摘要：高中生物学基因工程的教学中PCR引物是在必修二DNA复制学习时没有学习到的内容，学生感觉难以理解，比如引物是什么，为什么需要引物，合适的引物怎么设计，怎么和基因工程有机的结合起来。教师可以结合学生已经掌握的知识在课堂中创设问题，解决这些难点问题。 现行普通高中生物学教材中，选择性必修3.生物技术与工程的第三章基因工程中目的基因的额筛选与获取涉及到利用PCR获取和扩增目的基因，PCR的原理和过程是学生应用这项技术解决情境问题必须掌握的。重要是重要，但在学生学习的过程中，由于其储备知识的不足，其实有很多关键问题是很难理解的。如，PCR为什么需要引物，为什么引物中还需要连接限制酶的识别序列等。初初遇到这些问题，学生也许并不知道此为何物，这时，需要我们教师通过精心设计的问题，引导学生利用自己已经掌握的有限的知识一步步认识到新的知识，并且能够利用新的知识去解决更为复杂的能力。
科学素养，讲的就是学生通过学习这一学科最后能够形成的解决问题的能力。PCR技术只是一个知识点，我们要通过学生学习这一技术的过程，尽可能的让学生收获除知识以外的东西。
一、高中生物学教学课堂问题创设与解决原则
课堂作为学生学习的主要阵地，要求精心的设计以帮助学生达到高效学习的目的。笔者所在的中学提倡以问题为主要载体引导学生自主思考、自主领悟知识，提问的原则有以下：
（一）借助学生的既有经验，创造情境提问
既有经验包括学生已经学过的知识，已经掌握的生活技能，已经有的人生态度，教师教学设计时创造一个具体的情境，从其中出一些角度是以前学生不曾考虑过的，从这些角度提出问题，学生会觉得我学了这么久，居然从来不曾考虑过这个问题，顿时就会有一种征服解决这个问题的欲望，自然就会积极思考。比如在学生掌握PCR能够特异性的扩增出目的基因后，我们可以创设构建抗虫棉基因表达载体的具体情境，学生已经掌握用PCR扩增出目的基因，第3次循环后会得到两条链等长的目的基因DNA片段[1]，也已经构建基因的表达载体通常用限制酶切割载体和目的基因，此时提出PCR得到的目的基因是平末端，如何使其能够插入只有EcoRⅠ识别序列的载体质粒中去？学生往往认为只要有了目的基因，有了载体就一定能够连接成表达载体，并未从能不能连、怎么确保它一定能连的角度思考问题，这个问题一提出能引起学生的好奇心，开始思考怎么解决这个问题。
(二）设置阶梯问题，帮助学生突破重难点
一开始就丢给学生一个他根本解决不了的问题或者思维上要进行数轮转换才能解决的问题，学生纵然有征服欲也没有征服的能力。教师在进行教学设计的时候可以对于重难点设置一系列连环的问题，引导学生去一步步的向问题的制高点走去，每一个小问题都是“挑一跳摘苹果”的难度，学生会逐渐成长，慢慢的从只能喝流食到能吃点豆腐白菜到最后能啃硬骨头。比如上文中提到的难点问题，如何能让PCR得到的平末端目的基因，连接到只有EcoRⅠ识别序列的载体质粒中去，如果一开始就提出这个一个大的问题，学生需要转好几个弯才能想出办法，大部分学生暂时还做不到。教师可以循序渐进的提问，首先，摆出质粒的图片，问学生这个质粒作为载体该有什么酶切，产生的是什么末端？其次，摆出平末端的目的基因，问此时能够将目的基因直接连到该质粒中去，为什么?然后，如何使目的基因的末端也有相应的粘性末端？学生可能给出挺多中方案，教师要引导学生表述、甄别究竟哪种方案最好，最终解决问题。具体的解决办法见后文。
二、PCR技术中几个需要重点突破的点及提问解决策略
萨纳克PCR技术要求学生掌握PCR的原理，反应体系，过程。原理是DNA的半保留复制，过程中
的三个步骤大致也和DNA复制一致，可以DNA复制的过程来引导对比掌握。反应体系如下:
10倍浓缩的扩增缓冲液 | 5uL |
天狮职业技术学院20mmol/L的4种脱氧核苷酸的等量混合液 | 1uL |
20umol/L的引物Ⅰ | 2.5uL |
20umol/L的引物Ⅱ | 2.5uL |
H2O | 28~33uL |
1~5U/uL的Taq DNA聚合酶 | 蔡铁根1~2U |
模板DNA | 5~10uL |
总体积 | 2013小企业会计准则50uL |
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其中出了扩增缓冲液和引物，其他都可以与DNA复制的过程联系起来理解。扩增缓冲液是扩增反应进行的液体环境，学生容易理解，引物则是第一次接触到，是教学过程中必须解决的问题。人教版教材77页对于引物的介绍为“引物是一小段能与DNA母联的一段剪辑序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。”通过教学，确实需要学生形成上述概念，但如何形成这一概念，需要教师一步步的设置问题，突破理解中的
难点。
难点一：为什么需要引物
引物的相关知识在必修二的教材中并没有提及，这里视乎上课的老师之前有没有给学生补充过相关知识。本文中假设学生并不知道DNA复制过程中需要引物，突破引物知识点的方案如下：
声波识别1.给出图1，回顾DNA复制的有关知识,问DNA聚合酶的作用。仔细观察，可以得出DNA聚合酶的功能是按照子链5’→3’的方向在3’催化连接脱氧核苷酸以延伸子链。DNA聚合酶的功能是在基因工程的基本工具那一节就和DNA连接酶做过对比的，所以此处简单提问回忆即可。
1.给出图2，提问回答，得出DNA的子链合成需要与模板链互补的一段短链核酸片段做引物的概念
问1：图2与图1有什么差别?
图2中每一段正在合成的DNA子链的前面都有一段虚线片段。
问2：你猜测虚线片段是做什么用的？
作为起点延伸子链的。
问3：虚线所代表的就是引物，其化学本质是什么？
与模板连3’端互补的一小段短单链核酸片段。
问4：是DNA还是RNA？
学生可以莫衷一是，有回答DNA的，也有回答RNA的，教师此时给与全面肯定，其实都可以，都是核酸片段。另外补充：DNA分子体内复制所需引物主要是一小段RNA。
问5：如果引物是RNA，合成的子链就不是纯DNA链，后期你觉得还需要什么处理？ghtt
后期还需要把引物切除，并对切除部位进行修复。学生只需要了解这么多，至于备课老师，
提供以下参考内容：RNA引物只是启动DNA复制，但在复制结束后，引物必须切除，否则混杂RNA片段的DNA分子影响其结构的稳定，也影响遗传信息的传递与表达。在原核细胞内，切除RNA引物的酶是DNA聚合酶I或核糖核酸酶H，其中DNA聚合酶I既有5′→3′方向延伸脱氧核苷酸链功能，还具有5′→3’和3′→5’外切核酸酶的活性，所以DNA聚合酶I凭借5’-外切酶的活性切除总是位于5′端的RNA引物。核糖核酸酶H是一种特殊的内切核酸酶，专门水解与DNA杂交的RNA，包括RNA引物，如T4噬菌体DNA复制中引物的切除，也可通过宿主细胞的DNA聚合酶I切除。而真核细胞的任何一种DNA聚合酶均没有5’-外切酶活性，因此负责切除RNA引物的酶主要是核糖核酸酶H。切除后的DNA片段由DNA连接酶连接在一起形成连续的DNA链。如果是体外DNA复制，由于引物是DNA片段，所以不需要切除引物。[2]
