则可以排除________，同时肯定是________________。
②如果子代Ⅰ只有一条________，则可以排除________，但不能肯定是_______。
③如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出____________和____________，则可以排除__________________，同时肯定__________。
④如果子代Ⅱ不能分出________两条密度带，则排除________，同时肯定________。
(4)用图例表示出最可能的实验结果。
答案：(1)①亲代的　新形成的　②一条链来自亲代DNA，另一条链是新形成的　③每条链中的一些片段是母链的，另一些片段是子链的　(3)①一条轻密度带(14N/14N)　一条重密度带(15N/15N)　半保留复制和分散复制　全保留复制　②中密度带(14N/15N)　全保留复制　半保留复制还是分散复制　③一条中密度带(14N/15N)　一条轻密度带(14N/14N)　分散复制　半保留复制　④中、轻　半保留复制　分散复制　(4)最可能的实验结果(如图所示)：

第二节遥感技术及其应用学案

第二节遥感技术及其应用学案
一、遥感技术
1、概念和原理
简称，是指借助对敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的、、等信息，揭示目标物的、及其变化的综合探测技术。
2、特点：监测范围，可覆盖整个地球，能、、，迅速获取信息和实施动态监测。
3、工作过程：信息——信息——信息——信息——遥感应用
4、组成：RS由、、、以及相关技术等组成。
5、
类型运载工具优点
航天遥感专题，航天飞机、、等覆盖范围，不受限制，
可、观测等。
航空遥感强，可根据研究主题选择适当的、和。
近地遥感——可用于、、监测等中高分辨率的遥感任务中。

二、遥感与资源普查
1、资源、资源、资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域。
2、蕴藏矿产的地方有许多是或构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产的存在。
3、对森林、草原、绿地以及农作物等资源的确调查中，通过遥感图像或图像处理技术，提取植被的分布、、、、等数据，为农业、、
、等部门提供服务。
三、遥感与环境灾害监测
1、21世纪，遥感技术不仅将为社会提供高分辨率的信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且有助于人类重新审视“地球家园”，提高人们对周围生活环境与
的认识。
2、是搞洪救灾与减灾决策的重要依据，遥感技术所具有的和的特征，给水文预报，洪水分析等工作带来很大的便利。

生物选修一5.2多聚酶链式反应扩增DNA片段学案（人教版）

俗话说，凡事预则立，不预则废。教师要准备好教案，这是教师需要精心准备的。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。你知道怎么写具体的教案内容吗？以下是小编收集整理的“生物选修一5.2多聚酶链式反应扩增DNA片段学案（人教版）”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段
问题导学
一、PCR的原理
活动与探究1
1．细胞内DNA复制需要的基本条件有哪些？该条件在DNA复制中起何作用？
2．什么是引物？它有什么特点？用于PCR的引物一般长度是多少？
3．讨论：DNA合成的方向有什么特点？两条子链的合成起始于DNA的同一端吗？
4．PCR技术中，高温能使DNA双链解旋，但也会导致DNA聚合酶失活，如何解决？
迁移与应用1
PCR过程中起催化作用的酶是（）。
A．解旋酶　B．RNA聚合酶
C．TaqDNA聚合酶D．DNA连接酶
细胞内DNA复制与PCR技术的比较
细胞内DNA复制PCR
不
同
点解旋解旋酶催化，部分解旋解链95℃高温解旋解链，双链完全分开
酶解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶TaqDNA聚合酶
能量ATP不加
温度体内温和条件95℃→55℃→72℃
特点整个DNA复制，只在分裂间期复制一次目的基因片段，按需要无限扩增
相同点①需DNA模板；②需脱氧核苷酸作原料；③子链延伸方向都是从5′端到3′端；④都遵循碱基互补配对原则，半保留复制
注：解旋酶的作用是使DNA两条链的氢键断开，而DNA聚合酶都是催化形成磷酸二酯键的。
二、PCR的反应过程
活动与探究2
1．PCR一般要经历30多次循环，每次循环可以分为哪几步？
2．PCR循环之前，常要进行一次预变性，预变性的目的是什么？
3．PCR循环过程中，变性温度设置94℃，时间设置30s的原因是什么？
4．PCR缓冲液相当于细胞内的什么成分？
5．当PCR反应体系的温度由变性后缓慢冷却到50℃左右时，引物与模板可结合，而解开的两个DNA模板链能够重新结合吗？为什么？
6．PCR过程中的DNA聚合酶能对最初的DNA模板进行完整的复制吗？为什么？
7．决定PCR反应特异性的原因有哪些？
迁移与应用2
利用PCR技术扩增某DNA片段得到下图所示产物，则该产物至少经过几次循环才能产生？（）
A．1次B．2次
C．3次D．4次
1．PCR反应过程图解
（1）变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解旋为单链，如下图：
（2）复性：系统温度下降至55℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图：
（3）延伸：当系统温度上升至72℃左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸（A、T、G、C）在DNA聚合酶的作用下，据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如下图：
2．PCR过程的温度条件和时间控制
变性复性延伸
预变性94℃，5min——
30次94℃，30s55℃，30s72℃，1min
最后一次94℃，1min55℃，30s72℃，1min
三、PCR实验操作和结果分析评价
活动与探究3
1．讨论PCR实验过程中有哪些注意事项。
2．如何判断DNA扩增成功？
迁移与应用3
PCR实验中使用的微量离心管、缓冲液以及蒸馏水使用前必须进行的关键步骤是（）。
A．反复洗涤B．用酒精擦洗
C．高压灭菌D．在－20℃下储存
1．PCR体外扩增DNA片段的实验流程
准备　按照PCR反应体系的配方将所需试剂摆放于实验桌上
移液　用微量移液器按照配方在微量离心管中依次加入各组分
混合　盖严离心管口的盖子，用手指轻轻弹击管壁
离心　将微量离心管放在离心机上，离心约10s。目的是使反应液集中在离心管底部
反应　将离心管放入PCR仪中，设置程序进行反应：变性―→复性―→延伸
2．实验中DNA含量的测定
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。可以利用DNA这一特点进行DNA含量的测定，具体方法如下：
（1）稀释：2μLPCR反应液，加入98μL蒸馏水，即将样品进行50倍稀释
（2）对照调零：以蒸馏水作为空白对照，在波长260nm处，将紫外分光光度计的读数调节至零
（3）测定：取DNA稀释液100μL至比色杯中，测定260nm处的光吸收值
（4）计算：DNA含量（μg/mL）＝50×（260nm的读数）×稀释倍数
3．几种PCR方法
有反转录PCR、扩增未知序列的PCR、致突变PCR、定量PCR、免疫PCR等方法，PCR还可与其他方法联合使用，有很多新的联合法。
（1）反转录PCR
反转录PCR就是把RNA提取后反转录成互补DNA，并以此互补DNA链为模板进行的PCR反应。通常用于检测某种RNA是否被表达，或者比较其相对表达水平。
（2）实时荧光定量PCR
所谓的实时荧光定量PCR就是通过对PCR扩增反应中每一个循环产物的荧光信号的实时检测，从而实现对起始模板定量及定性的分析。在实时荧光定量PCR反应中，引入了一种荧光化学物质，随着PCR的进行，PCR产物不断累积，荧光信号强度也等比例增加。每经过一个循环，收集一个荧光强度信号，这样我们就可以通过荧光强度变化监测产物量的变化，从而得到一条荧光扩增曲线。
（3）免疫PCR
免疫PCR是利用抗原抗体反应的特异性和PCR扩增反应的极高灵敏性而建立的一种微量抗原检测技术。
答案：
课前预习导学

一、1．体外　DNA　DNA拷贝
2．解旋　DNA母链　脱氧核苷酸　DNA聚合
预习交流1：提示：DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链。因此，DNA复制需要引物，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
3．80～100℃　双螺旋　双链　变性　降低　双链
4．缓冲　DNA　两条模板链　引物　脱氧核苷酸　TaqDNA聚合　温度
二、1．变性　90℃　解旋　95
2．复性　50℃　两种　碱基互补配对　55
3．延伸　72℃　TaqDNA聚合酶
预习交流2：（1）提示：DNA分子首先在解旋酶的作用下解旋，然后以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下合成与母链碱基互补的一段子链，随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也不断延伸，同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
（2）提示：PCR在高温条件下（90～100℃）解旋，而细胞内的DNA在解旋酶的作用下解旋。
三、1．温度　3　恒温水浴锅
2．塑料管　0.5mL
3．微量移液器
四、1．外源DNA　高压灭菌
2．分装成小份　－20℃
3．枪头　更换
预习交流3：提示：是用塑料加工制作的。
课堂合作探究

活动与探究1：
1．提示：细胞内DNA复制需要的基本条件和作用分别是：（1）解旋酶：打开DNA双链。（2）DNA母链：提供DNA复制的模板。（3）4种脱氧核苷酸：合成子链的原料。（4）DNA聚合酶：催化合成DNA子链。（5）引物：使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。
2．提示：引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。用于PCR的引物长度通常为20～30个核苷酸。
3．提示：（1）DNA的羟基末端称为3′端，磷酸基团的末端称为5′端，且DNA的一条链为3′→5′，另一条互补链为5′→3′，即DNA的两条链是反向的。（2）DNA合成的方向总是从子链的5′端向3′端延伸（即沿母链的3′→5′），所以两条子链的合成分别起始于DNA的两端。
4．提示：寻找和使用耐高温的DNA聚合酶。
迁移与应用1：C　解析：PCR技术解旋过程是利用了95℃高温使DNA变性解旋；RNA聚合酶是转录过程所需的酶；DNA连接酶是基因工程和DNA体内复制所需的酶；PCR技术延伸中所用的酶是TaqDNA聚合酶。
活动与探究2：
1．提示：每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。
2．提示：预变性的目的是增加大分子模板DNA彻底变性的概率。
3．提示：变性温度过低，解链不完全导致DNA不能扩增，变性温度过高影响酶的活性；在此温度条件下如果处理时间过长，将会导致酶的钝化。
4．提示：由于缓冲液为DNA的复制提供场所，相当于细胞内DNA复制的场所，所以缓冲液相当于核基质。
5．提示：不能。（1）模板DNA链比引物长得多而且复杂得多，不易重新结合。（2）引物和模板之间的碰撞机会远远高于两个DNA模板链之间的碰撞机会。（3）加入的引物的量较大，而模板数量少。
6．提示：不能。第一次循环时，只能从引用结合的部位开始。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，由引物Ⅱ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅰ结合，进行DNA的延伸之后，DNA聚合酶只能特异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。
7．提示：（1）待扩增DNA片段的特异性。（2）引物与模板特异性地结合。（3）碱基互补配对原则。（4）耐高温的TaqDNA聚合酶的催化作用具有专一性。
迁移与应用2：B　解析：PCR技术中，第一次循环产生两个DNA分子，每个DNA分子只有一条链具有引物。第二次循环产生四个DNA分子，其中两个DNA分子只有一条链具有引物，另两个DNA分子两条链都具有引物。
活动与探究3：
1．提示：（1）避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前必须进行高压灭菌。
（2）缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。
（3）每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。
（4）混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。
2．提示：（1）教材中的方法，可以通过计算DNA含量来评价扩增的效果。
（2）电泳检测的方法，可以通过在紫外线下直接观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。
迁移与应用3：C　解析：为了避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20℃下储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。
当堂检测
1．下列有关PCR的描述，不正确的是（）。
A．是一种酶促反应
B．引物决定扩增的特异性
C．扩增的对象是氨基酸序列
D．扩增的对象是DNA序列
答案：C　解析：PCR是特异扩增两个引物间的脱氧核苷酸序列，而不是氨基酸序列。
2．引物长度通常为20～30个核苷酸的一段（）。
A．DNAB．RNA
C．DNA或RNAD．双链DNA
答案：C　解析：DNA复制过程均需要引物的参与，引物是一小段RNA或DNA。
3．PCR利用了DNA的什么原理，来控制DNA的解聚与结合？（）
A．特异性B．稳定性
C．热变性D．多样性
答案：C　解析：PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。
4．PCR过程中的复性是指（）。
A．在90℃以上时，两条DNA单链通过碱基互补配对形成DNA双螺旋
B．在50℃左右，两条DNA单链通过碱基互补配对形成DNA双螺旋
C．在90℃以上时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
D．在50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
答案：D　解析：PCR过程中的复性发生在50℃左右的低温条件下，指引物与单链DNA的结合，不是两条单链DNA的结合。
5．标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步，这三大步需要的温度依次是（）。
A．94℃、55℃、72℃B．72℃、50℃、94℃
C．50℃、94℃、72℃D．80℃、50℃、72℃
答案：A　解析：当温度上升到90℃以上时，作为模板的双链DNA解旋成为单链DNA，称之为变性；当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，称为复性；当温度回升到72℃左右时（TaqDNA聚合酶的最适反应温度），在单链上4种脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则连接在引物之后，使引物链延伸，形成互补的DNA双链，称为延伸。
用流程图表示PCR的操作步骤。