馬琴

摘 要：人教版高中生物選修三第一個(gè)專題是《基因工程》，對(duì)于剛學(xué)完選修1的高二學(xué)生來說，理解有困難，通過一道題的綜合運(yùn)用，能夠很好地突破學(xué)生的思維難點(diǎn)，達(dá)到較好的教學(xué)效果.

關(guān)鍵詞：基因工程;限制酶;抗性基因;培養(yǎng)基篩選

人教版高中生物選修三第一個(gè)專題是《基因工程》，對(duì)于剛學(xué)完選修1的高二學(xué)生來說，理解有困難，尤其是前兩節(jié)基因工程的基本工具和操作程序，新概念多而抽象，學(xué)生聽講之后即使理解了，做題卻無從下筆，很容易使初學(xué)者產(chǎn)生挫敗感，甚至放棄選修三的學(xué)習(xí).如何在課堂教學(xué)中幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，是每一位一線教師值得思考的問題.

筆者在實(shí)際教學(xué)中，除了利用多媒體課件、自制的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型以及讓學(xué)生模擬制作之外，通過一道題的綜合運(yùn)用，很好的突破了學(xué)生的思維難點(diǎn)，達(dá)到了較好的教學(xué)效果.題干如下：

【例題】基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選.已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—.

【問題一】請(qǐng)畫出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端，目的基因兩側(cè)被限制酶Ⅱ 切割后所形成的黏性末端，在DNA連接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后的片段是否可以連接？

【運(yùn)用】在學(xué)完第一節(jié)基本工具的分子手術(shù)刀和分子縫合針后，讓學(xué)生通過畫圖理解“黏性末端”這個(gè)概念，并且通過觀察發(fā)現(xiàn)不同的限制酶切割之后，也可能得到相同的黏性末端，從而可以拼接起來.

【問題二】圖1中GeneⅠ為氨芐青霉素抗性基因，GeneⅡ?yàn)樗沫h(huán)素抗性基因，根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是 （ ）

A.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅱ切割

B.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅰ切割

C.質(zhì)粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割

D.質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割

【運(yùn)用】在分子運(yùn)輸車內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，學(xué)生知道作為基因工程的載體要有標(biāo)記基因，目的是便于檢測(cè).通過第二問的練習(xí)，檢測(cè)了學(xué)生有沒有掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn).

【問題三】科學(xué)家將重組質(zhì)粒導(dǎo)入原本沒有這兩種抗性基因的大腸桿菌，但在實(shí)際操作中可能大腸桿菌中沒有導(dǎo)入質(zhì)粒，也可能導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒，利用選修1微生物培養(yǎng)的知識(shí)，如何對(duì)這三種情況進(jìn)行判斷？

【運(yùn)用】學(xué)生只是記住作為載體應(yīng)該滿足的條件，但并不理解為什么通過標(biāo)記基因可以進(jìn)行篩選，該問題的設(shè)計(jì)就是幫助學(xué)生解決這個(gè)疑問.學(xué)生剛學(xué)完選修1，已經(jīng)掌握了利用選擇培養(yǎng)基來分離菌種的知識(shí)，通過小組的合作探究可以解決這個(gè)問題.學(xué)生通過解決這個(gè)問題對(duì)于標(biāo)記基因是如何起到檢測(cè)作用有了深刻的理解，并且，學(xué)生通過相互交流探討解決了一個(gè)問題，有一種跳起來摘到桃子的感覺.

【問題四】基因工程最終目的是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞并且讓目的基因表達(dá)預(yù)期的性狀，你們上面的操作可以判斷出這三種情況，但是你們有沒有得到導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌呢？想一想，我們應(yīng)該如何操作才能夠得到導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌呢？

學(xué)生聽明白教師的問題后，陷入了沉思.

【問題五】為了檢測(cè)上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無沒有這兩種抗性基因的大腸桿菌，將大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖2的菌落.再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后，將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖3的結(jié)果（空圈表示與圖2對(duì)照無菌落的位置）.與圖3空圈相對(duì)應(yīng)的圖2中的菌落表現(xiàn)型是，圖3結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌導(dǎo)入的是.

在學(xué)生對(duì)問題四苦苦思索而不得其解的情況下，拋出問題五，大部分學(xué)生順著題意可以做出來，這個(gè)題解決了，問題四也就迎刃而解了.

教師利用這個(gè)習(xí)題層層設(shè)計(jì)問題，幫助學(xué)生理解了抽象的工具和操作程序，使學(xué)生不僅知其然，而且知其所以然，對(duì)基本概念有了深刻透徹的理解.也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到基因工程實(shí)際操作的復(fù)雜性，無形中對(duì)學(xué)生進(jìn)行了情感教育.課堂上教師的職能只是對(duì)學(xué)生提出問題，搭建平臺(tái)，問題的解決或者是學(xué)生自主思考得出或者是小組合作探究得出，真正發(fā)揮了學(xué)生課堂的主體作用.教師在利用這個(gè)習(xí)題訓(xùn)練時(shí)，可以結(jié)合學(xué)生的整體水平做出取舍，比如重點(diǎn)班可以跳過問題一直接思考問題二，問題五的引出視學(xué)生思考的程度而定.本題也可在高三一輪復(fù)習(xí)中運(yùn)用，以此作為一個(gè)線索進(jìn)行基因工程內(nèi)容的復(fù)習(xí)回顧.