DSE 生物｜基因工程与生物科技备课指引（导师用）

DSE 生物｜基因工程与生物科技备课指引（导师用）｜限制酶、载体与 PCR

2026-11-03

学生记得“用限制酶切”，但整个流程讲到第三步就散。这一堂把流程固定成四个动作：切、接、送、选，每一步都问“用什么工具、为什么要用它”。

本堂目标　学生能够：① 顺序讲出基因工程的四个步骤并指出每步所用的工具；② 解释 PCR 三个温度阶段的用途并算出放大倍数；③ 就基因改造食物提出正反论点并用证据支持。

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	互补碱基配对是哪两对	A–T、C–G
酶	酶的作用是什么	降低活化能，加快反应
细胞	质体位于哪类细胞	细菌

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	诊断	排序四张流程卡	讲出每步工具
10–24 分	切与接	限制酶与连接酶	讲出黏性末端
24–36 分	送与选	转化与筛选	讲出标记基因
36–48 分	PCR	95/55/72 °C 三阶段	算出放大倍数
48–56 分	议题题	基因改造食物正反	每边两个论点
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：切与接：工具与末端要对得上

限制酶在特定序列切开 DNA，产生黏性末端；同一种酶切出来的末端才能互相配对，所以载体与目的基因要用同一种酶。
DNA 连接酶负责把糖—磷酸骨架接回，形成重组 DNA。
要学生答：如果两种酶切出平末端，会有什么后果（配对效率低，可能反向插入）。

导师做法：用剪刀与胶纸比喻，剪口要对得住才贴得实。

第二幕：送与选：没有筛选等于白做

重组质体放入细菌叫转化；但大部分细菌没有成功吸收，所以要用标记基因（例如抗生素抗性）筛选。
只有能在含抗生素培养基生长的，才可能带有质体；再用另一种方法确认插入方向与序列。
易错：把“转化”讲成“感染”，或以为所有细菌都会成功。

导师做法：要学生讲“如果没有筛选，我会拿到什么”（一堆普通细菌）。

第三幕：PCR：三个温度，一个目的

95 °C 变性，分开双链；55 °C 退火，引子结合；72 °C 延伸，聚合酶复制。30 个循环后放大 2^30 = 1,073,741,824 倍。
PCR 只是放大，不会改变序列，也不能取代基因工程的其他步骤。
提醒：问“为什么要高温”要答“破坏氢键分开两链”，不是“杀死细胞”。

导师做法：要学生把三个温度写成时间轴，讲一次完整循环。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
排序	把基因工程步骤排好	切—接—送—选	每步写工具
解释	解释某一步为何需要	工具＋作用＋后果	要讲“如果不做会点”
计算	PCR 放大倍数或 DNA 长度	2^循环数	写明循环数
议题	基因改造食物的利弊	正反各两点＋证据	不可只写立场

合理性检查（一定要教）：每个步骤都要能答“用什么、为什么、不做会怎样”。PCR 循环数与倍数是一对一关系，循环数每加一，倍数乘二。议题题若只有立场没有证据，最多给一半分。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
30 个 PCR 循环后放大几倍	1,073,741,824 倍	2^循环数
为何目的基因与载体要用同一种限制酶	产生相同黏性末端才能接合	末端要互补
筛选步骤为何必要	大部分细菌未成功吸收质体	要靠标记基因分辨

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
漏筛选	流程只讲到插入	“你点知边只细菌成功？要筛选。”
工具混淆	用连接酶“切”DNA	“切系剪刀，接系胶水，不可以调转。”
PCR 当成改造	以为 PCR 会改变基因	“PCR 只系影印，不会改内容。”
议题只得立场	只写“基因食物有害”	“证据呢？讲一样具体风险。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

基因工程流程工作纸（自制）　第 1–3 题：排序并写工具
PCR 与议题题（自制）　第 4–6 题：计算倍数＋正反论点

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
30 循环放大倍数	1,073,741,824	错＝重讲 2^n
重组 DNA 用哪种酶接合	DNA 连接酶	错＝重讲工具
为何要筛选	大部分细菌未吸收质体	错＝下堂补标记基因

09　导师常问

限制酶会切自己人的 DNA 吗

会，所以实验用特定序列，并在体外操作。

PCR 为何需要引子

提供游离 3′ 端，让聚合酶开始合成。

基因改造一定有害吗

要按个案看证据，风险与效益都要讲。

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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。