pcr 技术定义高中生物 体外 DNA 扩增技术

pcr 技术全称多聚酶链式反应，在高中生物教材里面的定义是一项在生物体外，通过温度循环变化，对特定 DNA 片段进行快速大量扩增的分子生物学技术，也常被叫做体外 DNA 复制技术。高考经常考察这个知识点，是基因工程板块的核心考点，很多同学容易把 pcr 技术和细胞内 DNA 复制混淆，两者原理都是 DNA 半保留复制，但是反应环境原料酶引物都有明显差别。想要吃透 pcr 技术定义，第一步记住核心原理是 DNA 半保留复制，第二步理解三个温度阶段的循环过程，第三步掌握反应体系必备组分，第四步区分 pcr 技术和体内 DNA 复制的异同点。综合教材内容，pcr 技术就是人工控制温度，实现目的 DNA 片段指数级扩增的体外技术。

反应体系必备组分

重点考点 普通 DNA 聚合酶高温会失活，所以 pcr 技术必须使用 Taq 酶，这是高考高频填空考点。

三步循环过程

变性 温度升高到 90 到 95 摄氏度，模板 DNA 双链氢键断裂，解开成为单链

复性也叫退火 温度降到 55 到 60 摄氏度，引物和单链模板互补配对结合

延伸 温度升到 70 到 75 摄氏度，TaqDNA 聚合酶按照碱基互补配对，从引物 3 端开始合成新 DNA 链

每完成一次循环，目的 DNA 数量翻倍，经过 n 次循环，理论上目的 DNA 数量是 2 的 n 次方个

pcr 技术和体内 DNA 复制对比

相同点 原理都是 DNA 半保留复制，都需要引物原料聚合酶，遵循碱基互补配对原则

不同点

体内复制 需要解旋酶，常温环境，边解旋边复制

pcr 技术 不需要解旋酶，依靠高温变性解旋，体外温度循环，只扩增特定目的片段

高中生物常考应用

目的基因获取

亲子鉴定

病原体检测

刑侦物证鉴定

遗传病筛查

易错点整理

pcr 扩增的是特定目的 DNA 片段，不是整条 DNA 全部复制

引物是 DNA 单链，不是 RNA，这点和体内复制的 RNA 引物不一样

扩增产物从第三次循环开始，才会出现等长的目的基因片段，前两次循环产物长度不等

Taq 酶没有校对活性，扩增过程可能产生碱基错配

【常见问题】

问题 1 高中生物 pcr 技术为什么不需要解旋酶

回答 1 高中生物 pcr 技术依靠高温变性让 DNA 双链氢键断裂解旋，高温可以替代解旋酶的作用，所以 pcr 技术体系不需要额外添加解旋酶。

问题 2 高中生物 pcr 技术扩增 n 次目的 DNA 数量是多少

回答 2 高中生物 pcr 技术按照半保留复制原理，理论扩增 n 次之后目的 DNA 分子总数是 2 的 n 次方，但是严格等长目的片段第三次循环才开始大量生成。

问题 3 高中生物 pcr 技术中的引物有什么作用

回答 3 高中生物 pcr 技术里面引物可以和模板单链互补结合，TaqDNA 聚合酶只能从引物的 3 端开始延伸，引物同时决定 pcr 技术扩增的目标 DNA 片段范围。

问题 4 高中生物 pcr 技术为什么选用 TaqDNA 聚合酶

回答 4 高中生物 pcr 技术每一轮循环都有高温变性步骤，TaqDNA 聚合酶耐高温，高温之后仍然保持活性，普通聚合酶遇高温会变性失活，无法完成 pcr 技术循环反应。

【免责申明】

本文内容依据高中生物教材考点整理，属于应试学习资料，不同版本教材表述略有差异，内容仅供备考参考，具体答题表述请以课本和考纲为准。