巧借展板模型 突破“基因工程”難點

汪林靜

摘要 借助展板模型，組織學生對其進行觀察、剪接，化抽象為直觀，有效地突破了教學難點。

關鍵詞 高中生物學教學 基因工程 展板模型

中圖分類號G633.91 文獻標識碼B

“基因工程的工具——酶與載體”是蘇教版高中生物教材選修3第一章第一節“基因工程概述”部分的內容。它是選修3乃至整個選修課本中的重點內容，其地位更是由“課程標準”上的了解層次上升為“考試說明”上的理解層次，在歷年江蘇高考題中出現且所占分值較大。該內容的學習目標是舉例說出基因工程的工具。基因工程屬于生物科技前沿的內容，立足分子水平的研究，較為抽象，給教學目標的達成設置了障礙。筆者嘗試設計展板模型，指導學生利用模型，親自去“切割”和“縫合”DNA片段。

1.認識含目的基因的DNA片段

DNA的相關知識是必修2《遺傳和進化》中的知識點，學生已有一定的知識基礎。教師展示模型（見圖1），要求學生對其進行剪接（剪刀代表限制酶），并提問：（1）抗蟲基因的上游和下游核苷酸序列有什么規律？（2）限制酶破壞的是什么鍵？（3）該片段經ECOR I限制酶切割后產生幾個DNA片段？這些DNA片段末端是黏性末端，還是平末端？

2.認識質粒

質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，并具有自我復制能力的很小的雙鏈DNA分子。質粒是“分子運輸車”，比較抽象，筆者設計了模型（見圖2），以增加學生的感性認識。

在學生自學課本內容后，教師出示質粒模型，要求學生對其進行剪接（剪刀代表限制酶）并提問：（1）質粒作為載體，必須具備哪些條件？（2）標記基因的目的是什么？如果質粒只有一個標記基因，它能否被切割？為什么？如果存在兩個標記基因，情況會怎樣？（3）如果該質粒上只有一個ECOR I限制酶切割位點，那么該質粒被ECOR I限制酶切割后形成幾個DNA片段？質粒上有兩個ECOR I限制酶切割位點，情況會怎樣？

3.體驗基因表達載體的構建

基因表達載體的構建是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。該過程的知識比較抽象，學生理解起來較難。為使該過程直觀、易懂，教師可充分利用模型1和模型2，在對模型1和模型2剪切的基礎上進行組裝（見圖3），并提問：（1）用同種限制酶切割后的末端互補嗎？（2）縫合末端的工具是什么？（3）如果質粒和目的基因接反了（見圖4），會影響目的基因的表達嗎？（4）若該抗性基因為氨芐青霉素抗性基因（不含GAATTC），則一般選擇添加何物質的培養基進行培養？endprint