对高中生物课本中 PCR 技术的几点思考一、为何不需要解旋酶？DNA 解旋酶能降低 DNA 双链解成单链的活化能，在解旋酶的催化作用下，由 ATP 提供能量,在生物体内的温和条件下就能使 DNA 的双链解成单链。在没有酶的催化作用下，就必须由外界提供更多的能量才能使 DNA 分子活化，当在体外加热到 90oC—95 oC，DNA 分子就由常态转化为活跃状态，双链则解成单链。所以 PCR 技术扩增目的基因不需要解旋酶。二、为什么加入的原料是 dNTP（脱氧核苷酸三磷酸）,而不是四种脱氧核苷酸？同学们在学习 DNA 复制的时候，都掌握了 DNA 的复制需要四种脱氧核糖核苷酸作为原料，而PCR 技术扩增目的基因需要的原料却是 dNTP（脱氧核苷酸三磷酸）。同学们都有这样的疑问：同样是 DNA 的复制二者所需要的原料为何会不同呢？事实上在 DNA 复制时直接参与合成 DNA的是四种脱氧核苷酸三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP），在 DNA 聚合酶催化作用下，引物或者已合成的 DNA 链的 3’—羟基对进入的脱氧核苷酸三磷酸 α—磷原子发生亲核攻击，从而形成 3’，5’—磷酸二酯键并脱下焦磷酸（PPi）。形成磷酸二酯键所需要的能量来自 α—与 β—磷酸基之间高能磷酸键的裂解。（摘于沈同、一镜岩主编的第二版《生物化学》下册 P328）。而在生物体内脱氧核苷酸在磷酸激酶的催化下接受 ATP 提供的磷酸基，逐步转化为脱氧核苷酸二磷酸、脱氧核苷酸三磷酸后再参与 DNA 的合成。所以二者并不矛盾，用 dNTP作原料在体外利用 PCR 技术扩增目基因简化了操作过程。三、为什么没有加入 ATP？DNA 的体内复制需要 ATP 作为能量物质，而体外利用 PCR 扩增目的基因为何没加入 ATP 呢？因为体内 DNA 的复制过程中，解旋酶将 DNA 双链解成单链、脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成需要 ATP 提供能量。而体外 DNA 的扩增不需要解旋酶的催化，是通过提高温度使双链解成单链，这一步不需要 ATP 提供能量；由问题二可知形成磷酸二酯键所需要的能量来自 α—与 β—磷酸基之间高能磷酸键的裂解（在体内是脱氧核苷酸在磷酸激酶的催化下接受 ATP 提供的磷酸基转化为脱氧核苷酸三磷酸时，将 ATP 内高能磷酸键的能量转移到脱氧核苷酸三磷酸分子内）。所以体外 PCR 扩增目的基因不需加入 ATP。四、延伸过程是否需要 DNA 连接酶？ 现行的一些相应配套习题关于 PCR 扩增目的基因是否需要 DNA 连接酶说法不一，本人查阅到体内 DNA...
