高三生物二轮复习导学案PCR的应用

PCR的应用学案学习目标

1、通过分析基因编辑技术的原理和过程，了解此技术在社会实践中的应用。2、掌握PCR技术的原理和操作过程。3、结合新冠病毒核酸检测，了解PCR技术在生产、生活中的应用。教学过程

1.导入

今天我们要学习二轮复习的第五个高考热点——PCR的应用，在这之前我们先来回忆一下课本上有哪些地方用到了PCR技术？学生思考后回答：“利用PCR扩增目的基因，检测目的基因是否导入受体细胞，以及目的基因是否在受体细胞中转录出mRNA都用到了PCR技术

”。也就是说，我们通常利用PCR技术来扩增目的基因。但实际上。现有的基因不一定就是满足人们的需要的目的基因，在大多数情况下我们都要人为的改造现有基因。那有什么办法能够改造现有基因呢？例如，如果我需要把某基因的AT碱基对替换成CG碱基对。让它发生碱基对的替换，创造一个新基因。这时候我们就可以用重叠延伸PCR或者大引物PCR。如果想要拼接两个基因，也可以用重叠延伸PCR，那RT—PCR技术通常用在哪里呢？我们最熟悉的就是核酸检测。除此之外，PCR技术还有反向PCR、巢式PCR等等，那么近几年高考试题中有关PCR的问题越来越多。设问深度也明显提升。但是这些通常以信息题的形式出现，并且他们均以常规PCR为基础。所以今天大家只需要掌握两部分内容就可以攻克这类题目。第一部分：掌握常规PCR的基本过程。第二部分：掌握三道典型例题的解题思路，最终构建解题模型。2.核心基础知识回顾学生观看一段PCR技术基本过程的视频，完成基础知识填空。2.高考新情境应用一：重叠延伸PCR技术——PCR定点突变

重叠延伸PCR技术其主要设计思路是用具有互补配对片段的引物(图中的引物2和3，突起处代表与模板链不能互补的突变位点)，分别进行PCR，获得有重叠链的两种DNA片段，再在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸获得想要的目的基因。如某科研团队运用重叠延伸PCR技术在水蛭素基因中的特定位点引入特定突变，使水蛭素第47位的天冬酰胺(密码子为AAC、AAU)替换为赖氨酸(密码子为AAA、AAG)，从而提高水蛭素的抗凝血活性。原理如图：高考对位训练应用二：反向PCR扩增已知序列两侧的未知序列

当DNA的某些序列已知，而需要扩增已知序列两端的未知序列时，可采用反向PCR技术。原理是：用限制酶消化该DNA，随后使用DNA连接酶将获得的酶切产物环化，这样就获得了已知序列两侧携带有未知序列的环状DNA分子。以该已知序列为模板设计一对相反方向的特异性引物，该引物对已知序列反向，但对未知序列却是相向的，从而得以扩增出未知序列。原理如图。应用三：实时荧光定量RT－PCR技术检测病毒核酸

病毒感染的常规检测方法是通过实时荧光PCR鉴定。实时荧光PCR扩增目的基因，需额外添加荧光标记探针(一小段单链DNA，可与目的基因中部序列特异性结合)。当探针完整时，不产生荧光。在PCR过程中，与目的基因结合的探针被耐高温的DNA聚合酶水解，R与Q分离后，R发出的荧光可被检测到(如图甲)，通过实时荧光PCR检测某冠状病毒感染时，检测到的荧光强度变化如图乙，荧光到达预先设定阈值的循环数(Ct值)越小，说明病毒核酸浓度越高。3.探究实践

病毒是否入侵人体，目前主要有三种方法来检测：核酸检测、抗原检测和抗体检测。截至目前，国家药监局新型冠状病毒应急医疗器械审批批准总计29款，其中，核酸检测类有18款，血清抗体类有11款，核酸检测和抗体/抗原检测是确认新冠病毒的重要手段