基因工程專題的“分層”復習策略

云南

基因工程專題是考生喜歡但又深感敬畏的專題。原因是基因工程的成果令學生感到新奇，可基因工程的分子水平操作對學生來說過于微觀抽象，且該專題的學習又建立在難度較大的遺傳學理論基礎上。可無論學生對該專題如何看待都改變不了它是選修教材高頻考點的事實。這事實來自對近幾年高考真題的統計分析，如表1、表2 所示。

表1 2015—2019 年全國理綜卷14 份試卷中現代生物科技專題考查的知識點統計

表2 2015—2019 年考查基因工程（包括蛋白質工程）的情況統計

綜上所述，基因工程專題是備考師生必須認真面對的專題。那么，在復習過程中如何引導學生消除畏難感，盡可能多得分呢？筆者采用“分層”教學的策略來復習，得到了不錯的效果。這里的“分層”是指將知識點細化后分層處理和對學生進行學情分析后再分層輔導兩方面。

一、知識的細化分層處理

進行復習教學前教師將該專題的知識按思維層次的不同進行歸類，分為事實性知識和需要邏輯分析的知識兩類，前者教師少講，學生多記；后者教師用典型試題引導學生分析推理，以微專題形式逐個突破。這樣做既能完成專題知識“面”上的復習，還能針對專題主干知識進行重點鞏固及拓展，是提高復習效率的有效措施。

1.事實性知識的分類及處理

事實性知識主要由生物學專業術語、結論組成。該專題中新出現的專業術語及結論較多，但由于是復習環節，這些知識不需要教師再講解，但需要學生通過記憶形成條件反射來達到在問題情境中準確列舉出專業術語或結論的效果。因此教師可將這些知識以試卷形式列出，也可讓學生直接標注在教材上，并關注學生記憶達成的情況。知識的歸類視學生的學情來處理，表3 所示為基因工程專題中部分事實性知識。

表3

關于事實性知識的考查屬于對基礎知識的考查，難度不大，但考生答題時不能隨意發揮，筆者列舉了近幾年高考試題中現代生物科技專題對這類知識的考查實例。

【例1】（2019 年，全國卷Ⅰ，第38 題節選）（題干略）（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括_________和_________。（答案：基因組文庫 cDNA 文庫）

【例2】（2017 年，全國卷Ⅰ，第38 題節選）（題干略）（3）若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有__________（答出兩點即可）等優點。（答案：繁殖快、容易培養）

【例3】（2016 年，全國卷Ⅰ，第40 題節選）（題干略）（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有_______________________________（答出兩點即可）。而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。（答案：能自我復制、具有標記基因）

【例4】（2016 年，全國卷Ⅲ，第40 題節選）（題干略）（3）DNA 連接酶是將兩個DNA 片段連接起來的酶，常見的有_________和_________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是___________。（答案：E·coli DNA 連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA 連接酶）

上述4 個例題考查的方向不同，但是均屬于對專業術語或固定結論的檢測，不需要進行邏輯推理分析，考查的思維層次較低，是命題人預設區分度小的設問，但事實卻是考生因專業術語及結論表述不規范導致失分的現象時常發生。考生要想做到專業術語的書寫無錯漏，固定結論準確表述，必須依靠自身識記，因而，“課堂少講課后多督促”可作為教師對這些知識的復習教學策略。

2.需要邏輯分析的知識處理

基因工程專題的4 個小節都有可靈活考查的知識點，這類對學生思維能力要求較高的知識的復習不僅需要教師投入時間，還需要教師采取合適的策略。而尋找適當的切入點來培養學生分析及解決問題的能力是個難點。筆者習慣從高考試題中找到相應的切入點，將經典試題分類引入課堂，針對某個特定的知識以微專題的形式引導學生進行分析和推理，總結整理應試的思路及方法，再用模擬題中相似問題去檢測復習效果，這樣的操作類似二輪復習的專題復習，不同之處在于專題數量多但每個專題內容少。具體的切入點依然根據學生學情設置。下面是筆者關于高考試題中以酶為考向的基因工程微專題的列舉及分析。

【例5】（2019 年，全國卷Ⅰ，第38 題節選）（3）目前在PCR 反應中使用Taq 酶而不使用大腸桿菌DNA 聚合酶的主要原因是________________________。（答案：Taq 酶熱穩定性高，而大腸桿菌DNA 聚合酶在高溫下會失活）

【分析】該題考查PCR 技術。考向為DNA 聚合酶與Taq 酶的區別，需要學生將必修知識中的DNA 復制與選修知識中的PCR 技術的反應原理進行結合。教師引導學生分析解題思路：DNA 聚合酶是DNA 復制時必需的酶，PCR 技術的原理就是DNA 的復制；Taq 酶和大腸桿菌中的DNA 聚合酶均屬于DNA 聚合酶，兩者的區別在于前者耐高溫，后者在高溫下會失活；PCR 反應過程需要有規律地改變溫度，即每一個循環均需要控制的溫度變化為：90～95℃→55～60℃→70～75℃，所加的DNA 聚合酶需要在上述溫度條件下保持活性。

【啟示】找出知識間的聯系是答題的關鍵。

【例6】（2018 年，全國卷Ⅱ，第38 題節選）某種熒光蛋白（GFP）在紫外光或藍光激發下會發出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白（L1）基因連接在GFP基因的5′末端，獲得了L1-GFP 融合基因（簡稱為甲），并將其插入質粒P0，構建了真核表達載體P1，其部分結構和酶切位點的示意圖如下，圖1 中E1～ E4 四種限制酶產生的黏性末端各不相同。

圖1

回答下列問題：

（1）據圖1 推斷，該團隊在將甲插入質粒P0 時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是____________。使用這兩種酶進行酶切是為了保證____________，也是為了保證____________。（答案：E1 和E4 甲的完整 甲與載體正確連接）

【分析】該題考查基因表達載體的構建，考向為限制酶和DNA 連接酶的作用及特點，檢測學生對“能夠識別并切割特定的堿基序列”是限制酶專一性特點的理解。

該題中較多文字表述+示意圖的組合會給學生閱讀帶來較大的障礙，提取關鍵信息是提高答題準確性及速度的關鍵。將題干中“獲得了L1-GFP 融合基因（簡稱為甲），并將其插入質粒P0，構建了真核表達載體P1”及示意圖轉換為“甲=L1+GFP，重組質粒=P1=啟動子+甲+終止子”，通過信息轉換后，就可快速找到該題的答案。解題思路為：若用E2 酶切，會破壞甲的完整性，用E3 酶切會破壞GFP 基因，只有用E1 和E4 處理甲和P0 質粒，可使得甲及P0 質粒均產生兩種不同的黏性末端，再利用DNA連接酶只能將相同的黏性末端進行連接的特性，就能保證甲的完整性，還能保證甲與載體正確連接。

【啟示】快速提取信息很重要。教師需要培養學生信息轉換的能力，比如該題中將文字表述及示意圖轉換為等式“甲=L1+GFP，重組質粒=啟動子+甲+終止子”。

【例7】（2016 年，全國卷Ⅲ，第40 題節選）圖2（a）中的三個DNA 片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖2（b）為某種表達載體的示意圖（載體上的EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切點是唯一的）。

圖2

根據基因工程的有關知識，回答下列問題：

（1）經BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被___________酶切后的產物連接，理由是_________________。（答案：Sau3AⅠ 兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端）

【分析】該題考查基因表達載體的構建，考向為黏性末端的識別。黏性末端為部分限制酶切割后留下的單鏈部分，與相連的雙鏈部分無關。解題思路：經BamH Ⅰ酶和Sau 3A Ⅰ酶切割后得到的黏性末端均為GATC，即黏性末端相同，可被DNA 連接酶連接。

【啟示】學生知道黏性末端的專業知識但不一定能夠準確識別不同的黏性末端，復習時教師要指導學生正確識別黏性末端。

用這樣的微專題來引導學生復習基因工程中相關酶的作用及區別，通過集中同一知識點的不同方向來加深學生對該知識的理解，能有效提升學生的辨別及分析信息的能力。這類微專題可針對其中一個空的設問解答進行組織，也可針對易混易錯的知識來組織。例如：載體與基因表達載體、必修知識與選修知識的結合點、科學史的考查、目的基因的導入方法、目的基因的檢測和鑒定方法等等。這樣的復習策略有利于學生對知識點的逐一突破，并養成較好的解題思維習慣，可明顯改善丟分情況。

二、對學生進行分層輔導

根據學生的學情不同，可將學生分為不同層次，引導他們制訂各自對應的復習計劃，讓學情相似的學生以競爭的形式完成對事實性知識的記憶及監督。分層處理可讓各個層次的學生快速找到自己的短期目標，從而激發他們學習的積極性和主動性。將學生分層能減輕教師檢測的負擔，更有利于教師進行精準輔導。教師將學生分層時要注意不能讓后進生有被歧視感，對他們要特別關注，增加和他們的交流頻率，幫助他們建立學習信心；對于中等層次的學生，要利用建立短期目標的方式來激發他們的競爭意識，以形成良好的自我激勵機制；對拔尖學生要關注他們的解題思維發展，激勵他們向滿分挑戰。

除了學情方面的分層，教師還可將學生書面表述的情況進行分層，涉及書寫和內容的表述兩方面，要培養他們不僅能寫得出來，還要寫得規范。特別要關注思維能力好但表述能力較差的學生，可讓他們與表述能力較強的學生組隊，用交換批閱的方式來促進他們的發展。

總之，“分層”處理的復習策略，不僅是教師完成知識復習的一種教學方法，也是教師為學生提供的有效學習的方法，可使學生的思維品質得到一定的發展和提升。