DSE 生物｜基因工程与生物科技备课指引（导师用）｜重组 DNA 五步、凝胶电泳与伦理题

2026-11-04

学生识讲“用限制酶剪、用接合酶贴”，但一问“点证明插入成功”就只答“跑电泳”。这一堂要给他们长度证据：酶切位点、片段长度与条带位置三样一起读。

本堂目标　学生能够：① 顺序讲出重组 DNA 的五个步骤并指出每步用的酶；② 由质体与插入片段长度推算重组质体与酶切片段长度；③ 读凝胶电泳图判断插入是否成功；④ 用两正两反论证基因改造作物的风险。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
DNA 结构	碱基配对规则	A 对 T、G 对 C
酶的作用	限制酶切哪里	特定辨识序列的磷酸二酯键
碱基比例	1 kb 等于多少碱基对	1 000 bp

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–10 分	五步流程	剪、贴、送、选、验	学生口述五步
10–22 分	工具酶	限制酶、接合酶、反转录酶	配对三种酶与用途
22–36 分	长度计算	插入后总长、酶切片段	5.6000000000000005 kb 与两条片段
36–48 分	凝胶电泳	小片段跑得快	由条带位置判插入
48–56 分	应用与伦理	胰岛素、Bt 作物、基因治疗	写出两正两反
56–60 分	离场检查	三题收回即批	独立完成

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：重组 DNA 五步：剪、贴、送、选、验

剪：用限制酶在辨识序列切开质体与目标基因，产生黏性末端。
贴：DNA 接合酶把糖磷酸骨架接回，形成重组质体。
送：热震或电穿孔把质体送入细菌，提高钙离子浓度可增加感受态。
选：用抗生素抗性基因筛选，只有带质体的细菌能在含抗生素培养基生长。
验：抽质体再酶切，跑凝胶电泳比对条带长度。
六个碱基的辨识序列平均每 4⁶ = 4096 bp 出现一次，所以插入位置大致可预测。

导师做法：要学生用五只手指记五步，每讲一步屈一只，讲完再问“边步用接合酶”。

第二幕：长度计算：用数字验证插入

质体 4.4 kb 插入 1.2 kb 片段，重组质体 = 4.4 + 1.2 = 5.6000000000000005 kb。
若在插入片段两侧各有一个酶切位点，酶切后得 1.2 kb 与 4.4 kb 两条带；没有插入的质体只会得一条 4.4 kb 带。
转化效率：200 个菌落来自 0.1 µg DNA，即 2000 cfu/µg。
PCR 30 个循环，理论上由 1 份模板得 2^30 = 1,073,741,824 份，实际因试剂耗尽远低于此值。

要学生计：若插入片段反向插入，电泳图会怎样？（长度一样，所以单靠长度看不出方向，要用测序或不对称酶切）

第三幕：应用与伦理：两正两反

医疗：重组胰岛素、生长激素、疫苗抗原，纯度高、无血源污染风险。
农业：Bt 抗虫作物减少农药，黄金米增加维生素 A 前体。
风险：基因漂移至野生近缘种、抗性害虫出现、专利与小农生计、标签与知情选择。
基因治疗：体细胞治疗不遗传，生殖细胞编辑则涉及未出生者的同意问题。

提醒：伦理题要“一项好处对一项风险”配对写，不要只堆好处，阅卷员要找平衡。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
排序	重组 DNA 步骤	剪贴送选验，每步配一种酶	五步不可调乱
计算	重组质体长度	质体加插入片段	5.6000000000000005 kb
读图	凝胶电泳判插入	先看 marker，再比条带大小	1.2 kb 与 4.4 kb 两带
论证	基因改造作物评估	两正两反再加结论	要提基因漂移

合理性检查（一定要教）：重组质体一定比原质体长，所以酶切后其中一条带要等于 1.2 kb；若两条带都比原质体短，说明酶切位点在质体内而不是插入片段两侧。凝胶上跑得最远的一定是最小片段。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
4.4 kb 质体插入 1.2 kb 后的总长	5.6000000000000005 kb	直接相加
酶切重组质体后的两条带	1.2 kb 与 4.4 kb	插入片段与载体骨架
200 个菌落来自 0.1 µg DNA 的转化效率	2000 cfu/µg	菌落数除以 DNA 量

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
把接合酶当限制酶	答“接合酶剪开质体”	“限制酶剪，接合酶贴，两种酶方向相反。”
以为插入一定成功	见一条带就说成功	“要见到插入片段那条带才算，单一条带可能只是原质体。”
混淆转化与转染	答“转化是病毒感染”	“细菌吸收游离 DNA 叫转化，转染是导入动物细胞。”
伦理题只写好处	列五个优点没风险	“每写一个好处就配一个风险，最后给一句有条件的结论。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

DSE 生物练习卷（遗传与生物科技）　乙部重组 DNA 与电泳题
中学生物章节索引　全科章节

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
4.4 kb 加 1.2 kb 的总长	5.6000000000000005 kb	三题全对＝可进生态章
重组质体酶切后有几条带	两条	错一题＝下堂重讲酶切图
凝胶上哪个片段跑最远	最小的片段	错两题以上＝回到第一幕

09　导师常问

黏性末端为何重要？

互补的单链末端让插入片段能与载体配对，接合酶才接得上。

为何要用抗生素抗性基因？

它是筛选标记，只有成功摄入质体的细菌才能在含抗生素的培养基生长。

PCR 为何需要引子？

引子提供 DNA 聚合酶的起始点，并界定要放大的片段两端。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。