DSE 生物｜遗传与 DNA 技术备课指引（导师用）｜孟德尔比例、密码子、限制酶、PCR 与 DNA 指纹

2026-11-03

学生背得出“3 比 1”，但一见测交、连锁基因或 PCR 循环数就乱。这一堂把遗传比例与 DNA 技术放在同一条因果链上：基因型决定表现型，技术只是切割、放大与读取。

本堂目标　学生能够：① 用 200 个子代与 3:1 比例算出 150 个显性、50 个隐性，并讲出测交为何得出 1:1；② 由 4 个碱基组成的三联体算出 64 个密码子，指出 61 个编码 20 种氨基酸、3 个是终止讯号，并解释为何容许同义突变；③ 由 6 个碱基的识别位算出平均每 4096 个碱基有一个切位，用 20 个 PCR 循环算出约 1,048,576 倍，并用三个位点频率 0.12、0.05、0.02 相乘得出约 8,333 分之一的配对几率。

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
减数分裂	配子带几多个等位基因？	每个基因位点只得一个，亲本两个等位基因分开
蛋白质合成	几个碱基决定一个氨基酸？	三个，称为密码子
几率	两个独立事件同时发生的几率怎样算？	相乘，不是相加
酶的特性	限制酶在哪里切？	在特定碱基序列，通常留下黏性末端

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	比例热身	给 200 个子代，问 3:1 各几多	150 与 50
10–22 分	测交与基因型	用 1:1 反推亲本基因型	讲出测交对象是隐性纯合
22–32 分	密码子	由 4 个碱基推 64 个组合	61 个有义、3 个终止
32–44 分	切位与 PCR	6 个碱基识别位、20 个循环	每 4096 个碱基一个切位、1,048,576 倍
44–52 分	题型演练	一题比例、一题突变、一题切位、一题指纹	限时八分钟独立做
52–60 分	离场检查	三题书面即场批	独立完成

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：3:1 是几率，不是定律

Aa 自交，每一胎有四种等几率组合，三个显性一个隐性，所以 200 个子代的期望值是 150 比 50；但 4 个子代不会刚好 3 比 1，样本越细偏离越大，所以要学生写期望值而不是保证值。测交是把待测个体与隐性纯合交配：若对方是 Aa，子代一半 Aa 一半 aa，即 1:1；若全显性，对方是 AA。这一步同时解释了为什么考试爱用测交——它把看不见的基因型变成看得见的比例。

要学生复述：测交为什么一定要配隐性纯合？

第二幕：六十四个密码子养二十种氨基酸

4 的 3 次方是 64，其中 3 个是终止讯号，61 个编码 20 种氨基酸，所以同一个氨基酸可以由几个密码子代表，这就是冗余。好处是单一碱基替换常常不改变氨基酸（同义突变），但插入或缺失一个碱基就会令之后全部读框移位，后果严重得多。学生必须分清楚：替换看位置，插入缺失看读框。

要学生复述：为什么插入一个碱基比替换一个碱基后果更严重？

第三幕：技术只是切割、放大与读取

6 个碱基的识别位在随机序列中平均每 4096 个碱基出现一次，所以选对酶就可以把 DNA 切成可预期的片段；凝胶电泳按长度分离，短片段跑得快。PCR 每循环倍增，20 个循环是 2 的 20 次方，约 1,048,576 倍，所以几十个细胞都验得出。DNA 指纹不是看整条 DNA，而是看多个重复位点：0.12 × 0.05 × 0.02 得约 8,333 分之一，位点越多越不可能撞中。

要学生复述：为什么 DNA 指纹要用多个位点而不是一个？

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
遗传比例计算	200 个子代、3:1，求各表现型数目	① 总数除 4 ② 乘 3 与 1 ③ 写明期望值	150 比 50
测交判断	子代 1:1，亲本基因型是什么	① 隐性纯合必然提供 a ② 子代一半隐性 ③ 待测者为 Aa	Aa × aa
密码子与突变	一段基因插入一个碱基有什么后果	① 读框移位 ② 之后氨基酸全变 ③ 通常提早出现终止	移码突变，影响范围大于替换
DNA 技术应用	20 个 PCR 循环、三个位点几率相乘	① 2 的循环次方 ② 频率相乘 ③ 取倒数讲几率	1,048,576 倍、约 8,333 分之一

合理性检查（一定要教）：合理性检查：表现型比例与基因型比例不可以混写；子代数目一定是整数，150 与 50 相加要等于 200；有义密码子 61 个一定少于 64 个；PCR 是倍增不是相加，20 个循环不是 20 倍；凝胶中短片段跑得远，不要写成“大碎片跑得快”；几率相乘结果一定比任何单一频率更细。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
200 个子代、3:1 比例，显性几多个？	150 个	看学生有无先除 4 再乘 3
4 个碱基的三联体有几多种组合？	64 种	看学生有无用 3 次方而不是乘 3
20 个 PCR 循环后 DNA 增加几多倍？	约 1,048,576 倍	看学生有无用 2 的次方

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 3:1 当成必然	“四个子代一定系三个高一个矮”	3:1 是期望值，200 个子代才接近 150 比 50，样本细会偏离。
基因型与表现型比例调乱	“Aa 自交基因型比例系 3:1”	基因型是 1 AA 比 2 Aa 比 1 aa；3:1 是表现型。
以为 64 个密码子对应 64 种氨基酸	“六十四个密码子即六十四种氨基酸”	只有 20 种氨基酸，三位是终止讯号，其余重复使用。
PCR 当成线性增加	“二十个循环就系二十倍”	每循环倍增，20 个循环是 2 的 20 次方，约 1,048,576 倍。

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学生物章节索引　在索引页抄下遗传一章的三个关键词并各写一句定义
细胞周期与有丝分裂（S4 章节）　重做该页独立练习第 2 题，写出减数分裂与有丝分裂在染色体数目上的分别
酶与影响因素（S4 章节）　用该页的温度曲线数据，解释限制酶为何要在指定温度操作

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
200 个子代、3:1，隐性几多个？	50 个	错：答 66 → 重教四等份
有义密码子几多个？	61 个	错：答 64 → 重教终止讯号
凝胶电泳中哪个片段跑得最远？	最短的片段	错：答最长 → 重教电荷与筛孔

09　导师常问

适用哪一年级？

中六遗传一章；中五可先练比例与密码子，技术部分留待中六。

60 分钟够不够？

够；若学生几率弱，先用十分钟练四等份与相乘，把 DNA 指纹题改家课。

有无配套练习？

家课栏连站内章节页，独立练习下面有答案。

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