PCR技术及习题

1、PCR技术及习题PCR（polymerase chain reaction）：聚合酶链式反应1、PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5端自3端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3端延伸DNA链。2、PCR反应过程是：变性复性延伸类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性-退火（复性）-延伸三个基本反应步骤构成：模板DNA的变性：当温

2、度上升到90以上时，双链DNA解聚为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；模板DNA与引物的退火（复性）：温度下降到50左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；引物的延伸：72左右时，TaqDNA聚合酶有最大活性，可使DNA新链由5端向3端延伸。3、结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。4、细胞被DNA复制与PCR技术的比较：细胞内DNA复制体外DNA扩增（PCR）不同点解旋在解旋酶作用下边解旋边复制80100高温解旋，双链完全分开酶DNA解旋酶、DNA聚合酶

3、TaqDNA聚合酶引物RNADNA、RNA温度体内温和条件高温相同点需提供DNA模板四种脱氧核苷酸为原料子链延伸的方向都是从5端到3端知识点拨：1、DNA分子复制的人工控制解开螺旋：在80100时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。恢复螺旋：在5060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。控制仪器：PCR仪（温度周期性自动调节仪）。2、PCR的含义是多聚酶链式反应。3、PCR技术反应的条件：稳定的缓冲溶液环境（一般使用Tris-Cl缓冲液，标准的为10mmol/L,并将其调节到8.38.8之

4、间）；DNA模板；合成引物（2个）；四种脱氧核甘酸；DNA聚合酶；温控设备4、PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活、易于操作。5、TaqDNA聚合酶的特点是：耐高温。知识拓展：1、DNA聚合酶不能够从头合成DNA，只能从DNA的3端开始延伸DNA链，因此DNA复制需要引物。2、引物: 引物是PCR特异性反应的关键，PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。理论上，只要知道任何一段模板DNA序列，就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物，利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。3、PCR引物设计原则：（1）PCR引物通常长15-25碱基，其中GC约占50%。（2）引物之间不能互配形成

5、双链结构，引物内部也不能形成发夹结构。（3）引物的3末端必须与目的片段完全相配。（4）引物的5末端可以不与目的片段互补，可以包含内切酶位点或启动子序列，但在下一轮反应中，这些序列会被同样合成习题训练1聚合酶链式反应(PCR技术)是在实验室中以少量样品DNA制备大量DNA的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA、DNA聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP等。反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板，故DNA数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。微量DNA样品DNA互补链分离开为单链以单链为模板合成子代DNA循环重复（1）某个DNA样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A

6、:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR仪五次循环后，将产生 个DNA分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。（2）分别以不同生物的DNA样品为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是 。（3）请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处： 。 。 。2通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是一GGATCC一，请回答：（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 。（2）请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是 ，“插入”时常用的工具是 。3下面甲图中DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图，乙图示样品 DNA经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增，可以获取大量DNA克隆分子。分析回答：（1）甲图中含有 种核苷酸；丙氨酸的遗传密码子是 。该图表示了DNA中遗传信息的 过程。（2）有一种贫血症是血红蛋白分子的一条多肽链上，一个酪氨酸被一个苯丙氨酸所替代造成的。此种贫血症的根本原因是 ，即 发生了改变。（3）