DSE 生物｜基因工程與生物科技備課指引（導師用）

DSE 生物｜基因工程與生物科技備課指引（導師用）｜限制酶、載體與 PCR

2026-11-03

學生記得「用限制酶切」，但整個流程講到第三步就散。這一堂把流程固定成四個動作：切、接、送、選，每一步都問「用什麼工具、為什麼要用它」。

本堂目標　學生能夠：① 順序講出基因工程的四個步驟並指出每步所用的工具；② 解釋 PCR 三個溫度階段的用途並算出放大倍數；③ 就基因改造食物提出正反論點並用證據支持。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
DNA 結構	互補鹼基配對是哪兩對	A–T、C–G
酶	酶的作用是什麼	降低活化能，加快反應
細胞	質體位於哪類細胞	細菌

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–10 分	診斷	排序四張流程卡	講出每步工具
10–24 分	切與接	限制酶與連接酶	講出黏性末端
24–36 分	送與選	轉化與篩選	講出標記基因
36–48 分	PCR	95/55/72 °C 三階段	算出放大倍數
48–56 分	議題題	基因改造食物正反	每邊兩個論點
56–60 分	離場檢查	三題收回即批	獨立完成

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：切與接：工具與末端要對得上

限制酶在特定序列切開 DNA，產生黏性末端；同一種酶切出來的末端才能互相配對，所以載體與目的基因要用同一種酶。
DNA 連接酶負責把糖—磷酸骨架接回，形成重組 DNA。
要學生答：如果兩種酶切出平末端，會有什麼後果（配對效率低，可能反向插入）。

導師做法：用剪刀與膠紙比喻，剪口要對得住才貼得實。

第二幕：送與選：沒有篩選等於白做

重組質體放入細菌叫轉化；但大部分細菌沒有成功吸收，所以要用標記基因（例如抗生素抗性）篩選。
只有能在含抗生素培養基生長的，才可能帶有質體；再用另一種方法確認插入方向與序列。
易錯：把「轉化」講成「感染」，或以為所有細菌都會成功。

導師做法：要學生講「如果冇篩選，我會拿到咩」（一堆普通細菌）。

第三幕：PCR：三個溫度，一個目的

95 °C 變性，分開雙鏈；55 °C 退火，引子結合；72 °C 延伸，聚合酶複製。30 個循環後放大 2^30 = 1,073,741,824 倍。
PCR 只是放大，不會改變序列，也不能取代基因工程的其他步驟。
提醒：問「為什麼要高溫」要答「破壞氫鍵分開兩鏈」，不是「殺死細胞」。

導師做法：要學生把三個溫度寫成時間軸，講一次完整循環。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
排序	把基因工程步驟排好	切—接—送—選	每步寫工具
解釋	解釋某一步為何需要	工具＋作用＋後果	要講「如果唔做會點」
計算	PCR 放大倍數或 DNA 長度	2^循環數	寫明循環數
議題	基因改造食物的利弊	正反各兩點＋證據	不可只寫立場

合理性檢查（一定要教）：每個步驟都要能答「用什麼、為什麼、不做會怎樣」。PCR 循環數與倍數是一對一關係，循環數每加一，倍數乘二。議題題若只有立場沒有證據，最多給一半分。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
30 個 PCR 循環後放大幾倍	1,073,741,824 倍	2^循環數
為何目的基因與載體要用同一種限制酶	產生相同黏性末端才能接合	末端要互補
篩選步驟為何必要	大部分細菌未成功吸收質體	要靠標記基因分辨

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
漏篩選	流程只講到插入	「你點知邊隻細菌成功？要篩選。」
工具混淆	用連接酶「切」DNA	「切係剪刀，接係膠水，唔可以調轉。」
PCR 當成改造	以為 PCR 會改變基因	「PCR 只係影印，唔會改內容。」
議題只得立場	只寫「基因食物有害」	「證據呢？講一樣具體風險。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

基因工程流程工作紙（自製）　第 1–3 題：排序並寫工具
PCR 與議題題（自製）　第 4–6 題：計算倍數＋正反論點

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
30 循環放大倍數	1,073,741,824	錯＝重講 2^n
重組 DNA 用哪種酶接合	DNA 連接酶	錯＝重講工具
為何要篩選	大部分細菌未吸收質體	錯＝下堂補標記基因

09　導師常問

限制酶會切自己人的 DNA 嗎

會，所以實驗用特定序列，並在體外操作。

PCR 為何需要引子

提供游離 3′ 端，讓聚合酶開始合成。

基因改造一定有害嗎

要按個案看證據，風險與效益都要講。

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本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。