例谈用科技论文命制“基因工程”原创试题
摘要以一道基因工程原创试题的命制为例归纳了取材于科技论文的试题命制程序，并分享了用科技文命题的一些心得体会。
关键词科技论文基因工程原创试题
中图分类号G633.91文献标志码B
基因工程是选修3模块的重难点，该专题涉及遗传与变异的基本生命观念，又是当前生命科学的研究热点，有着丰富的实践研究材料。如果教师以相关科研论文为背景，命制主观题，既能考查学生对基本生命观念的掌握程度，又能训练学生获取信息的能力，培养其分析问题、解决问题的逻辑思维能力，以及通过科学表述将其思维外显化的能力。
1命题原则和程序
《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出命题要依据以下原则：以课程标准中的内容要求和学业质量标准为依据、指向学科核心素养发展水平、考查学生解决问题的能力、确保题目及答案的科学性和规范性。
根据命题原则，笔者归纳总结了取材于科技文的命题基本程序（图1），并据此命制了一道基因工程原创试题。
2原创试题展示
基因敲除是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。科学家常借助基因敲除技术，使特定的基因功能丧失，从而使部分功能被屏蔽，并可进一步对生物体造成影响，进而推测出该基因的生物学功能。来源于λ噬菌体的Red同源重组系统就可用于大肠杆菌等一系列工程菌的基因敲除。
（1）Red同源重组由λ噬菌体的exo、bet、gam3个基因组成，分别编码EXO、BET、GAM3种蛋白质，EXO为双链核酸外切酶，可以结合在双链DNA的末端，从5′向3′降解DNA单链，产生（选填“3′”或“5′”）黏性末端；BET结合在exo外切产生的末端单链上，促进其与受体细胞内正在复制的靶序列进行同源重组，替换靶基因；GAM蛋白能够抑制受体细胞内核酸外切酶活性，进而（选填“抑制”或“促进”）受体细胞对外源DNA的降解。
（2）Red同源重组技术要用到质粒pKD46，该质粒含有温度敏感型的复制起点oriR101，在30℃培养时可以正常复制，而高于37℃时会自动丢失；还有由ParaB启动子调控的exo、bet、gam基因，需要L-阿拉伯糖诱导表达。λ-Red系统介导的基因敲除过程如图1所示。
①首先，要将pKD46导入处于（某种状态）的大肠杆菌，为使pKD46在细菌内正常复制、Red重组酶正常合成，必需满足的培养条件。过程I是用含有青霉素的培养基筛选成功导入了pKD46的大肠杆菌，这说明。
②然后，用PCR技术扩增卡那霉素抗性基因，PCR引物由两部分组成，靠近5′端的区域为的序列，靠近3′端的区域与模板DNA互补，将获得的线性DNA片段导入大肠杆菌，通过同源重组将大肠杆菌基因组DNA上的特定靶基因敲除。
③为筛选出同源重组成功（即靶基因被敲除）的大肠杆菌，过程II所用的培养基必需含有；然后再通过，把质粒pKD46除去。
（3）上述操作使得大肠杆菌基因组DNA上的靶基因被卡那霉素抗性基因取代，若想将卡那霉素抗性基因也清除，需要借助于FLP/FRT位点特异性重组系统。FRT是有方向性的，不同方向FRT位点经重组酶FLP作用结果不同，具体如图2所示。
因此在PCR扩增卡那霉素抗性基因时需在该基因。（填字母）
A.左侧引入一个FRT位点
B.右侧引入一个FRT位点
C.两侧引入两个同向的FRT位点
D.两侧引入两个反向的FRT位点
（4）确定靶基因敲除成功且pKD46除去后，再引入温敏型（温度过高时质粒丧失复制能力）质粒pCP20表达重组酶FLP，表达方式是热启动，请说明使用pCP20质粒的优势：。
参考答案：（1）3′抑制（2）①感受态培养温度为30℃（低于37℃）、培养基中含L-阿拉伯糖实验用大肠杆菌不含青霉素抗性基因，pKD46质粒含有青霉素抗性基因②与靶基因外侧同源（相同）的③卡那霉素在高于37℃的温度下培养（3）C（4）当培养温度提高时，质粒pCP20表达重组酶FLP，同时丧失复制能力，这样可以将大肠杆菌中的抗性基因和质粒pCP20同时除去
3命题程序分析
本次命题的目的是考评学生对于基因工程相关原理和技术的理解和掌握情况。笔者先确定了一个与基因工程相关研究热点——基因编辑，以此为关键词在互联网上搜索到了用于基因编辑的热门、常用工具，如CRISPR/Cas9系统、λ-Red重组系统、FLP/FRT位点特异性重组系统等；再以这些工具系统作为关键词在百度学术中搜索科技论文，从中筛选综述性质的文章。同时，参考新课标中基因工程专题的内容要求，明确试题的基本框架：以基因编辑为切入点，考查基因工程的工具、基本操作程序、基因结构等内容，编制一道综合题目。
筆者从搜索到的科技论文中选择了一篇与试题框架高度匹配的综述性论文——《Red重组系统用于大肠杆菌基因修饰研究进展》作为命题的基本材料，并对论文呈现的内容进行信