由一道高考題說起

考題再現(xiàn)：(2009年安徽省高考30(5))紫花中的紫色物質(zhì)是一種天然的優(yōu)質(zhì)色素，但由于B基因表達(dá)的酶較少，紫色物質(zhì)含量較低。設(shè)想通過基因工程技術(shù)，采用重組的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)移一段DNA進(jìn)入細(xì)胞，并且整合到染色體上，以促進(jìn)B基因在花瓣細(xì)胞中的表達(dá)，提高紫色物質(zhì)含量。

圖1是一個(gè)已插入外源DNA片段的重組Ti質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)模式圖，請?zhí)畛鰳?biāo)號(hào)所示結(jié)構(gòu)的名稱：

①________；②________；③________。

答案：①T-DNA②標(biāo)記基因③復(fù)制原點(diǎn)

分析：本題是對選修3教材(人教版P11)圖1-10基因表達(dá)載體模式圖的考查，難度不大。但從學(xué)生反饋來看該3空得分并不高。為什么基礎(chǔ)題卻失分了呢?糾其原因有：①輕視教材內(nèi)容；②對插圖等信息理解不到位；③不注意對知識(shí)進(jìn)行思考與歸納。如何避免基礎(chǔ)題失分再次發(fā)生?

在教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)質(zhì)疑，學(xué)會(huì)思考與歸納。在處理該圖時(shí)，教師可通過創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生思考?xì)w納，最后補(bǔ)充總結(jié)的方法，使學(xué)生對該插圖的理解深刻，高考中失分率很低。

創(chuàng)設(shè)問題1：基因表達(dá)載體的一般結(jié)構(gòu)包括哪些部分(圖2)?

教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真讀圖，并使學(xué)生進(jìn)行嘗試總結(jié)。

學(xué)生總結(jié)：基因表達(dá)載體是由：目的基因(插入基因)、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因(抗生素基因)等組成。

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：這些結(jié)構(gòu)的作用是什么呢?

學(xué)生思考，最后教師總結(jié)。

啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端。啟動(dòng)子是復(fù)制原點(diǎn)附近的一段DNA，它和特定的物質(zhì)(如激素)作用后，通過一系列復(fù)雜的正反饋機(jī)制，激活復(fù)制原點(diǎn)(復(fù)制原點(diǎn)通常被某些酶結(jié)合而不易解旋)。

終止子：位于基因的尾端，也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段；終止子相當(dāng)于一盞紅色信號(hào)燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來。

復(fù)制原點(diǎn)處的A和T特別多，相對氫鍵少，不穩(wěn)定，DNA容易解旋，因此易與引物結(jié)合，成為轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)或復(fù)制的起點(diǎn)。

圖2中的抗生素基因作為其標(biāo)記基因。標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。標(biāo)記基因又稱報(bào)告基因，抗生素基因是其中的一種。2009年安徽省高考和廣東省理科基礎(chǔ)卷中都涉及到“綠色熒光蛋白基因”，該基因是從海洋生物水母體內(nèi)的一種發(fā)光蛋白，經(jīng)過改造后用做標(biāo)記基因，基因產(chǎn)物在藍(lán)色光或紫色光下可見綠色熒光，是最新發(fā)展起來的標(biāo)記基因。有時(shí)將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個(gè)融合基因，追蹤表達(dá)產(chǎn)物的分布。

創(chuàng)設(shè)問題2：基因表達(dá)載體中的啟動(dòng)子與終止子是目的基因帶來的?還是質(zhì)粒上本來有的?

教師可提示學(xué)生從可結(jié)合目的基因的來源進(jìn)行分析思考。

學(xué)生思考并嘗試回答，最后教師總結(jié)。

如果目的基因是通過分離獲得的，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，就不需要在目的基因前連上特定的啟動(dòng)子與終止子，因?yàn)槟康幕虮旧硪押袉?dòng)子與終止子。

如果目的基因是通過人工方法合成的，或通過cDNA文庫獲得的目的基因是不含啟動(dòng)子和終止子的，只是把基因的編碼序列導(dǎo)入到受體生物中，目的基因中無啟動(dòng)子與終止子。因此，在基因表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)，因質(zhì)粒上不含有目的基因的啟動(dòng)子、終止子，所以需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動(dòng)子、終止子。

可見啟動(dòng)子與終止子上有屬于目的基因本身結(jié)構(gòu)，也有另加上的，因此不是質(zhì)粒上固有的。

教師創(chuàng)設(shè)問題3：標(biāo)記基因從哪來的?

教師提示：是運(yùn)載體本身固有的?還是添加上?可從作為運(yùn)載體具有的特點(diǎn)進(jìn)行思考。

學(xué)生總結(jié)：作為運(yùn)載體必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接；具有某些標(biāo)記基因，便干講行篩詵。根據(jù)此分析可知；標(biāo)記基因是質(zhì)粒上固有的。

教師補(bǔ)充：質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體，它存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。但在實(shí)踐中由于構(gòu)建載體的目的不同，需要的標(biāo)記基因也會(huì)不同，有的標(biāo)記基因是需要另外加上的，如綠色熒光蛋白基因與目的基因做成融合基因，根據(jù)熒光蛋白的特性來確定目的基因表達(dá)的產(chǎn)物存在于細(xì)胞的什么部位。如2009年安徽省高考第4題：將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個(gè)融合基因。

在2010年的高考備考中，教師應(yīng)圍繞培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成勤于思考善于總結(jié)的習(xí)慣、加強(qiáng)對教材的研讀、注重引導(dǎo)學(xué)生對教材圖形的有效處理，才會(huì)避免類似的情況再次發(fā)生。