研读真题调整备考策略<br/>——以选修3复习为例

研读真题调整备考策略
——以选修3复习为例

2017-12-14福建

教学考试(高考生物) 2017年6期

福建江钐

研读真题调整备考策略
——以选修3复习为例

福建江钐

生物学核心知识是实现生物学课程目标的基础和重要的载体，也是高考注重的考查方向。2017年三套全国卷的第38题，均以基因工程的核心知识为主线，考查对基因工程步骤深入透彻的理解分析和相关知识的迁移应用，同时考查学生的理性思维能力。基于对这三道试题的深入分析，引发以下教学启示。

1.挖掘核心知识，分析内在原因

1.1 知其所以然是学习的基础

教师在教学中不仅要让学生知道怎么做，更要让学生知道为什么这样做。“知其然”只是学习的一般层次，“知其所以然”是解决概念或事物之间的联系，明确何种因素在何种程度上导致何种结果，是研究因果关系，属于深入学习层次。学生只有掌握知识形成的原因，才能更好地迁移运用知识解决问题。

纵观全国卷试题，每年都有写有关“原因”的设问，且基因工程的操作程序是其中的高频考点。2017年全国卷第38题中，卷Ⅰ（1）（2）、卷Ⅱ（1）（3）（5）、卷Ⅲ（1）都考查了有关写“原因”的内容。分析“原因”是根据题干提供的结果信息，链接已学知识，逆推理形成结果的内在条件并用恰当的文字描述的过程。教师在解题指导过程中，应注意强调知识的使用条件，注重学习的过程。通过引导学生思考，培养质疑精神，不断地探究知识的发展过程，从而使学生思维的深刻性得到加强。

1.2 通过问题串，引导学生知其所以然

课堂教学可通过问题教学，使学生知道前因后果。有关基因工程的操作程序，教学时可设问：原核生物与真核生物的基因结构有什么区别？基因组文库与cDNA文库中的基因结构有什么区别？以 mRNA为模板，合成cDNA的具体过程如何？为什么cDNA文库的基因可以交流，而基因组文库只是部分基因可以交流？用限制酶的单酶切或多酶切构建基因表达载体过程中，不能破坏什么结构？为什么限制酶不能将自己的DNA分子剪切掉？什么是目的基因的反向连接？反向连接为什么不能正常表达？为什么平末端在DNA连接酶的作用下可以任意连接？若要使目的基因在受体细胞中表达，为什么要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞？为什么将重组DNA导入受体细胞时，植物常用农杆菌的质粒？运载体用噬菌体或动、植物病毒时分别导入什么类型的受体细胞？标记基因有什么作用和应用？基因探针如何制作？为什么基因探针能检测受体细胞中是否含有目的基因及其转录的mRNA？分子水平及个体水平如何检测目的基因的表达？目的基因不能正常表达的原因有哪些？

教学中有关植物组织培养和动物细胞培养的内容，可以这样设问：灭菌和消毒有什么区别？为什么动物细胞培养要加入抗生素？植物激素在脱分化和再分化过程中的作用有何区别？植物组织培养为什么用蔗糖而不用葡萄糖配制培养基？动物细胞培养为什么用葡萄糖配制培养基？花药离体培养获得的植物幼苗都是单倍体吗？

有关克隆动物的内容，教学时可以引导学生从宏观的角度理解技术流程，从微观的角度理解操作原理。可以设问：为什么不直接用体细胞培养成为早期胚胎而要形成重组细胞？重组时为什么用的是供体细胞而不是细胞核？所产小牛的遗传物质和性别有何特点？

要想让学生能够真正达到对知识的融会贯通，前提是充分的理解。通过问题串，引导学生从思维原点出发，深入思考，透过知识的表象，挖掘知识的内在实质，揭示内在的规律，训练思维从表层到深刻，而不只是思维滞留表层。

2.围绕核心知识，适度拓展深化

针对卷Ⅰ第38题（1）中涉及基因能否交流问题，日常教学中应该补充真核生物与原核生物基因结构的图示，对比说明二者区别。真核生物基因结构存在内含子、外显子，而原核生物基因结构不存在内含子。在真核生物成熟的mRNA中已不存在间隔序列，逆转录得到的cDNA中没有内含子、启动子和终止子，因此可以在原核生物和真核生物间交流。cDNA文库法是从真核生物细胞中分离目的基因的常用方法。但基因组文库的目的基因中有内含子，只有在部分结构相同的真核生物之间基因才可以交流，而不能与原核生物的基因交流。

针对卷Ⅰ第38题（2）中有关选用运载体内容，教师在教学过程中，应引导学生思考：为什么需要载体，直接将基因导入受体细胞可以吗？作为载体的条件是什么？教学中应说明载体的三大功能：①进入受体细胞的转移能力②在受体细胞内的复制能力或整合能力③在受体细胞内的扩增和表达能力。使学生认识到若只有目的基因，而无复制原点和表达所需启动子，外源基因不能复制和表达，因而需要通过载体将目的基因导入受体细胞；再分析载体的构建与改造：①删除不必要的DNA区域，缩小分子量，提高外源DNA片段装载量②灭活某些质粒的编码基因③加入易于识别的选择标记基因④加入特殊的基因表达调控元件；最后，分析不同生物选用不同载体的理由。（如噬菌体只能作为受体细胞为细菌时的载体）其原因是需选择能将目的基因整合到受体细胞（染色体）DNA上的材料为载体。

针对卷Ⅲ第38题（2）中“ PCR反应体系中……加入了_______________ 作为合成DNA的原料”。教学中应分析DNA结构图的两条模板链，说明引物及其后的一条新链沿5’端→3’端方向不断延伸。PCR反应中两种引物的碱基不能互补，每一种引物内部的碱基也不能互补，否则引物不能与模板链正常结合。PCR体系中要加入足量的引物，足量的dNTP（即dATP、dTTP、dGTP、dCTP），以提供脱氧核苷酸和能量。教学中可借助PCR扩增步骤的图示，引导学生思考：第几轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段（即目的基因）？第四轮循环后，产物中含有某种引物的DNA片段所占的比例？同时可进一步扩展，引导学生思考：利用PCR技术扩增目的基因，为什么也是获取目的基因的一种方法？学生从图示中可以看出，在PCR技术过程中，经过三轮复制后，可以得到目的基因。之后的几轮复制就可以得到大量的目的基因。

卷Ⅰ第38题（3）中“选用大肠杆菌作为受体”，卷Ⅱ第38题（1）中“选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料”，均考查了对实验材料的选择。教学中还可挖掘类似的设问：进行动、植物细胞培养，分别选择什么材料？为什么？培养干细胞或进行性别鉴定，分别选择什么结构的细胞？进行核移植、胚胎移植，分别选择什么材料？

卷Ⅰ第38题（4）中“若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_________”；卷Ⅱ第38题（5）中“……抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是____________”；卷Ⅲ第38题（1）中“……不能翻译出蛋白乙，原因是_________”。以上均考查有关目的基因的表达。复习时，应让学生掌握基因能否表达，在哪里表达（如乳腺），什么时候表达，表达量的多少都与启动子有关；从表达过程看，应该基于“中心法则”中转录、翻译的正常进行；从检测表达角度，应找可以进行“抗原－抗体”杂交的相应物质；若抑制基因表达，可利用反义RNA：反义RNA可与mRNA特异性互补结合，抑制了该mRNA的翻译。通过反义RNA控制mRNA的翻译是原核生物基因表达调控的一种方式。许多实验证明在真核生物中也存在反义RNA，该方法为肿瘤实施基因治疗提供可能性。

3.基于核心知识，培养综合思维

卷Ⅰ第38题（5）中考查了“肺炎双球菌转化实验”对基因工程理论的启示。在学习必修2“肺炎双球菌转化实验”的相关知识时提到了其变异类型是基因重组，基因工程构建基因表达载体过程也体现了基因重组。将二者加以联系比较，就容易理解DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，从而认同艾弗里等人的工作是基因工程的先导；卷Ⅲ第38题（3）中②考查了必修2基因与蛋白质关系及与免疫学知识的综合推理，是将发展理性思维应用于选修3知识的新型题目代表。在选修3教学中，应该基于核心知识，寻找知识之间的联系，培养学生综合思维。

3.1 选修内容与必修内容的综合

从知识角度看，选修3内容与必修内容互相渗透。选修3“基因工程”的内容与必修1蛋白质、核酸的结构功能有关，与必修2基因的本质、基因的表达有关；选修3“植物细胞工程”与必修1细胞分裂分化、必修3植物激素有关；选修3“动物细胞工程”与必修1的细胞膜、细胞核的结构功能及细胞分裂分化、分泌蛋白内容有关，与必修3的免疫内容有关；选修3“胚胎工程”与必修1的细胞器、细胞分化、全能性、有丝分裂及必修2的减数分裂和受精作用知识有关；选修3“生态工程”与必修3中的物质循环和能量流动有关。在教学过程中选修3应与必修内容相融合，以培养学生的综合思维。