第3章 微专题二 PCR技术的综合分析(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

微专题二　PCR技术的综合分析

　　聚合酶链式反应，简称PCR，是一种在实验室环境下进行的DNA快速扩增技术，利用DNA聚合酶的催化活性，以一段已知的DNA序列（即母链DNA）作为复制的模板。在进行PCR反应时，我们会设计并加入特定的引物，这些引物会与母链DNA的特定区域结合，作为新DNA链合成的起始点。

　　PCR反应的过程可以概括为三个主要步骤：首先是变性，通过加热使双链DNA解开成单链；接着是复性（退火），降低温度让引物与模板DNA特异性结合；最后是延伸，DNA聚合酶以引物为起点，沿着模板DNA的方向合成新的DNA链。通过不断地重复这三个步骤，PCR技术能够在体外迅速且特异性地扩增出大量的与母链DNA互补的子链DNA。

高中阶段常用到的PCR包括：

1.常规PCR（Polymerase Chain Reaction）

定义：常规PCR是一种基于DNA聚合酶的体外扩增技术，能够在短时间内将目标DNA片段扩增数百万倍。

原理：通过高温变性（94～96 ℃）、低温复性（50～65 ℃）和中温延伸（72 ℃）三个步骤的循环，利用DNA聚合酶合成特异性DNA片段。引物结合到目标DNA序列的两端，限制扩增范围，从而实现特定序列的高效扩增。

2.重叠延伸PCR（Overlap Extension PCR）

定义：重叠延伸PCR是一种用于基因编辑和大片段拼接的技术。

原理：通过设计具有重叠序列的引物，将多个短片段连接成一个长片段。该技术可用于定点诱变和嵌合分子的生成。

3.实时荧光定量PCR（qPCR）

定义：实时荧光定量PCR是一种结合荧光信号实时监测DNA扩增的技术。

原理：通过荧光染料或探针实时检测PCR产物的生成量，实现对目标DNA的定量分析。

应用：广泛用于基因表达分析、病原体定量和转基因生物检测。

4.逆转录定量PCR（RT-qPCR）

定义：逆转录定量PCR是结合逆转录和实时荧光定量PCR的技术。

原理：首先将RNA逆转录为cDNA，然后通过qPCR进行定量分析。

5.逆转录PCR（RT-PCR）

定义：逆转录PCR是一种将RNA逆转录为cDNA后进行扩增的技术。

原理：首先利用逆转录酶将RNA转化为cDNA，然后通过PCR进行扩增。

6.巢式PCR（Nested PCR）

定义：巢式PCR是一种通过两轮连续扩增提高反应特异性的技术。

原理：第一轮扩增较大片段，第二轮使用内部引物扩增目标序列。

1.（2025·山东聊城高二月考）如图表示利用PCR技术扩增目的基因的部分过程，其原理与细胞内DNA复制类似。下列叙述错误的是（　　 ）

A.耐高温的DNA聚合酶总将游离的脱氧核苷酸连接到3'端

B.在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段

C.引物之间或引物自身发生碱基互补配对，则不能有效扩增目的基因

D.从理论上推测，第三轮循环产物中含有引物A的DNA片段占3/4

解析：D　由图可知，以原来的每条母链为模板经第一轮合成的两个DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子链为模板合成新DNA分子时，两种引物都含有，故第三轮循环共产生8个DNA分子，其中含有引物A的分子是7个，即占7/8，D错误。

2.某病毒的检测可以采用实时荧光RT-PCR（逆转录聚合酶链式反应）的方法，RT-PCR的具体过程如图。下列有关叙述错误的是（　　 ）