安徽 王 米 赵 琴

自2016 年起，安徽、陕西、福建、广东、重庆等省市高考不再采取自主命题的方式，而是所有科目均由教育部统一命题，开始统一使用全国卷Ⅰ。2016 — 2019 年高考全国卷Ⅰ生物部分选修3《现代生物科技专题》考查的内容均是基因工程的相关知识，现笔者对近几年基因工程的高考真题加以归纳总结，为新一轮的高考复习提出备考建议。

一、2019 年《考试大纲》关于基因工程的要求（见下表）

基因工程的方法和技术已经渗透到现代生命科学的各个分支领域，成为生命科学的一门核心技术，它不仅是社会关注的热点，也是高考的热点和难点。现笔者对近四年高考全国卷Ⅰ基因工程考查的有关内容总结如下。

二、基因工程考查角度

1.对载体及受体细胞的考查

【例1】（2016 年，全国卷Ⅰ，第40 题节选）（题干略）

（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA 复制所需的原料来自于___________。

【答案】受体细胞

【例2】（2017 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（2）若用家蚕作为表达基因A 的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________作为载体，其原因是__________________________。

【答案】噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕

【例3】（2018 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（2）在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是____________。

【答案】细菌

【总结】基因工程中常用的载体是质粒、λ 噬菌体的衍生物和动植物病毒，其中最常用的是质粒。病毒之所以能作为载体，与目的基因重组进入受体细胞，是利用它们的自然侵染性。正常情况下噬菌体侵染的宿主细胞是细菌，动物病毒侵染的是动物细胞，植物病毒侵染的是植物细胞。但天然的病毒不一定能满足作为载体的必备条件，所以基因工程使用的一般是改造后的载体。受体细胞若是动物（如家蚕），则一般选择改造后的动物病毒（如昆虫病毒）。质粒的受体细胞可以是动物、植物、微生物，所以也是最常用的载体。

2.对基因工程科学史的考查

【例4】（2017 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA 是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是________________________。

【答案】DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

【例5】（2018 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（1）博耶（H.Boyer）和科恩（S.Cohen）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_________________（答出两点即可）。

【答案】体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达

【总结】这部分内容位于人教版教材选修3《现代生物科技专题》第2 页和第3 页，属于基因工程发展科学史的内容。2016 年《考试大纲》中指出“关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件”，2017 年调整为“关注对科学、技术和社会发展有重大影响的、与生命科学相关的突出成就及热点问题”并沿用至今。例4、例5 为考查“与生命科学相关的突出成就”，其中一个重要导向是能让学生体验科学家的思维过程，提升了学生的思维能力。

3.对含重组质粒受体菌筛选的考查

【例6】（2016 年，全国卷Ⅰ，第40 题节选）（题干略）

（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_________________；并且_________________和_________________的细胞也是不能区分的，其原因是_________________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有_________________的固体培养基。

【答案】二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒（或含有重组质粒）二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素

【总结】基因工程中如何利用标记基因进行筛选，尤其是如何筛选出含空质粒和含重组质粒的受体菌，会让很多考生对此存在疑惑。用双标记基因要比一个标记基因有优势，空质粒两个标记基因都未破坏，而重组质粒由于目的基因的插入，一个标记基因被破坏，另外一个标记基因完整未被破坏，这样含空质粒和重组质粒的受体菌就能被快速地筛选出来。部分同学们担心当含重组质粒的受体菌筛选出来之后，菌落已经不存在了，这时教师可以介绍影印法（或盖章）找到活的含重组质粒的菌体的方法。

4.对目的基因检测和鉴定方法的考查

【例7】（2017 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（4）若要检测基因A 是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_________________（填“蛋白A 的基因”或“蛋白A 的抗体”）。

【答案】蛋白A 的抗体

【总结】这道试题学生还是很容易就能选择对的，如果把选项改成“‘蛋白A 的抗体’或‘蛋白A 的抗原’”，则试题难度就会稍大一点，学生比较容易混淆。蛋白A 的抗体是如何获取的呢？实际上是把正常的蛋白A 作为抗原注射到实验动物体内进行免疫，产生相应的蛋白A 的抗体，并提取出来作为检测物质。从转基因生物内提取总蛋白质时，如果这些总蛋白内有蛋白A，就会出现杂交带，反之则没有。

5.对PCR 原理及技术的考查

【例8】（2019 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括______和_____。

（2）生物体细胞内的DNA 复制开始时，解开DNA 双链的酶是__________。在体外利用PCR 技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA 解链为单链的条件是_________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA 双链分子中的_________。

【答案】（1）基因组文库 cDNA 文库（2）解旋酶 加热至90～95℃ 氢键

【总结】模板DNA 解链为单链的条件个别学生可能回答得不够准确，其余填空对于成绩中等的学生而言，应该是没有问题的。该题注重对PCR 基本原理的考查，并将体外复制与体内DNA 复制作比较，寻找共同点，考查学生的综合分析能力。由于选修教材内容和必修教材内容是紧密联系的，备考时教师还应加强考生的学科内综合能力的培养。

6.对考生语言组织能力的考查

【例9】（2017 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是___________________________________________。

【答案】基因A 有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA 序列不能被切除，无法表达出蛋白A

【例10】（2019 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（3）目前在PCR 反应中使用Taq 酶而不使用大肠杆菌DNA 聚合酶的主要原因是___________________。

【答案】Taq 酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA 聚合酶在高温下会失活

【总结】高考全国卷Ⅰ生物部分对学生语言表达能力的要求一直很高，有的学生理解题意，但难以用语言表达答案或者表述得不够准确，比如例10，很多学生只回答出答案的前半句“Taq 酶热稳定性高”，而对于大肠杆菌DNA 聚合酶为什么不适合用就忽略解释了，所以教师在日常教学中更要训练学生规范答题。

7.对考生综合运用能力的考查

【例11】（2018 年，全国卷Ⅰ，第38 题节选）（题干略）

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用_____________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加_____________的抑制剂。

【答案】蛋白酶缺陷型 蛋白酶

【总结】学生在审题时，一定要提取题干中的有效信息“为防止蛋白质被降解”，还要结合基础知识（蛋白酶能够降解蛋白质）才有可能正确作答，第一空学生答“没有蛋白酶基因”的居多，这部分学生没有考虑到细胞中也有可能具有蛋白酶基因，但在基因转录或翻译过程中受阻，这样的细胞也不能产生蛋白酶，所以最终只要不会产生蛋白酶就可以，从结果出发回答这道题会更准确、规范。

三、备考策略

1.注重基础知识的内涵，加强基因工程基础知识的教学

高三备考要以《考试大纲》为准，紧盯教材，谨慎“刷题”，注重对教材中基本概念、原理、操作步骤、应用等的理解，注重知识间的内在联系，强调知识间横向和纵向的比较，以专题的形式进行复习，让学生自己主动构建知识网络，强调核心概念、生物学思想和研究方法的构建和提升。

2.把握好基础知识的外延

在掌握教材基础知识的基础上，教师应该做适当的补充，以此培养学生的语言表达和组织能力。例如（1）PCR 技术为什么可以用于提取目的基因？（2）PCR 所需要的原料就是普通的四种脱氧核苷酸吗？（3）PCR 反应体系为何不加ATP？此时教师可补充出dNTP：脱氧核苷三磷酸，包括dATP、dCTP、dGTP、dTTP。（“d”代表“脱氧”；“N”代表“四种碱基”；“T”代表“三个”；“P”代表“磷酸”），四种脱氧核苷三磷酸是不消耗ATP 活化的脱氧核苷酸。dNTP 水解时可以释放能量，这样学生就会理解得更为深刻，与体内DNA 的复制也能很好地区分开。

3.强调规范答题，重视学生语言表达能力

规范答题是得分的重要条件，教师应时刻引导学生规范作答，着力培养学生的语言表达能力。如2016 年全国卷Ⅰ第40 题（1）要尽量用教材上的原话来回答，简单明了。2019 年全国卷Ⅰ第38 题（3）问，答题时要做到层次清晰、尽量用生物学术语来回答，力求准确、全面。在不离题和不影响科学性的前提下，可用括号补充，如部分基因文库（cDNA 文库）。

4.注重与必修教材的联系

通过某些试题可以看出基因工程专题不是独立存在的，它是必修2 第六章第二节“基因工程及其应用”的深化，与必修教材中基因的本质（DNA 分子的结构及复制）、基因的表达等有着很大的联系。在复习基因工程时教师可以结合必修教材内容加以拓展、比较、总结。如复习限制酶和DNA 连接酶时，会涉及磷酸二酯键的问题，此时教师可抛出问题“与磷酸二酯键有关的酶，你能想到哪些？”，先引导学生联想到中心法则，了解中心法则的整个过程除了翻译过程与磷酸二酯键没有关系，其余生理过程均与磷酸二酯键有关，再想到各种生理过程需要的酶，提出除DNA 复制过程中的解旋酶外，其余生理过程需要的酶均与磷酸二酯键有关。再接着引导学生理解磷酸二酯键形成和断裂的实质，核苷酸是核酸的单体，在形成核酸多聚体的时候形成磷酸二酯键，或两个或若干个核酸片段拼接成一个核酸的时候形成磷酸二酯键，反之，磷酸二酯键的断裂同样如此等，然后再引导学生联想到必修教材中肺炎双球菌的体外转化实验中如何破坏DNA，由此联想到DNA 酶与磷酸二酯键有关，再进一步引导学生联想以前做过的高考题“2017 年全国卷Ⅱ第38 题第（1）问：提取RNA 时，提取液中需添加RNA 酶抑制剂，其目的是________。”，想到RNA 酶也与磷酸二酯键有关。这样结合必修教材内容、高考题等对这部分的内容进行了很好的归纳、拓展和深化，有助于学生加深理解和记忆。