發明多聚酶鏈式反應技術的背景

1. 什麼是多聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction：PCR)

聚合酶鏈式反應（英文全稱：Polymerase Chain Reaction），簡稱PCR。聚合酶鏈式反應(PCR)是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法,由高溫變性、低溫退火（復性）及適溫延伸等幾步反應組成一個周期,循環進行,使目的DNA得以迅速擴增,具有特異性強、靈敏度高、操作簡便、省時等特點。它不僅可用於基因分離、克隆和核酸序列分析等基礎研究,還可用於疾病的診斷或任何有DNA,RNA的地方．聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，簡稱PCR）又稱無細胞分子克隆或特異性DNA序列體外引物定向酶促擴增技術。
具體請參見：http://ke..com/view/2764.htm

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2. 簡述聚合酶鏈式反應（PCR）的原理和具體過程。

原理就是DNA半保留復制吧
過程只要記住
1.DNA變性（90℃-96℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下， 氫鍵斷專裂，屬形成單鏈DNA
2.退火（25℃-65℃）：系統溫度降低，引物與DNA模板結合，形成局部雙鏈。
3.延伸（70℃-75℃）：在Taq酶（在72℃左右，活性最佳）的作用下，以dNTP為原料，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補的DNA鏈。
還有就是體外快速DNA復制
還有就是PCR反應五要素： 參加PCR反應的物質主要有五種即引物(PCR引物為DNA片段，細胞內DNA復制的引物為一段RNA鏈)、酶、dNTP、模板和緩沖液（其中需要Mg2+)。
個人覺得這些才是重點

3. 聚合酶鏈式反應的定義、原理及應用

聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法，為最常用的分子生物學技術之一。典型的PCR由（1）高溫變性模板；（2）引物與模板退火；（3）引物沿模板延伸三步反應組成一個循環，通過多次循環反應，使目的DNA得以迅速擴增。其主要步驟是：將待擴增的模板DNA置高溫下（通常為93℃-94℃）使其變性解成單鏈；人工合成的兩個寡核苷酸引物在其合適的復性溫度下分別與目的基因兩側的兩條單鏈互補結合，兩個引物在模板上結合的位置決定了擴增片段的長短；耐熱的DNA聚合酶（Taq酶）在72℃將單核苷酸從引物的3』端開始摻入，以目的基因為模板從5』→3』方向延伸，合成DNA的新互補鏈。
PCR能快速特異擴增任何已知目的基因或DNA片段，並能輕易在皮克（pg）水平起始DNA混合物中的目的基因擴增達到納克、微克、毫克級的特異性DNA片段。因此，PCR技術一經問世就被迅速而廣泛地用於分子生物學的各個領域。它不僅可以用於基因的分離、克隆和核苷酸序列分析，還可以用於突變體和重組體的構建，基因表達調控的研究，基因多態性的分析，遺傳病和傳染病的診斷，腫瘤機制的探索，法醫鑒定等諸多方面。通常，PCR在分子克隆和DNA分析中有著以下多種用途：
(1) 生成雙鏈DNA中的特異序列作為探針；
(2) 由少量mRNA生成 cDNA文庫；
(3) 從cDNA中克隆某些基因；
(4) 生成大量DNA以進行序列測定；
(5) 突變的分析；
(6) 染色體步移；
(7) RAPD、AFLP、RFLP等DNA多態性分析等。

4. 聚合酶鏈式反應是什麼呢

聚合酶鏈式反應是一種用於放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術，它可看作是生物體外的特殊DNA復制，PCR的最大特點，是能將微量的DNA大幅增加。因此，無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸，還是幾十年前兇殺案中兇手所遺留的毛發、皮膚或血液，只要能分離出一丁點的DNA，就能用PCR加以放大，進行比對。這也是「微量證據」的威力之所在。由1983年美國Mullis首先提出設想，1985年由其發明了聚合酶鏈反應，即簡易DNA擴增法，意味著PCR技術的真正誕生。到如今2013年，PCR已發展到第三代技術。1973 年，台灣科學家錢嘉韻，發現了穩定的Taq DNA聚合酶，為PCR技術發展也做出了基礎性貢獻。
PCR(聚合酶鏈式反應）是利用DNA在體外攝氏95°高溫時變性會變成單鏈，低溫（經常是60°C左右）時引物與單鏈按鹼基互補配對的原則結合，再調溫度至DNA聚合酶最適反應溫度（72°C左右），DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補鏈。基於聚合酶製造的PCR儀實際就是一個溫控設備，能在變性溫度，復性溫度，延伸溫度之間很好地進行控制。
中文名
聚合酶鏈式反應
外文名
Polymerase Chain Reaction
簡稱
PCR
屬性
鏈式反應
PCR的創建
Khorana (1971)等最早提出核酸體外擴增的設想：「經DNA變性，與合適的引物雜交，用DNA聚合酶延伸引物，並不斷重復該過程便可合成tRNA基因。」
但由於當時基因序列分析方法尚未成熟，熱穩定DNA聚合酶尚未報道以及引物合成的困難，這種想法似乎沒有實際意義。加上70年代初分子克隆技術的出現提供了一種克隆和擴增基因的途徑，所以，Khorana的設想被人們遺忘了。
1985年，Kary Mullis在Cetus公司工作期間，發明了PCR。Mullis要合成DNA引物來進行測序工作，卻常為沒有足夠多的模板DNA而煩惱。
1983年4月的一個星期五晚上，他開車去鄉下別墅的路上,猛然閃現出「多聚酶鏈式反應」的想法。
1983年12月，Mullis用同位素標記法看到了10個循環後的49 bp長度的第一個PCR片段；
1985年10月25日申請了PCR的專利，1987年7月28日批准（專利號4,683,202 ），Mullis是第一發明人；
1985年12月20日在Science雜志上發表了第一篇PCR的學術論文，Mullis是共同作者；
1986年5月，Mullis在冷泉港實驗室做專題報告，全世界從此開始學習PCR的方法。[1]
PCR原理
DNA的半保留復制是生物進化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解旋成單鏈，在DNA聚合酶的參與下，根據鹼基互補配對原則復製成同樣的兩分子拷貝。在實驗中發現，DNA在高溫時也可以發生變性解鏈，當溫度降低後又可以復性成為雙鏈。因此，通過溫度變化控制DNA的變性和復性，加入設計引物，DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外復制。
但是，DNA聚合酶在高溫時會失活，因此，每次循環都得加入新的DNA聚合酶，不僅操作煩瑣，而且價格昂貴，制約了PCR技術的應用和發展。
耐熱DNA聚合酶--Taq酶的發現對於PCR的應用有里程碑的意義，該酶可以耐受90℃以上的高溫而不失活，不需要每個循環加酶，使PCR技術變得非常簡捷、同時也大大降低了成本，PCR技術得以大量應用，並逐步應用於臨床。

5. 聚合酶鏈反應的概述

PCR技術是80年代中期發展起來的體外核酸擴增技術。 它具有特異、敏感、產率高、 快速、 簡便、重復性好、易自動化等突出優點。
PCR技術最早由美國Cetus公司人類遺傳研究室Kary Mullis及同事於1985年發現並研製成功的；最早的應用報道是Saiki等1985年將PCR技術應用於β-珠蛋白基因擴增和鐮刀狀紅細胞貧血的產前診斷。隨後使用了1976年Chien等分離的熱穩定性Taq DNA聚合酶，使PCR操作大為簡化，並使PCR自動化成為可能；1987年Kary Mullis等完成了自動化操作裝置，使PCR技術進行實用階段。
復旦大學1988年起開始研製耐熱性多聚酶，軍事醫學科學院馬立人教授等在1989年研製成功了PCR自動裝置，並且不斷推陳出新，最近研製的PTC-51A/B型DNA熱循環儀體積小，造型美觀，價格適宜，操作簡單，尤為適宜國內應用。
PCR發明不到10年，卻已獲得廣泛應用。每年都有上千篇文章發表。1991年，期刊「PCR方法與應用」（PCr Methods and Application）在美國創刊，使有關學者有了自己的論壇和參考的專業期刊。PCR技術作為一種方法學革命，必將大大推動分子生物學各有關學科的研究，使其達到一個新的高度。
1993年度諾貝爾化學將已於10月13日揭曉，Kary Mullis因發明了「聚合酶鏈式反應」而獲得此殊榮。現在世界各地都在使用PCR檢測病人血液中的微量遺傳物質，這一成就為精確診斷艾滋病及其它病症鋪平了道路。瑞典皇家科學院說：「PCR方法已經廣泛應用於生物醫學中。該方法同DNA測序法結合起來很可能將成為研究動植物分類學的一種革新工具。」一名加拿大籍英國科學家Michael Smith因開創了「寡核苷酸基因定點誘變」的方法而與Mullis同享此榮。

6. 高中生物，關於pcr(聚合酶鏈式反應)技術的 !!!

選D，因為B和C都是蛋白質，pcr技術是擴增DNA的；體細胞DNA是相同的，不同的是表達產物，所以白細胞DNA即你自身的基因組DNA，這個不能檢測是否感染病毒，艾滋病可通過血液傳播，若感染了艾滋病，血液中會有大量艾滋病病毒，所以選D。

7. 求PCR（多聚合酶鏈反應技術）發展史！有文獻的砸上來幫下忙。。

I THINK IT IS GOOD.
AND IT IS BETTER.
PCR技術

王霄鵬 推薦：栗瑞豐

摘要：PCR是分子生物學的關鍵技術，又是常規技術。它的出現極大地推動了分子生物學的發展，旋即被迅速推廣並應用到生命科學的各個領域。
關鍵詞：PCR、發展簡史、基本原理、基本操作、主要應用

聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction , PCR）是體外擴增DNA序列的技術。它與分子克隆和DNA序列分析方法幾乎構成了整個分子生物學實驗工作的基礎。在這三種技術中，PCR方法理論上出現最早，實踐中應用也最廣泛。PCR技術使對微量的核酸（DNA或RNA）操作變得簡單易行，同時還可以使核酸研究脫離活體生物。PCR技術的發明是分子生物學的一項革命，它極大地推動了分子生物學以及生物技術產業的發展。
PCR技術發展簡史
人類對於核酸的研究已經有100多年的歷史。20世紀60年代末70年代初，人們致力於研究基因的體外分離技術。但是，由於核酸的含量較少，一定程度上限制了DNA的體外操作。Khorana於1971年最早提出核酸體外擴增的設想。但是，當時的基因序列分析方法尚未成熟，對熱具有較強穩定性的DNA聚合酶還未發現，寡核苷酸引物的合成仍處在手工、半自動合成階段，這種想法似乎沒有任何實際意義。
1985年，美國科學家Kary Mullis在高速公路的啟發下，經過兩年的努力，發明了PCR技術，並在Science雜志上發表了關於PCR技術的第一篇學術論文。從此，PCR技術得到了生命科學界的普遍認同，Kary Mullis也因此而獲得1993年的諾貝爾化學獎。
但是，最初的PCR技術相當不成熟，在當時是一種操作復雜、成本高昂、「中看不中用」的實驗室技術。1988年初，Keohanog通過對所使用的酶的改進，提高了擴增的真實性。爾後，Saiki等人又從生活在溫泉中的水生嗜熱桿菌內提取到一種耐熱的DNA聚合酶，使得PCR技術的擴增效率大大提高。也正是由於此酶的發現使得PCR技術得到了廣泛地應用，使該技術成為遺傳與分子生物學 分析的根本性基石。在以後的幾十年裡，PCR方法被不斷改進：它從一種定性的分析方法發展到定量測定；從原先只能擴增幾個kb的基因到目前已能擴增長達幾十個kb的DNA片段。到目前為止，PCR技術已有十幾種之多，例如，將PCR與反轉錄酶結合，成為反轉錄PCR，將PCR與抗體等相結合就成為免疫PCR等。
PCR技術的基本原理和操作
1. PCR的基本原理
PCR的基本工作原理就是以擬擴增的DNA分子為模板，以一對分別與模板互補的寡核苷酸片段為引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留復制的機理沿著模板鏈延伸直至完成新的DNA合成。通過不斷重復這一過程，可以使目的DNA片段得到擴增。另一方面，新合成的DNA片段也可以作為模板，因而PCR技術可使DNA的合成量呈指數型增長。
2. PCR的基本成分
PCR包括7種基本成分：模板DNA、特異性引物、熱穩定DNA聚合酶、脫氧核苷三磷酸（dNTP）、二價陽離子、緩沖液及一價陽離子。
模板DNA：包括基因組DNA、質粒DNA、噬菌體DNA、預先擴增的DNA、cDNA和mRNA分子等幾乎所有形式的DNA和RNA都能成為PCR技術反應的模板。除此之外，PCR反應還可以直接以細胞為模板。
特異性引物：是一段與模板DNA鏈結合的寡核苷酸片段，對於DNA的擴增起到引發的作用。
熱穩定DNA聚合酶：這是PCR技術實現自動化的關鍵。熱穩定DNA聚合酶是從兩類微生物中分離的：一類是嗜熱和高度嗜熱的真細菌，另一類是嗜熱古細菌。現在又出現了一種兼顧了幾種DNA聚合酶特點的混合型酶。
脫氧核苷三磷酸（dNTP）：是DNA合成的原料，包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。
二價陽離子：常用到Zn2+和Mg2+,作為構成熱穩定性DNA聚合酶的成分之一。
緩沖液：一般使用Tris-Cl緩沖液，標準的為10mmol/L,並將其調節到8.3~8.8之間。
一價陽離子：一般使用50mmol/L的KCl溶液，有利於改善擴增的產物質量。
PCR的基本操作
PCR是一種級聯反復循環的DNA合成反應過程。PCR技術的基本反應由三個步驟組成：
1. 變性：通過加熱使模板DNA完全變性成為單鏈，同時引物自身和引物之間存在的局部雙鏈也得以消除；
2. 退火：將溫度下降至適宜溫度，使引物與模板DNA退火結合；
3. 延伸：將溫度升高，熱穩定DNA聚合酶以dNTP為底物催化合成DNA鏈延伸。
以上三部為一個循環，新合成的DNA分子又可以作為下一輪合成的模板，經多次循環後即可達到擴增DNA片段的目的。
PCR的主要應用
最初建立PCR是為了擴增已知序列的靶基因。因為在PCR方法問世以前，要獲得一個靶基因，必須建立基因文件庫，然後從成千上萬的菌落中通過Southern blot 雜交篩選含有靶基因的克隆。這樣既費時又費錢，特別是在克隆真核生物基因時難度更大。自從建立了PCR方法以後，使克隆已知序列的基因變得非常容易。為了適應分子生物學的快速發展，PCR方法也得到了不斷發展，現在PCR已應用到生命科學的各個領域。
1. 基礎研究方面的應用
目前從事分子生物學的實驗室和研究人員，幾乎每天都在使用PCR，可以說幾乎沒有一個分子生物學家沒有使用過PCR。因此，PCR與分子克隆一樣是分子生物學實驗室的常規方法，可用於達到以下目的：
l 擴增目的基因和鑒定重組子；
l 克隆基因；
l 基因功能和表達調控的研究；
l 基因組測序；
l 制備單鏈模板；
l 致突變；
2. PCR在臨床上的應用
l 在遺傳學上的應用：人類的遺傳性疾病是因為某一鹼基序列發生了突變，使之缺失或形成某一限制性內切酶的識別位點，通過PCR結合限製片段長度多態性分析（PCR-RFLP），就可以從基因的水平對遺傳性疾病進行分析。例如，血友病甲是一種常見的遺傳性出血性疾病，患者體內缺乏凝血因子FVIII這是由於基因第14個外顯子的第336位氨基酸的編碼基因發生了突變，產生了一個新的PstI酶切點，因此可以使用PCR-RFLP對血友病進行診斷。PCR還可以用來檢測遺傳性耳聾和Leber遺傳性視神經病。
l 在腫瘤研究中的應用：PCR已日益廣泛應用於腫瘤的病因與發病機理研究以及腫瘤診斷與治療的研究中。例如，差異顯示PCR技術能針對不同腫瘤尋找其特異而敏感的標志物，並用於腫瘤早期診斷、判斷預後及療效評估。另一方面，在使用普通放療、化療的同時可結合定量PCR技術檢測微小殘留病灶，以進一步改進治療方案。此外，由於癌症的發生在一定意義上是單個細胞分子發生變化，因而可以使用單細胞PCR技術對癌症的發病機理進行研究。
l 檢測病原體
l 在基因分型中的應用：當進行器官移植時並須先組織配型工作，此時常應用序列特異性寡核苷酸多態性PCR（PCR-sequence specific oilgonucleotide polymorphism,PCR-SSOP）對人類白細胞抗原（human leukocyte antigen,HLA）進行分型，使移植成功率大大提高。此外PCR-限制性片段長度多態性也可以用於對HLA的分型。
3. 在法醫學中的應用
例如：最早應用DNA限制性片段長度多態性結合PCR-RFLP來進行法醫學個體識別和親子鑒定。目前發現在真核生物基因組編碼和非編碼序列中的短串聯重復序列的重復次數在個體間存在著差異，因此可以使用短串聯重復PCR技術對其進行分析。使用PCR技術進行法醫鑒定的優點是樣品用量小並且適於對高度降解材料的檢測。除剛才提到的之外，可變數目串聯重復序列（variable number tandem repeat,VN-TR）PCR也可以用於法醫學個體識別和親子鑒定。
所以，綜上所述，PCR的確是一種分子生物學研究的基礎技術。在它30多年的發展中衍生出了諸如PCR-RFLP、PCR-SSOP、VN-TR，以及免疫PCR、致突變PCR和定量PCR等十幾種不同的技術方法。PCR技術可以為基因工程提供目的基因，並廣泛地應用於個體識別、親子鑒定、免疫配型、疾病診斷等方面。可以說，PCR已經滲透到了生命科學的各個領域。21世紀是生物工程的世紀。我相信，在今後的發展中PCR技術會不斷地得到擴充和完善，PCR技術也將發揮著越來越重要的作用。
參考書目：黃留玉，PCR最新技術原理、方法及應用，北京，化學工業出版社，現代生物技術與醫葯科技出版中心，2005年

8. 聚合酶鏈式反應是什麼技術

聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction)，簡稱PCR，是一種分子生物學技術，用於放大特定的DNA片段。可看作生物體外的特殊DNA復制。

DNA的半保留復制是生物進化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解鏈成單鏈，在DNA聚合酶的參與下，根據鹼基互補配對原則復製成同樣的兩分子挎貝。在實驗中發現，DNA在高溫時也可以發生變性解鏈，當溫度降低後又可以復性成為雙鏈。因此，通過溫度變化控制DNA的變性和復性，加入設計引物，DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外復制。
但是，DNA聚合酶在高溫時會失活，因此，每次循環都得加入新的DNA聚合酶，不僅操作煩瑣，而且價格昂貴，制約了PCR技術的應用和發展。
發現耐熱DNA聚合酶--Taq酶對於PCR的應用有里程碑的意義，該酶可以耐受90℃以上的高溫而不失活，不需要每個循環加酶，使PCR技術變得非常簡捷、同時也大大降低了成本，PCR技術得以大量應用，並逐步應用於臨床。
PCR技術的基本原理類似於DNA的天然復制過程，其特異性依賴於與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性--退火--延伸三個基本反應步驟構成：①模板DNA的變性：模板DNA經加熱至93℃左右一定時間後，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備；②模板DNA與引物的退火(復性)：模板DNA經加熱變性成單鏈後，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合；③引物的延伸：DNA模板--引物結合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按鹼基互補配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈，重復循環變性--退火--延伸三過程就可獲得更多的「半保留復制鏈」，而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。每完成一個循環需2～4分鍾，2～3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。