2019_2020学年高中生物第四章生物化学与分子生物学技术实践第二节分子生物学技术知能演练轻巧夺冠苏教版选修1

【知识点详解】 1. 多聚酶链式反应(PCR)技术 PCR是一种体外高效复制DNA片段的技术，常用于科研和医学检测。其基本步骤包括变性、退火和延伸三个阶段： - 变性：在高温（90-95℃）下，DNA双链间的氢键断裂，使DNA变为单链。 - 退火：降低温度至55-60℃，引物（与目标序列互补的小片段DNA）与模板DNA链通过碱基互补配对结合。 - 延伸：在70-75℃下，DNA聚合酶催化引物结合部位的脱氧核苷酸添加，形成新的DNA链。 2. PCR过程中的错误理解 PCR过程中需要的酶是热稳定DNA聚合酶（如Taq酶），而不是细胞内复制所需的DNA聚合酶，并且需要的是四种脱氧核苷酸作为原料，而不是核糖核苷酸。此外，PCR反应的最适温度比细胞内DNA复制的温度要高。 3. 目的DNA片段的体外扩增与鉴定 在DNA双链中，3'端通常含有羟基，5'端含磷酸基团。DNA聚合酶只能从3'端向5'端延伸DNA链。因此，PCR扩增时新合成的DNA链会在3'端添加脱氧核苷酸。 4. PCR操作注意事项 - PCR实验的器具和试剂需在使用前高压灭菌。 - 缓冲液和酶应分装存储在-20℃，避免反复冻融。 - 反应成分添加时，应更换枪头以防止交叉污染。 - PCR扩增后，DNA可以通过二苯胺显色法检测，呈现蓝色。 5. PCR应用 PCR广泛应用于遗传疾病检测、犯罪侦查、古生物学、基因克隆及DNA测序等。PCR的优势在于快速、特异性强且能大量复制特定DNA片段。 6. PCR与DNA体内复制对比 (1)细胞内DNA复制时，引物提供起始点，使得DNA聚合酶可以开始合成新链。 (2)PCR利用了DNA双链的热变性和碱基互补配对原理，通过调整温度实现DNA的复制。 (3)PCR过程中需要Taq酶等耐高温的DNA聚合酶，与细胞内DNA复制的DNA聚合酶相比，Taq酶能在较高的温度下保持活性。 (4)PCR反应中的能量来源是脱氧核苷三磷酸（dNTPs）的高能磷酸键水解。 (5)在n次循环后，具有放射性的DNA片段数量会按照2^n增长，因为每次循环都会产生两个带有放射性的新DNA片段。 总结：本节内容主要介绍了PCR技术的原理、操作步骤、常见误区、注意事项及其在生物科学领域的广泛应用。理解并掌握这些知识对于进行分子生物学实验和理解相关科研成果至关重要。