考点80 PCR技术
1．PCR原理
（1）细胞内DNA复制条件
条件 模板 原料 组分 DNA的两条单链 四种脱氧核苷酸 解旋酶 酶 DNA聚合酶 能量 引物 （2）细胞内DNA复制过程
①DNA的两条链是反向平行的，通常将DNA的羟基末端称为3’端，而磷酸基团的末端称为5’端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。DNA的合成方向总是从子链的5’端向3’端延伸。 ②在DNA的复制过程中，复制的前提是双链解开。在体外可通过控制温度来实现。在80~100 ℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性。PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。由于PCR过程的温度高，导致DNA聚合酶失活，后来耐高温的DNA聚合酶的发现和应用，大大增加了PCR的效率。
③PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供：DNA模板，分别与两条模板链相结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，耐热的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
2．PCR的反应过程
PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。从第二轮循
ATP RNA 催化合成DNA子链 为解螺旋和合成子链供能 为DNA聚合酶提供合成的3’端起点 作用 提供复制的模板 合成DNA子链的原料 打开DNA双螺旋 1
环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应，并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列成指数扩增。 3．实验操作
（1）PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定的DNA聚合酶、
两种RNA引物、水。 （2）实验操作步骤
①按照PCR反应体系配方配制反应液；
②将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5 mL）中； ③将微量离心管放到PCR仪中； ④设置PCR仪的工作参数； ⑤DNA在PCR仪中大量扩增。
考向 PCR的反应过程
1．聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述30多次循环：95 ℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72 ℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是 A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现 B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的 C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D．PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高 【参考答案】C
【试题解析】变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，解旋酶也具有该作用，
2
A正确。复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的，B正确。延伸是合成DNA的过程，所以该过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸，C错误。PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高，因为PCR过程需要高温变性，即使在复性时的温度也比较高，D正确。
2．利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是
A．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
B．设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对而造成引物自连 C．退火温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物
D．第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例为15/16 【答案】D
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1．PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，如图表示合成过程。下列说法错误的是
A．甲过程高温使DNA变性解旋，该过程不需要解旋酶的作用 B．丙过程用到的酶在高温下失活，因此在PCR扩增时需要再添加
C．如果把模板DNA的两条链用N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，循环3次后，在
形成的子代 DNA中含有N标记的DNA占25% D．PCR中由碱基错配引起的变异属于基因突变 2．下列有关PCR技术中引物的叙述，正确的是 A．引物是一小段DNA分子或双链RNA分子
B．扩增一个DNA分子至少需要的引物数目等于新合成的DNA子链数目 C．两种引物之间能够发生碱基互补配对
D．DNA聚合酶只能从引物的5＇端连接脱氧核苷酸
3．利用PCR技术将某DNA分子扩增n代的过程中，下列叙述错误的是 A．引物越短，PCR出来的非目标DNA就越多 B．适温延伸过程中，需要提供ATP C．引物中G/C含量越高，退火温度越高 D．共有2-1对引物参与子代DNA分子的合成
4．多聚酶链式反应(PCR技术)是体外酶促合成特异性DNA片段的一种方法，其简要过程如图所示。下列关于PCR技术叙述不正确的是
n
15
15
A．PCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术 B．反应中新合成的DNA可以作为下一轮反应的模板
4
C．每扩增一次温度发生90℃→75℃→55℃变化 D．应用PCR技术与DNA分子杂交技术可以检测基因突变
5．小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的基因）后再重组表达。下列相关叙述正确的是 A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列 B．用PCR方法扩增目的基因时需要知道基因的全部序列 C．PCR体系中G—C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度 D．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
6．用PCR技术将DNA分子中的A1片段进行扩增，设计了引物Ⅰ、Ⅱ，其连接部位如图所示，x为某限制酶识别序列。扩增后得到的绝大部分DNA片段是图中的
A． B．
C． D．
7．用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱。其中：1号为DNA标准样液（Marker），10号为蒸馏水，PCR过程中加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析不合理的是
A．PCR产物的分子大小在250~500 bp之间 B．3号样品为不含目的基因的载体DNA C．9号样品对应植株不是所需的转基因植株 D．10号可确定反应体系等对结果没有干扰
8．根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了用于该基因PCR的两段引物（单链DNA)。
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备战2024年高考生物考点一遍过考点80PCR技术(含解析)
