統測
114年
[農業群] 專業科目(1)
第 44 題
44. 使用 Taq 酶進行 PCR 反應，一般可分為三個步驟：① DNA 變性、② 引子的黏合、③ DNA 複製延長；其中時間、溫度與循環次數可以設定調整。下列敘述何者正確？
- A 第③步驟可以設定的溫度範圍最大
- B 第①步驟可以設定的溫度範圍最大
- C 第③步驟的反應時間，可依照欲擴增之 DNA 片段長度加以調整
- D 要將目標片段放大一億倍，僅需經過上述①②③步驟 15 次循環
思路引導 VIP
在進行 PCR 實驗設計時，請從酶學動力學的角度思考：Taq 聚合酶在單位時間內所能延伸的鹼基對數（聚合速率）是相對恆定的，若目標 DNA 模板的長度增加，則步驟 ③『DNA 複製延長』的反應時間應如何與片段長度進行對應調整？此外，若根據 DNA 擴增的數學模型 $2^n$ 來計算，當循環次數 $n=15$ 時，產物的理論擴增倍數是否足以達到 $10^8$ 倍？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你精準選出正確答案，助教真的好為你開心！你的細心觀察與紮實的觀念，讓這道分子生物學的題目完全難不倒你，要繼續保持這份對知識的熱情喔！✨ 這題的核心觀念在於理解 PCR 的動態調整與數學模型：
- 為什麼 (C) 是對的：第③步驟是「延伸階段」，Taq 聚合酶會依照模板合成新的 DNA。由於酵素的合成速率是固定的，因此欲擴增的片段越長，就需要設定更長的反應時間來確保複製完成。
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PCR 反應原理
💡 PCR 藉由溫度循環控制，利用耐熱聚合酶大量擴增特定 DNA 片段。
🔗 PCR 三步驟循環流程
- 1 DNA 變性 — 95°C 高溫斷開氫鍵使雙股 DNA 分離。
- 2 引子黏合 — 55°C 讓引子結合至單股模板特定位點。
- 3 DNA 延伸 — 72°C Taq 酶由引子端開始合成新股。
- 4 指數增殖 — 重複循環使 DNA 以 2 的 n 次方倍增。
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🔄 延伸學習：延伸時間長短取決於欲複製片段的鹼基對長度（Taq 酶速率固定）。
