聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，简称PCR）是一种用于快速扩增特定DNA片段的技术，广泛应用于生物学研究、医学诊断以及法医鉴定等领域。PCR技术的核心在于通过一系列精确控制的温度循环步骤，使目标DNA序列在短时间内实现指数级扩增。以下是PCR的具体过程：

1. 变性（Denaturation）

在这一阶段，反应体系被加热至94℃左右，持续约30秒至1分钟。高温能够破坏双链DNA分子之间的氢键，使两条互补链完全分离，形成单链状态。这个步骤确保了后续引物与模板DNA的结合。

2. 退火（Annealing）

接下来，反应温度迅速降低到50℃-65℃之间，通常为55℃左右，保持约30秒。在此期间，预先设计好的特异性引物会与单链DNA模板上的互补区域结合。引物的设计需要足够特异性和适当长度，以保证其仅与目标序列结合，而不会与其他非目标序列发生错配。

3. 延伸（Extension/elongation）

随后，反应温度升高至72℃左右，这是DNA聚合酶最活跃的工作温度。在这个阶段，耐热性的DNA聚合酶（如Taq酶）开始从引物的3'端起始，按照碱基配对原则逐步添加脱氧核苷酸三磷酸（dNTPs），沿着模板链合成新的互补链。此过程大约需要1分钟完成一个周期内的延伸任务。

4. 循环重复

上述三个步骤构成了一个完整的PCR循环。为了达到足够的扩增量，通常需要进行25-35个这样的循环。每一次循环都会使目标DNA片段的数量翻倍，最终得到大量相同的拷贝。

5. 最终延伸

在最后一步，反应温度再次升至72℃并维持几分钟，目的是让所有尚未完成的延伸反应彻底结束，确保产物具有完整的结构。

通过以上五个步骤，PCR技术能够在短短几个小时内将微量的DNA样本扩增到足以进行分析检测的程度。这项技术不仅极大地提高了科学研究效率，也为临床疾病诊断提供了强有力的支持手段。