在聚合酶連鎖反應（polymerase chain reaction, PCR）中，不需加入下列何種成分？
詳細解析
本題觀念
聚合酶連鎖反應（polymerase chain reaction, PCR）是一種在試管內大量複製、放大特定 DNA 片段的分子生物學技術，原理是模仿細胞內 DNA 複製的機制，讓 DNA 聚合酶反覆進行「變性（denaturation）、黏合（annealing）、延伸（extension）」三個步驟，把目標片段以幾何級數方式增加到數百萬倍。要進行 PCR，實驗室裡必須準備幾樣固定的試劑，包括提供反應藍本的模板 DNA、決定放大範圍的一對引子、負責催化合成反應且能耐高溫的酵素，以及提供合成新股 DNA 所需原料的核苷酸。本題要考的重點，就是分辨哪一種成分聽起來很像必需品，但其實在化學結構上根本無法被 DNA 聚合酶用來合成 DNA，因此不需要，也不能加入標準 PCR 反應中。
選項分析
- A. 核苷三磷酸（NTP，nucleoside triphosphate）：包含腺苷三磷酸（ATP）、鳥苷三磷酸（GTP）、胞苷三磷酸（CTP）與胸腺苷三磷酸（TTP）。NTP 是核糖核苷酸（五碳醣第2'碳位置帶有一個羥基），這正是 RNA 聚合酶（RNA polymerase）在轉錄（transcription）合成 RNA 股時所用的原料，並不是 DNA 聚合酶能辨識、接合的受質。此外，「TTP」這個名稱本身也有矛盾：胸腺嘧啶（thymine）在生理上只存在於去氧核糖核苷酸家族中，寫成核糖型的 TTP 在生化上並不成立，唯一真正存在的形式是去氧胸苷三磷酸（dTTP）。因此無論從「核糖型與去氧核糖型的差異」或「TTP 這個分子是否存在」來看，此選項所描述的成分都不是 PCR 反應中會、也需要加入的試劑，是本題要找的答案。
- B. DNA 模板（DNA template）：提供欲被放大複製的目標序列，是黏合與延伸步驟能夠進行的根本依據，沒有模板，引子無處黏合，聚合酶也無從合成新股，屬於 PCR 反應必須加入的成分，故不是答案。
- C. 熱穩定性 DNA 聚合酶（thermostable DNA polymerase）：例如自嗜熱菌（Thermus aquaticus）分離出來的 Taq 聚合酶，能耐受變性步驟所需的攝氏94至95度高溫而不失去活性，負責催化去氧核糖核苷三磷酸（dNTP）聚合、延伸新股 DNA，是 PCR 反應中不可或缺的核心酵素，必須加入，故不是答案。
- D. 兩個寡核苷酸引子（oligonucleotide primers）：一對正股與反股引子分別黏合在模板雙股 DNA 的兩端，界定並啟動聚合酶開始延伸的起點，決定了放大片段的特異性與長度範圍，屬於必須加入的成分，故不是答案。
答案解析
本題答案為 A。PCR 反應真正需要加入的核苷酸原料，是去氧核糖核苷三磷酸（dNTP：dATP、dGTP、dCTP、dTTP），而不是核糖核苷三磷酸（NTP：ATP、GTP、CTP、UTP）。兩者的差異在於五碳醣第2'碳位置：dNTP 缺少羥基（去氧型），結構穩定且能被 DNA 聚合酶辨識並接上正在延伸的 DNA 股；NTP 則保留羥基，是 RNA 聚合酶轉錄合成 RNA 專用的原料，兩者在酵素受質辨識上互不相容，不能互換使用。選項 A 所列的「TTP」更凸顯了這個矛盾：生理上並不存在核糖型的胸苷三磷酸，只有去氧型的 dTTP 會出現在細胞或試管反應中。相較之下，選項 B 的模板 DNA、選項 C 的耐熱聚合酶、選項 D 的一對引子，分別對應 PCR 三步驟中各自不可或缺的角色，都是必須準備的試劑，因此本題答案鎖定在 A。
核心知識點
準備這類基礎分子生物學題目時，建議把 PCR 五大必要成分背熟：模板 DNA、一對寡核苷酸引子、耐熱性 DNA 聚合酶（如 Taq polymerase）、四種去氧核糖核苷三磷酸（dNTP）、以及含鎂離子（Mg²⁺）的緩衝液。同時務必分清楚 dNTP（DNA 聚合酶原料，去氧型）與 NTP（RNA 聚合酶原料，核糖型）的差別，這是 DNA 複製與 RNA 轉錄兩套系統在生化受質上的根本分野，也是這類考題最常設計的陷阱。