高中生物資源高三一輪復習生物：PCR技術(shù)及其應用課件

PCR技術(shù)及其應用基因工程1.PCR技術(shù)的條件是什么？2.PCR反應包括哪幾個過程？3.怎樣鑒定PCR的產(chǎn)物？4.PCR技術(shù)有何應用價值？問題1聚合酶鏈式反應（PolymeraseChainReaction），是一種體外復制DNA的技術(shù)，通過控制溫度使復制過程反復進行。PCR技術(shù)體內(nèi)DNA復制的基本條件有哪些？模板原料酶雙鏈DNA4種脫氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶DNA復制與PCR技術(shù)的基本條件在已有核酸鏈的3’端添加單個核苷酸引物短的單鏈核酸片段子鏈延伸方向？1DNA復制與PCR技術(shù)的基本條件DNA聚合酶引物DNA復制方向聚合酶移動方向聚合酶移動方向子鏈延伸方向5’→3’1聚合酶鏈式反應（PolymeraseChainReaction），是一種體外復制DNA的技術(shù)，通過控制溫度使復制過程反復進行。PCR技術(shù)體內(nèi)DNA復制的基本條件有哪些？模板原料酶雙鏈DNA4種脫氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶DNA復制與PCR技術(shù)的基本條件引物短的單鏈核酸片段高溫耐高溫[Taq酶]體外PCR技術(shù)1973年錢嘉韻設(shè)計特定引物獲取目的基因1請為下列目的基因選擇引物序列，并說出子鏈延伸的方向。例題：DNA復制與PCR技術(shù)的基本條件引物2：←引物3：→2PCR反應三步走DNA雙鏈模板引物4種脫氧核苷酸變性90℃以上雙鏈解開50℃左右引物結(jié)合復性72℃左右合成新鏈延伸循環(huán)原則堿基互補配對原則原理DNA的半保留復制2PCR反應三步走DNA雙鏈模板引物4種脫氧核苷酸變性復性延伸循環(huán)能量來源？用PCR可以擴增mRNA嗎？2PCR反應三步走1985年發(fā)明PCR技術(shù)1993年獲得諾貝爾化學獎穆里斯(1944-2019)2PCR反應三步走1.幾輪循環(huán)后會出現(xiàn)只有目的基因片段的DNA分子？2.理論上講，n個循環(huán)后，會出現(xiàn)多少個DNA片段？思考：3輪循環(huán)產(chǎn)物計算公式：2n2PCR反應三步走1.

PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)，其基本原理和過程與細胞內(nèi)DNA的復制類似。下列不是兩者共同點的是（）①邊解旋邊復制②遵循堿基互補配對原則③需要引物

④反應條件需要高溫A．①②

B．②③C．③④D．①④例題：D2PCR反應三步走2.

PCR過程一般經(jīng)歷下述三十多次循環(huán)：90℃以上使模板DNA變性解鏈→50℃左右復性（引物與DNA模板鏈結(jié)合）→72℃左右引物鏈延伸（形成新的脫氧核苷酸鏈）。下列有關(guān)PCR過程的敘述，不正確的是（）A．變性破壞的是堿基對之間的氫鍵B．引物與DNA模板鏈的結(jié)合依靠堿基互補配對原則完成C．延伸需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸D．PCR與胞內(nèi)復制相比所需酶的最適溫度較高例題：C3PCR產(chǎn)物的鑒定凝膠電泳法電泳：DNA分子在電場作用下發(fā)生遷移,越小的DNA片段距離出發(fā)點越遠.1234561.Marker：標準大小的DNA分子2：目的基因3-5：不同循環(huán)次數(shù)的PCR產(chǎn)物6：清水4PCR技術(shù)的應用1.以DNA擴增為基礎(chǔ)的應用（1）DNA鑒定誰是兇手4PCR技術(shù)的應用1.以DNA擴增為基礎(chǔ)的應用（1）DNA鑒定4PCR技術(shù)的應用1.以DNA擴增為基礎(chǔ)的應用（2）協(xié)助診斷圖1為亨廷頓氏舞蹈癥（HD，常染色體顯性遺傳病，隨年齡增長發(fā)病，人群中罕見）家族成員系譜圖，通過檢測確定不同個體該基因的差異。電泳結(jié)果如圖2所示，其中Ⅲ1為正常個體，據(jù)結(jié)果推測Ⅳ1

___（有/無）出現(xiàn)HD癥狀的可能，依據(jù)是？有Ⅳ1與患者基因型一樣，帶有致病基因4PCR技術(shù)的應用1.以DNA擴增為基礎(chǔ)的應用（2）協(xié)助診斷腎上腺-腦白質(zhì)營養(yǎng)不良是一種伴X染色體的隱性遺傳病（用d表示），圖為某患者家系圖。（1）其中II-2的基因型是

。XdY（2）科研人員提取家系中四名女性的DNA片段并進行PCR，產(chǎn)物酶切后進行電泳（正?；蚝粋€限制酶切位點，突變基因增加了一個酶切位點）。由圖可知突變基因新增的酶切位點位于

bp的DNA片段中。3104PCR技術(shù)的應用1.以DNA擴增為基礎(chǔ)的應用（2）協(xié)助診斷（3）已知女性細胞所含兩條X染色體中的一條總是保持固縮狀態(tài)而失活，推測失活染色體上的基因無法表達的原因是

。腎上腺-腦白質(zhì)營養(yǎng)不良是一種伴X染色體的隱性遺傳病（用d表示），圖為某患者家系圖。固縮狀態(tài)無法正常解旋轉(zhuǎn)錄分別提取四名女性的mRNA作為模板，

后進行PCR，計算產(chǎn)物量的比例，結(jié)果如表1。逆轉(zhuǎn)錄4PCR技術(shù)的應用1.以DNA擴增為基礎(chǔ)的應用（2）協(xié)助診斷綜合圖表，推斷II-3、II-4發(fā)病的原因是來自

（父方/母方）的X染色體失活概率較高，以

基因表達為主。父方Xd4PCR技術(shù)的應用2.PCR是Sanger測序法的重要環(huán)節(jié)第一步：擴增足夠待測樣本，加熱解旋，保留單鏈作為模板鏈。4PCR技術(shù)的應用2.PCR是Sanger測序法的重要環(huán)節(jié)第二步：模板鏈結(jié)合引物后，分別加入4個試管。4PCR技術(shù)的應用2.PCR是Sanger測序法的重要環(huán)節(jié)第三步：試管中分別加入足量DNA聚合酶、四種dNTP和一種特定的ddNTP（雙脫氧核糖核苷酸）。4PCR技術(shù)的應用2.PCR是Sanger測序法的重要環(huán)節(jié)第四步：DNA擴增時，一旦ddNTP與模板鏈結(jié)合，子鏈延伸就停止了。將產(chǎn)物進行電泳，由遠及近即可讀序。4PCR技術(shù)的應用

3.應用特定引物，進行基因定位科學家把一段T-DNA插入到A基因中，從而誘發(fā)突變，獲得a基因，用PCR法確定T-DNA插入位置時，應從圖中選擇的引物組合是

。Ⅱ和Ⅲ4PCR技術(shù)的應用

4.在已有基因上增加片段用PCR技術(shù)將DNA分子中的A1片段進行擴增，設(shè)計了引物Ⅰ、Ⅱ，其連接部位如左下圖所示，x為不能與模板鏈引物結(jié)合部位互補配對的序列。擴增后得到的絕大部分DNA片段應是右下圖中的

。d4PCR技術(shù)的應用

5.應用PCR技術(shù)進行基因敲除或增加基因為研究基因A與四膜蟲對DDT的耐藥性是否有關(guān)，科研人員提取耐藥四膜蟲個體的DNA，用下圖所示的引物組合，分別擴增A基因的A1片段、A3片段。4PCR技術(shù)的應用

5.應用PCR技術(shù)進行基因敲除或增加基因重疊延伸PCR第一輪XY5’3’A1-X5’3’3’5’4PCR技術(shù)的應用

5.應用PCR技術(shù)進行基因敲除或增加基因重疊延伸PCR第二輪：上一輪的產(chǎn)物分子作為本輪的引物N基因的a鏈→←N基因的b鏈A1+X↑A3+Y↓←N基因的a鏈N基因的b鏈→3’3’5’5’4PCR技術(shù)的應用

5.應用PCR技術(shù)進行基因敲除或增加基因重疊延伸PCR第三輪：上一輪的產(chǎn)物作為本輪的模板A3+Y↓A1+X↑A3+Y↓A1+X↑4PCR技術(shù)的應用

5.應用PCR技術(shù)進行基因敲除或增加基因?qū)⒋罅縉基因片段與擴增得到的A1片段、A3片段置于PCR反應體系中進行擴增，得到的絕大多數(shù)擴增產(chǎn)物是____________。回收的PCR擴增產(chǎn)物通過基因工程方法轉(zhuǎn)入耐藥四膜蟲細胞中，并用加入____________的培養(yǎng)液篩選，獲得A基因____________的四膜蟲。A1-N-A3巴龍霉素被敲除5練習1.利用PCR擴增目的基因的過程中，子鏈延伸需要引物，有關(guān)引物設(shè)計的說法錯誤的是(

)A.兩種引物之間不能有互補性B.每種引物自身不應存在互補性C.設(shè)計引物時需要知道目的基因的全部堿基序列D.引物的長度關(guān)系到PCR的特異性2.三次循環(huán)后產(chǎn)生的DNA分子中，只含有一個引物的DNA分子有幾條？占DNA分子總數(shù)的幾分之幾？5練習3.用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因植株是否成功導入目的基因時，得到以下電泳圖譜。其中1號為DNA標準樣液(Marker)，10號為蒸餾水，PCR時加入的模板DNA如圖所示。據(jù)此作出的分析，不合理的是(

)A.PCR產(chǎn)物的分子大小在250－500bp之間B.3號樣品為不含目的基因的載體DNAC.9號樣品對應植株不是所需的轉(zhuǎn)基因植株D.10號確定反應體系等對結(jié)果沒有干擾5練習4.如果要用PCR擴增以下DNA模板中的基因1，需要的一對引物序列是(

)5′CTTCGAAATTC—基因1—TCTCCCGATCGG—基因2—ATCCTTTGCTCT3′A．引物Ⅰ是5′—CTTCGAAATTC—3′，引物Ⅱ是5′—CCGATCGGGAGA—3′B．引物Ⅰ是5′—CTTCGAAATTC—3′，引物Ⅱ是5′—TCTCCCGATCGG—3′C．引物Ⅰ是5′—GAAGCTTTAAG—3′，引物Ⅱ是5′—AGAGGGCTAGCC—3′D．引物Ⅰ是5′—GAAGCTTTAAG—3′，引物Ⅱ是5′—CCGATCGGGAGA—3′5練習5.在基因工程中，把選出的目的基因(共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個)放入DNA擴增儀中擴增4代，那么，在擴增儀中應放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)至少是(

)A.54