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1、讲授PCR技术一课后的几点反思学科：生欲讲授PCR技术一课后的几点反思摘要：PCR技术因为其应用广泛和在基因工程中有重要的作用，所以在历 年高考中屡有涉及。实际教学过程中应把握好讲课的深浅，注意前后联系，还可 以与DNA的半保留复制作类比，从而使学生轻松掌握该技术。关键词：PCR技术反思PCR技术出现在人教版课本选修三第一章基因工程当中，课本花了大概一页 的篇幅介绍该技术，内容不算多。但因为其应用广泛和在基因工程中有非常重要 的作用，所以在历年高考题当中多有涉及。怎么能让学生轻松掌握该技术，是这 节课的一个难点，在教学过程中有以下几点问题值得思考。一课程标准对该课要求根据普通高中生物课程标准（
2、实验）的表述，学生应能简述per技术的原理 及技术，简述属于了解水平的范畴，即能再认识或回忆知识；识别、辨认事实或 证据；举出例子；描述对象的基本特征等。从课程标准可以看出，PCR技术 一课，知识性目标以了解水平为主，情感性目标以经历（感受：参与、交流）和 反应（认同：表示感受、态度和价值判断）水平为主。所以本节课应以以讲授、启 发式引导为主，重视基本概念和原理的教学，把握好基础性，避免把教学变成泛 泛的科普介绍或资料的搜集和浏览活动。但教学中需要注意把握难度，避免讲得 过深过细，增加学生不必要的学习负担。另一方面，因为per技术的广泛应用，及其在基因工程中的重要作用。所以 在历年高考中屡有涉
3、及。例如在01年上海高考，09年天津高考，08、09江苏生 物高考试题中都有出现。在08年江苏高考题当中讨论了退火温度与目的基因中 A、T、C、G.四种碱基的关系，在目的基因当中G、C碱基越多则它们形成的氢键 就越多，越容易碱基互补配对。于是退火温度就稍微高一些。09年天津高考考 察了 PCR技术中非常重要的DNA聚合酶一一Taq酶的有关知识，考生必须清楚Taq 酶与一般的DNA聚合酶的区别在于最适温度要高。从历年高考题当中可以看出， 要求学生必须对per技术的流程及原理有一个很清晰的框架，并且对PCR技术在 基因工程中的地位也要有一个明确的认识。二课后学生普遍出现的问题学完PCR技术以后，很
4、多同学都出现了或多或少的问题。其中一部分同学反映本节知识点非常的“散： 他们感觉对PCR技术根本没 能形成一个整体框架，只是靠记忆背了很多名词。就像工地上散落了一地的砖、 沙子、水泥和石子，还没有形成一个完整的建筑主体。这样就导致了对知识不能 活学活用，在做题的过程中往往出现拿到题不会做，但是一看答案明白为什么的 情况，例如，学生知道很多名词如拓扑酶，引物，加热，退火等等，但就是不知 道它们具体到底是什么东西，为什么在PCR技术中要用到。更不清楚究竟在什么 时候应该用上它们去答题。出现这些情况的学生，显然没有明确PCR技术在基因 工程中的重要作用，并且对PCR技术的原理没有一个清晰的认识，条理
5、混乱。这 主要是因为教师在讲授过程当中只注重细节，添加了大量的知识点，而没有着重 给学生理出一个清新的思路框架。与此相反，另一部分同学则对该技术知之甚少，甚至连一些基本的名词都不 知道。只是简单的知道有这么一个PCR技术，这个技术很有用。拿到题后根本无 从下手，即便给了答案也是毫无感觉。可以看出，这一部分同学从根本上就没有 重视PCR技术，更没有认识到PCR技术对于整个基因工程的重要性。他们认为 PCR技术只是泛泛的科普介绍，不需要太深去了解。这主要是教师在讲授过程中 没有把握好教学深度。以上两种情况是在学生中普遍存在的问题，如果不加以改善，那就会影响到 学生对整个基因工程这部分内容的掌握，甚
6、至有可能打击学生的学习积极性。三讲授PCR技术一课中应该注意的几点问题通过分析学生在学习PCR技术过程中出现的问题，建议在讲授该课的过程中 注意以下三个问题。3. 1把握好讲课的深度。因为PCR技术是课程改革后才出现在教材当中的一节新内容，尤其又是出 现在选修教材的基因工程一章中，并且所占篇幅不大，课标也没有一个明确的标 准规定讲多深，讲多少。所以在教学过程中对讲授该技术的深度不太好把握，往 往会出现以下两种的情况。一是因为PCR技术在高考题当中屡有涉及，所以很多 老师在遇到该问题时如履薄冰，慎之又慎，生怕漏掉了什么内容，于是就拿来了 大学课本，很细致地研究每一个细节，在课本内容的基础之上添加
7、了很多内容。 在授课过程中增加了很多中学生根本无法接受的名词、概念、原理。这样一节课 下来，无论是知识点的数量还是知识的难度都大得惊人。很多学生不等下课就已 经脑袋发“晕” 了，淹没在知识的海洋当中早已迷失了方向。如果这样就会适得 其反，本来是想让学生很好的掌握PCR技术技术，结果由于知识点太多太难，导 致学生根本就无法消化，甚至对学习产生了消极情绪。另一种情况则是讲的太浅, 只是简单的叙述了 PCR技术是在基因工程中的一个关键步骤，在医学，农业的方 面很有作用，而忽略了该技术的基本原理。鉴于以上两点和课程标准的要求，建议在讲授PCR技术的时候应该先给学 生建立一个“骨架”，只有骨架建立起来，
8、学生才会有一个清晰的思路，到时候 即使有一部分学生存在“吃不饱”的现象，需要补充知识点时，只需往里填充内 容，使骨架“丰满”起来便可。PCR技术的授课难度应以课本为准，只要把课本 中出现的名词掌握就行。应以课本第10页图1-6为准着重讲授PCR技术的简单 步骤，力求让学生对该技术的简单步骤原理有一个总体上的认识。3. 2注意前后联系，让学生清除认识PCR技术在基因工程中的作用。PCR技术在课本当中是以基因工程中的一个步骤的身份出现的首先应该考虑到该技术与基因工程的联系，不应该把它作为单独的一个模 块。为了引起学生的兴趣，有的教师在一开始讲PCR技术的时侯就大量介绍了该 技术的重要作用，如在医学
9、、农业等方面的作用，把PCR渲染成了一个非常神奇 的技术，这样做容易偏离重点，让PCR技术与课本中的基因工程脱节。其次应该前后联系，层层深入，通过呈现一系列的思考题，让学生认清该技 术对于基因工程不可或缺的地位。例如，通过以下的问题“基因工程第一步获取 到目的基因后是否应该扩增其数量”就可以很自然的把基因工程与PCR技术联系 起来，学生通过讨论就了解到基因工程第一步获取的目的基因数量很少，而在基 因工程中每一步都会损失大量目的基因，这是不可避免的，如果不大量扩增获得 的目的基因数量，则基因工程很难完成。所以必须对目的基因进行扩增。接下来 的一个问题就是一定要搞清楚“PCR技术到底是用来干什么的
10、”其实该技术就是 用来扩增DNA的。一定要让学生牢记这一点。最后可以通过“PCR为什么在农业、医学中有重要作用”让学生自己通过分 析得知，医学、农业等方面应用该技术其实都是用来扩增DNA的。例如PCR之所 以可以帮助检测疾病，是因为它扩增了本来很少的病毒DNA,这样就可以帮助提 高检测的准确性。3. 3与DNA的半保留复制作类比，可以让学生更好的掌握PCR技术的原理、 步骤学生对人教版必修二中DNA的半保留复制掌握的比较熟悉，而PCR技术与 DNA的半保留复制有相似之处，建议采用类比的方法，将二者进行比较，这样容 易加深学生对PCR技术的理解。可以将人教版选修三中第10页图1-6与DNA的 半
11、保留复制作对比。例如二者在开始时都需要使DNA双链解螺旋，DNA在细胞内半保留复制时解 旋是通过DNA解旋酶的作用完成的，而在体外扩增DNA片段的PCR技术中是靠加 热到90-95摄氏度解螺旋的，二者要达到的目的是相同的，只是方法不同罢了。 前者靠酶的催化作用解旋，后者靠加热加快分子运动导致氢键断裂解旋。解旋后在细胞内DNA的半保留复制是依靠DNA聚合酶完成。以一条链为模板, 用四种脱氧核糖核昔酸为原料合成一条新的单链。而PCR技术也是以一条链为模 板合成另一条单链，只不过与细胞内DNA复制不同的是，该过程中需要有引物， 引物的本质其实就是互补链起始的一段，是提前合成好的（所以PCR技术要求要
12、 知道需要扩增DNA片段的一段核昔酸序列）。引物的作用就是为单链的合成起一 个“头：至于其具体原理在高中阶段不需要掌握。在合成互补链的过程中，无论是DNA在细胞内的半保留复制还是PCR技术都 需要一种DNA聚合酶。只不过PCR技术需要的是一种比较特殊DNA聚合酶一一拓 扑酶，拓扑酶与一般的DNA聚合酶相比，最大的特点是能耐高温，所以PCR技术 可以在70-75摄氏度高温下完成互补链的合成。通过比较，让学生总结DNA的半保留复制与PCR技术的共同点与不同点。这 样不但可以让学生非常清楚的建立起一个PCR技术原理的框架，而且还可以稳固 必修二有关DNA半保留复制的知识点。达到事半功倍的效果。参考文献：1 朱正威、赵占良.生物选修3现代生物科技专题M.北京：人民教育出版社, 2004： 10. 112 中华人民共和国教育部.2001.普通高中生物课程标准（实验）M.北京：人 民教育出版社，5、283 吴相秩.陈阅增普通生物学（第二版）M.北京：高等教育出版社，2005
