關于近年江蘇高考試卷中基因工程題目的思考

基因工程操作程序主要包括4個步驟：目的基因的獲取、基因的表達與載體的構建、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定。重組DNA技術(獲取目的基因和基因的表達與載體的構建)是整個工程的核心技術。這一技術涉及許多相關知識：如DNA的結構、DNA的復制、限制性內切酶和DNA連接酶及DNA聚合酶的作用與特性、基因的表達、載體的組成結構與作用等。同時也要具備許多相關操作能力，如PER技術、限制性內切酶切割DNA的技術、DNA連接技術等。因此，高考命題者可以從不同的角度設置多種考題，考查考生對在這一系列知識點整體掌握程度及其相關能力。

2008－2010年高考生物江蘇卷中連續出現了三道基因工程方面的大題，它們是2008年的第32題(8分)、2009年的第34題(7分)、2010年的第27題(8分)。2011年的第33題(8分)。下面以這幾道題目為例深度分析該類試題易考知識點及幾點思考。

1 試題分析

2008年第32題主要考查了：PCR中使用的DNA聚合酶的最主要特點(耐高溫)；PER中退火溫度的設定與引物DNA的堿基種類的關系(G-E堿基對多，DNA結構穩定，退火溫度高)；DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有專業性要求(沒有)；將目的基因導入植物細胞采用最多的是農桿菌；兩種限制性內切酶切割重組質粒得到DNA片段的種類。

2009年第34題中第(1)(2)小題考查了兩種不同的限制性內切酶切割目的基因和質粒后可得重組質粒的種類。第(3)小題考查目的基因導人質粒后對質粒結構和功能的影響(只能在特定位置，不能在質粒復制原點、啟動子、終止子及抗生素抗性基因中)。第(4)～(6)小題分別考查了DNA水解酶、毒素蛋白與受體細胞中受體問的特異性結合、轉基因植物栽培種降低害蟲種群抗性基因頻率增長速度的措施等問題。

2010年第27題仍然考查了質粒DNA熱穩定性與堿基種類的關系、酶切位點的選擇(不能破壞質粒標記基因及目的基因)、DNA連接酶的作用、單酶切載體和目的基因自身環化的問題(這個問題比較新穎，需要一定的實踐經驗，考生一般是想不到的，要解決這個問題只有選擇兩種不同的限制性內切酶來切割目的基因和載體)、目的基因表達的檢測與鑒定的具體操作方法(這個問題涉及到配制選擇性培養基的問題，由于教科書中缺乏這方面的知識，考生一般無法作答)。

2011年第3題考查了利用PCR技術擴增目的基因的原理和用限制酶切割質粒產生的位點問題。這部份內容教材當中雖然有相關知識點但學生回答時必須對書本知識有深入的理解的應用。試題中所提出的PCR技術擴增目的基因時出現的問題，是在PCR技術擴增目的基因實際實際操作中經常發生的問題和必須解決的問題，可以說這個考點來源于實際生產或者實驗，對于有實驗或實踐經驗的學生和老師解答起來沒有問題，但是有多少學生做了PCR技術擴增目的基因這實驗呢，出題者的意圖是希望教材中應該做的實驗應該讓學生動手操作，讓學生體會實驗教程和解決實驗過程中出現的問題。

以上列舉了DNA重組工程的易考知識點和已考知識點，從易考知識點來看這類題目考查的方面很集中重復性也很強，但是從2010年的已考知識點來看這類題目的難度已經遠遠超出了課本的范圍，對學生的實踐經驗要求很強(基因工程實驗的學習應該是在大學課程中)，這對沒有這方面經驗的學生作答題目是很困難得。所以下面列舉一些筆者能想到的未考查知識點。

2 對今后高考中考查基因工程內容的思考與展望

2.1 DNA連接酶的種類及作用

E.coli DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接。而T4 DNA連接酶既可以連接黏性末端，也可以連接平末端。

2.2 受體細胞選擇原核生物(特別是大腸桿菌)的原因

原核生物遺傳背景簡單、繁殖快、多為單細胞；而真核生物遺傳背景復雜繁殖較慢，都是多細胞生物，所以經常選擇原核生物作為受體細胞，且大腸桿菌是原核生物中遺傳背景最簡單的模式生物，自然是受體細胞的首選。

2.3 目的基因進入大腸桿菌的方法(除去Ca²⁺之外)

重組質粒導入受體細胞最常用的是Ca²⁺處理受體細胞，使受體細胞在溫和的環境下能吸收周圍環境中DNA分子。除了Ca²⁺處理受體細胞外，還可以用電轉化的方法在高壓環境下使受體細胞細胞膜的通透性增強，重組DNA分子就容易進入細胞。一般情況下電轉化的效率要比ca²⁺轉化高100多倍，如果要求獲得高效率的重組DNA分子就要采用電轉化的方法將目的基因導入受體細胞。

2.4 檢驗自我復制的質粒導入受體細胞(主要是原核生物)后是否是重組的

2.4.1 如果自我復制的質粒連接的是帶有標記基因(該標記基因與質粒上的標記基因不同)的目的基因

比如質粒上帶有抗氨芐青霉素基因(ampr)，目的基因帶有卡那霉素基因(kanr)，檢驗自我復制的質粒導入受體細胞后是否是重組的，只要將受體菌株在含有氨芐青霉素和卡那霉素的培養基上培養，能正常生長出來的菌株都是含有重組的質粒，沒有重組的質粒在卡那霉素的培養基上是不能生長的。

2.4.2 如果自我復制的質粒連接的是沒有標記基因的目的基因

如果質粒(比如帶有抗氨芐青霉素基因)和目的基因(沒有標記基因)都是單個限制性內切酶切割的，會出現載體自身環化和重組類型兩種質粒(如果是雙酶切一般都是重組質粒)含有這兩種質粒的受體菌株都可以在氨芐青霉素的培養基上生長。所以還要進一步檢測：對能正常生長的菌株進行質粒的提取，用未連接目的基因的原始質粒對照，將提取的質粒進行瓊脂糖凝膠電泳，比原始質粒大的就是重組質粒?？梢杂弥暗南拗菩詢惹忻盖懈钤撡|粒，進一步確定是重組質粒。如果是雙酶切一般都是重組質粒，為了進一步確定也可以進行如上的檢驗方法。

這些知識點列舉肯定不盡全面，只是增長學生對基因工程多一些理解，補充一些在基因工程實驗中易出現的問題及解決的方法而已，希望對解決該類題目起到一定作用。