高中生物基因工程习题的突破思路分析

万旭峰

(江苏省常州金坛区第四中学 213200)

高中生物基因工程涵盖很多的知识点，一些基础知识需要学生去牢固记忆，在运用的过程中注重把握和背诵，还有一部分知识则需要学生进行深入理解，在实际运用过程中进行掌握和举一反三，从而为提高学生的解题能力和加深对课堂内容的理解做好铺垫和巩固.高中生物教师应注重引导学生做好不同类型习题突破思路的总结和分析，对不同类型的习题进行归类和划分，总结自己的解题技巧，掌握习题规律，使其在以后的解题中能够灵活应对.

1 基因工程概念类习题的突破思路

基因工程类型习题的概念与遗传学、生物化学、微生物学、分子生物学等诸多专业方面基础知识相关，技术理论知识十分繁杂，概念繁杂，内容抽象，学生在理解和记忆起来有相当的困难.基础类的习题主要考察学生对基因工程中相关概念和过程记忆的准确程度.该类习题难度并不大，大部分的内容都可以在教科书找到，只要学生在日常的学习中认真细致，紧跟教师的引导和讲解，在课下脚踏实地及时进行复习和巩固，切实打牢基础知识，就能够很好地掌握这一部分习题，构建起知识框架，在解题中也很容易就能够得出正确答案了.

例1基因工程中所用物质以及发挥的作用对应正确的是( ).

A.限制酶- 切断DNA碱基对间的氢键

B. DNA连接酶-形成双链DNA片段间的磷酸二酯键

C.钙离子-携带目的基因进入受体细胞

D.基因探针-检测目的基因是否翻译成蛋白质

题目考查了基因工程的基本工具，属于基础习题，难度较小.突破该题的关键在于牢固掌握基础知识，在浏览选项的过程中，能够迅速调动起与之相关的技术概念和生物知识，找到易错点，将脑海中的概念和给出的选项逐一进行仔细对比.限制酶的作用是识别相应的序列，并促使每一条链中特定位置的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂； DNA连接酶通过催化作用，促使双链DNA片段间的磷酸二酯键形成；钙离子用于增大细胞的通透性；基因探针是检测目的基因是否导入了受体细胞.综上可知只有B项正确.

2 基因工程过程类习题的突破思路

该类习题从整体上考察学生对不同基因工程过程的掌握情况.在解答过程中，不仅要关注整体，还要注重细节中的逻辑性和准确性，需找到不同基因工程相关环节的区别与联系，对不同基因工程相关环节了然于心.尤其针对带有图像的习题，应先搞清楚图像部分的内容，和头脑中已存储的知识建立起联系，找到习题考察的重点，认真分析，不忽略细节.

例2如图1所示为运用基因工程生产胰岛素的三种途径，则由图判断以下说法不正确的是( ).

图1

A.选取的质粒要带有标记基因

B.受体细胞A一般选用受精卵，过程③会用到胚胎移植技术

C.受体细胞B通常选用卵细胞或受精卵，而不选用体细胞

D.⑥常用的方法是用钙离子处理大肠杆菌，使其易于吸纳重组质粒M

题目结合给出的图考查了基因工程中质粒的特点、动物基因工程以及植物基因工程知识.突破该习题时应认真读图，结合所学判断生产胰岛素的具体途径，而后通过联想基因工程知识进行作答.根据基因工程中质粒的特点可知A项的叙述正确.动物基因工程中因受精卵比较大，而且具有较高的全能性，因此，往往用于导入重组的质粒，而后导入受孕母羊体内，B项正确；植物基因工程中的受体细胞为体细胞，经过脱分化、再分化等过程发育完整的植株，C项错误；基因工程中使用钙离子处理细菌受体细胞，会增大细胞膜的通透性，使其方便吸收重组的质粒，D项正确.综上只有C项的说法错误.

3 基因工程原理类习题的突破思路

基因工程原理类习题对学生的分析以及理解能力要求较高.学生在做这一部分题时，通常会有畏难情绪，教师应引导学生反复梳理相关原理概念，帮助学生建立起掌握知识点的信心.同时，教师还可以有意识地向学生拓展一些新兴前沿科技发现，由于基因工程相关的知识处于当前科学发现的前沿之一，该专题与科学研究热点，发展趋势和应用前景息息相关，教师可以在学生知识结构和水平基础之上，引导他们对知识点层层分析和深入，遵循学生学习的认知特点，确保教学实施的有序性和逻辑性.在做题过程中要通过审题把握问题本质，不要被题干迷惑，明确其考查的知识点，结合所学找到解题突破口.

例3为构建重组质粒pZHZ2，可利用限制酶E、F切割目的基因和质粒pZHZ1，后用相应的酶连接，据图2判断以下说法不正确的是( ).

图2

A.基因工程的核心是构建重组DNA分子

B.质粒上存在RNA聚合酶结合的位点

C.重组质粒pZHZ2只能被限制酶G、H切开

D.质粒pZHZ1、pZHZ2复制时一定会用到DNA聚合酶

题目考查质粒、相关酶在基因工程中的作用机制，能很好地检验学生对质粒以及相关酶的理解深度.解答该习题应认真读图，对比质粒重组后的变化.根据所学可知A项的说法正确.因质粒的成分为DNA，在RNA聚合酶的作用下进行转录，因此，B的说法正确.由图可知重组质粒中仍存在限制酶E、F的切割位点，因此，其也能被酶E、F切割，C项错误.质粒的本质为DNA，其复制时需应用到DNA聚合酶，D项正确.

4 基因工程综合类习题的突破思路

基因工程综合练习题的解题思路通常与题目内容直接相关，该类习题创设的情境一般较为新颖，往往与前沿科技相结合，教师在引导学生解答此类习题时，可以适当拓展有关科技前沿的新发现等，调动起学生的学习积极性，帮助学生构建起生物知识和实际生活的桥梁，让学生理解生物知识在日常生活中所起到的巨大作用，从而增添学生的学习积极性.这类习题虽然形式新颖，但万变不离其宗，考察的知识仍与基础相关，因此，只要牢固掌握深入理解，并不难作答.解答该类习题应放平心态，不要急于动笔作答，因为有些答案就隐藏在题干之中，只要认真审题，搞清楚题干，就会对做题的思路带来很大的突破.另外，教师还可以引导学生通过绘制相关草图，辅助分析理解题意，帮助学生理清思路.

例4 如图3所示为pBV220大肠杆菌温控载体的结构，大小为3666bp(bp表示碱基对)，其中PRPL、rrB、Ampr、ori分别为分别为启动子、基因的终止转录信号、氨芐抗性基因、质粒复制起点，而EcoRI、HindⅢ为相关的限制性内切酶.

图3

(1)基因工程的核心步骤为____；

(2)由图可知pBV220作为运载体具备的条件有____、____；

(3)该质粒可被A、B、C三种限制性内切酶同时切割.单独A切割得一条长链，单独B切也得一条长链，A和C同时切割得2个500bp和1个2666bp片段，B和C同时切割得2个250bp和1个3166bp片段.若以A的切割位点为计算起点，则B的切割位点与A点最短长度为____，C的两个切割位点与A点的最短距离分别为____、____.

(4)PR和PL都是启动子，pBV220载体构建过程中把两个启动子串联在一起，形成了双启动子，双启动子的作用可能是____.温控基因CIts857编码对温度敏感的CIts蛋白，CIts在30℃时具有抑制启动子的活性，在42℃时失活.促进工程菌目的基因表达的诱导温度为____.

题目考查基因工程的应用以及操作程序，具有一定难度.解答该习题需要仔细审题，将题意搞清楚，并结合所学知识进行分析.其中前两问较为简单，其中构建目的基因的表达载体为基因工程的核心步骤，pBV220作为运载体具备多个限制性内切酶的切割位点以及标记基因.问题(3)根据题意可知，该质粒含有A酶切割位点、B酶切割位点各一个，以及C酶切割位点两个，且A和C酶以及B和C酶切点之间的长度分别为500bp、250bp，因此，以A的切割位点进行计算，B的切割位点与A点最短长度为500bp+250bp=750bp，C的两个切割位点与A点的最短距离分别为500bp、1000bp.问题(4)双启动子的作用可能为保证目的基因能够高水平表达.为保证工程菌目的基因表达就要CIts蛋白失活，则促进工程菌目的基因表达的诱导温度为42℃.