2019-2020高中生物 专题5 DNA和蛋白质技术 课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段训练巩固（含解析）1.doc

【多聚酶链式反应（PCR）】是分子生物学中的一种关键技术，它允许科学家们在实验室中大量复制特定的DNA片段。PCR技术基于DNA复制的原理，通过模拟生物体内的DNA复制过程来扩增目标DNA序列。在这个过程中，三个主要步骤循环进行：变性、退火（复性）和延伸。 1. **变性**：在这个阶段，DNA双链在高温下被分离。DNA分子内的碱基对间的氢键被破坏，导致双螺旋结构解开为两条单链。这个过程通常发生在90-95℃的温度下。 2. **退火/复性**：当温度降低后，引物开始起作用。引物是一小段设计好的寡核苷酸序列，它们能与DNA模板链的互补序列结合，这是根据碱基配对规则（A-T，G-C）进行的。这个过程通常在55-65℃之间进行。 3. **延伸**：在合适的温度（通常约为72℃）下，DNA聚合酶开始工作，它沿着引物结合的部位，利用四种脱氧核苷酸（dNTPs）作为原料，按照模板链的信息合成新的DNA链。DNA合成的方向是从子链的5'端向3'端延伸。 PCR技术的优点包括其高度特异性和效率，只需要微量的DNA样本就能扩增出大量的目标片段。然而，它也有一些限制，比如需要精确设计引物以确保只扩增目标序列，而且需要控制好温度和时间，以防止非特异性扩增或错误的DNA合成。 在PCR过程中，Taq DNA聚合酶是一种常用的酶，它来源于水生耐热细菌，如 Thermus aquaticus。这种酶能够在高温环境下保持活性，是PCR过程中的关键因素。与常规的DNA聚合酶不同，Taq酶能在90℃以上的温度下仍然保持稳定，这使得它能适应PCR的高温需求。 PCR技术不仅用于科研，还在法医学、遗传疾病检测、基因克隆、疾病诊断等多个领域有着广泛的应用。例如，通过PCR可以检测病原体的DNA，帮助确定感染类型；在遗传病筛查中，PCR可以用来寻找特定的基因突变；在生物工程中，PCR是构建基因表达载体的重要工具，可以获取目标基因进行克隆和表达。 多聚酶链式反应是一种强大的工具，它极大地推动了生命科学的发展，让我们能够在微观层面上理解和操纵遗传信息。掌握PCR技术，意味着掌握了探索生命奥秘的关键钥匙之一。