基因工程专题的“分层”复习策略

云南

基因工程专题是考生喜欢但又深感敬畏的专题。原因是基因工程的成果令学生感到新奇，可基因工程的分子水平操作对学生来说过于微观抽象，且该专题的学习又建立在难度较大的遗传学理论基础上。可无论学生对该专题如何看待都改变不了它是选修教材高频考点的事实。这事实来自对近几年高考真题的统计分析，如表1、表2 所示。

表1 2015—2019 年全国理综卷14 份试卷中现代生物科技专题考查的知识点统计

表2 2015—2019 年考查基因工程（包括蛋白质工程）的情况统计

综上所述，基因工程专题是备考师生必须认真面对的专题。那么，在复习过程中如何引导学生消除畏难感，尽可能多得分呢？笔者采用“分层”教学的策略来复习，得到了不错的效果。这里的“分层”是指将知识点细化后分层处理和对学生进行学情分析后再分层辅导两方面。

一、知识的细化分层处理

进行复习教学前教师将该专题的知识按思维层次的不同进行归类，分为事实性知识和需要逻辑分析的知识两类，前者教师少讲，学生多记；后者教师用典型试题引导学生分析推理，以微专题形式逐个突破。这样做既能完成专题知识“面”上的复习，还能针对专题主干知识进行重点巩固及拓展，是提高复习效率的有效措施。

1.事实性知识的分类及处理

事实性知识主要由生物学专业术语、结论组成。该专题中新出现的专业术语及结论较多，但由于是复习环节，这些知识不需要教师再讲解，但需要学生通过记忆形成条件反射来达到在问题情境中准确列举出专业术语或结论的效果。因此教师可将这些知识以试卷形式列出，也可让学生直接标注在教材上，并关注学生记忆达成的情况。知识的归类视学生的学情来处理，表3 所示为基因工程专题中部分事实性知识。

表3

关于事实性知识的考查属于对基础知识的考查，难度不大，但考生答题时不能随意发挥，笔者列举了近几年高考试题中现代生物科技专题对这类知识的考查实例。

【例1】（2019 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括_________和_________。（答案：基因组文库 cDNA 文库）

【例2】（2017 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有__________（答出两点即可）等优点。（答案：繁殖快、容易培养）

【例3】（2016 年，全国卷Ⅰ，第40 题节选）（题干略）（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_______________________________（答出两点即可）。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。（答案：能自我复制、具有标记基因）

【例4】（2016 年，全国卷Ⅲ，第40 题节选）（题干略）（3）DNA 连接酶是将两个DNA 片段连接起来的酶，常见的有_________和_________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是___________。（答案：E·coli DNA 连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA 连接酶）

上述4 个例题考查的方向不同，但是均属于对专业术语或固定结论的检测，不需要进行逻辑推理分析，考查的思维层次较低，是命题人预设区分度小的设问，但事实却是考生因专业术语及结论表述不规范导致失分的现象时常发生。考生要想做到专业术语的书写无错漏，固定结论准确表述，必须依靠自身识记，因而，“课堂少讲课后多督促”可作为教师对这些知识的复习教学策略。

2.需要逻辑分析的知识处理

基因工程专题的4 个小节都有可灵活考查的知识点，这类对学生思维能力要求较高的知识的复习不仅需要教师投入时间，还需要教师采取合适的策略。而寻找适当的切入点来培养学生分析及解决问题的能力是个难点。笔者习惯从高考试题中找到相应的切入点，将经典试题分类引入课堂，针对某个特定的知识以微专题的形式引导学生进行分析和推理，总结整理应试的思路及方法，再用模拟题中相似问题去检测复习效果，这样的操作类似二轮复习的专题复习，不同之处在于专题数量多但每个专题内容少。具体的切入点依然根据学生学情设置。下面是笔者关于高考试题中以酶为考向的基因工程微专题的列举及分析。

【例5】（2019 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（3）目前在PCR 反应中使用Taq 酶而不使用大肠杆菌DNA 聚合酶的主要原因是________________________。（答案：Taq 酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA 聚合酶在高温下会失活）

【分析】该题考查PCR 技术。考向为DNA 聚合酶与Taq 酶的区别，需要学生将必修知识中的DNA 复制与选修知识中的PCR 技术的反应原理进行结合。教师引导学生分析解题思路：DNA 聚合酶是DNA 复制时必需的酶，PCR 技术的原理就是DNA 的复制；Taq 酶和大肠杆菌中的DNA 聚合酶均属于DNA 聚合酶，两者的区别在于前者耐高温，后者在高温下会失活；PCR 反应过程需要有规律地改变温度，即每一个循环均需要控制的温度变化为：90～95℃→55～60℃→70～75℃，所加的DNA 聚合酶需要在上述温度条件下保持活性。

【启示】找出知识间的联系是答题的关键。

【例6】（2018 年，全国卷Ⅱ，第38 题节选）某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1-GFP 融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图1 中E1～ E4 四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

图1

回答下列问题：

（1）据图1 推断，该团队在将甲插入质粒P0 时，使用了两种限制酶，这两种酶是____________。使用这两种酶进行酶切是为了保证____________，也是为了保证____________。（答案：E1 和E4 甲的完整 甲与载体正确连接）

【分析】该题考查基因表达载体的构建，考向为限制酶和DNA 连接酶的作用及特点，检测学生对“能够识别并切割特定的碱基序列”是限制酶专一性特点的理解。

该题中较多文字表述+示意图的组合会给学生阅读带来较大的障碍，提取关键信息是提高答题准确性及速度的关键。将题干中“获得了L1-GFP 融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1”及示意图转换为“甲=L1+GFP，重组质粒=P1=启动子+甲+终止子”，通过信息转换后，就可快速找到该题的答案。解题思路为：若用E2 酶切，会破坏甲的完整性，用E3 酶切会破坏GFP 基因，只有用E1 和E4 处理甲和P0 质粒，可使得甲及P0 质粒均产生两种不同的黏性末端，再利用DNA连接酶只能将相同的黏性末端进行连接的特性，就能保证甲的完整性，还能保证甲与载体正确连接。

【启示】快速提取信息很重要。教师需要培养学生信息转换的能力，比如该题中将文字表述及示意图转换为等式“甲=L1+GFP，重组质粒=启动子+甲+终止子”。

【例7】（2016 年，全国卷Ⅲ，第40 题节选）图2（a）中的三个DNA 片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图2（b）为某种表达载体的示意图（载体上的EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切点是唯一的）。

图2

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被___________酶切后的产物连接，理由是_________________。（答案：Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端）

【分析】该题考查基因表达载体的构建，考向为黏性末端的识别。黏性末端为部分限制酶切割后留下的单链部分，与相连的双链部分无关。解题思路：经BamH Ⅰ酶和Sau 3A Ⅰ酶切割后得到的黏性末端均为GATC，即黏性末端相同，可被DNA 连接酶连接。

【启示】学生知道黏性末端的专业知识但不一定能够准确识别不同的黏性末端，复习时教师要指导学生正确识别黏性末端。

用这样的微专题来引导学生复习基因工程中相关酶的作用及区别，通过集中同一知识点的不同方向来加深学生对该知识的理解，能有效提升学生的辨别及分析信息的能力。这类微专题可针对其中一个空的设问解答进行组织，也可针对易混易错的知识来组织。例如：载体与基因表达载体、必修知识与选修知识的结合点、科学史的考查、目的基因的导入方法、目的基因的检测和鉴定方法等等。这样的复习策略有利于学生对知识点的逐一突破，并养成较好的解题思维习惯，可明显改善丢分情况。

二、对学生进行分层辅导

根据学生的学情不同，可将学生分为不同层次，引导他们制订各自对应的复习计划，让学情相似的学生以竞争的形式完成对事实性知识的记忆及监督。分层处理可让各个层次的学生快速找到自己的短期目标，从而激发他们学习的积极性和主动性。将学生分层能减轻教师检测的负担，更有利于教师进行精准辅导。教师将学生分层时要注意不能让后进生有被歧视感，对他们要特别关注，增加和他们的交流频率，帮助他们建立学习信心；对于中等层次的学生，要利用建立短期目标的方式来激发他们的竞争意识，以形成良好的自我激励机制；对拔尖学生要关注他们的解题思维发展，激励他们向满分挑战。

除了学情方面的分层，教师还可将学生书面表述的情况进行分层，涉及书写和内容的表述两方面，要培养他们不仅能写得出来，还要写得规范。特别要关注思维能力好但表述能力较差的学生，可让他们与表述能力较强的学生组队，用交换批阅的方式来促进他们的发展。

总之，“分层”处理的复习策略，不仅是教师完成知识复习的一种教学方法，也是教师为学生提供的有效学习的方法，可使学生的思维品质得到一定的发展和提升。