基因工程的應用 教案
疏導引導1.植物基因工程的成果
植物基因工程的成果都是由兩方面組成:一是外源基因來源;二是外源基因的表達成果。雖然教材內容繁多,雜亂無章,但是我們在掌握時只要抓住植物基因工程的外源基因是什么,該基因是通過基因工程技術導入植物細胞,使其表達,產生人們所需要的產品,如抗蟲轉基因植物的外源基因是殺蟲基因。外源基因還有bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。成果是抗蟲棉等。
2.動物基因工程的成果
動物基因工程的成果也是由兩方面組成:一是外源基因,如生長激素基因、腸乳糖酶基因、藥用蛋白基因、抗原決定基因等;二是外源基因在動物體內的表達成果,如動物生長速率加快、轉基因鯉魚、乳房生物反應器、沒有免疫反應的克隆豬器官。
3.基因工程藥品
利用基因工程培育“工程菌”來生產藥品,是基因工程的低成本高效益的工程產業,可以通過轉基因培育的工程菌生產人胰島素、細胞因子、抗體、疫苗、激素、白細胞介素、干擾素等。
4.利用微生物生產藥物的優越性
所謂利用微生物生產蛋白質類藥物,是將人們需要的某種蛋白質的編碼基因構建成表達載體后導入微生物,然后利用微生物發酵來生產蛋白質類藥物。與傳統的制藥相比,它有以下優越性:
(1)利用活細胞作為表達系統,表達效率高,無需大型裝置和大面積廠房就可以生產出大量藥品。
(2)可以解決傳統制藥中原料來源的不足。例如,胰島素是治療糖尿病患者的藥物,一名糖尿病患者每年所需的胰島素需要從40頭牛或50頭豬的胰臟中才能提取到。1978年科學家用2 000 l大腸桿菌發酵液得到了100 g胰島素,相當于從1 000 kg豬胰臟中提取的量。又如,生長激素是治療侏儒癥患者的藥物,治療一名侏儒癥患者每年需要從80具尸體的腦下垂體中提取生長激素。利用基因工程菌發酵生產就不需要從動物或人體上獲取原料。
(3)降低生產成本,減少生產人員和管理人員。
活學巧用
【例1】 用現代生物技術培育生物新品種,其優越性在于 …( )
a.克隆技術可以快速繁育優良性狀的家畜
b.現代轉基因技術可迅速改變生物的基因組成
c.現代生物技術迅速使新品種形成群落
d.現代生物技術可克服遠源雜交不親和的障礙
解題提示:群落是在一定自然區域內,相互之間具有直接和間接關系的各種生物的總和。解決該類題目的規律:基因工程是在兩個物種之間轉移基因,克服兩物種之間由于生殖隔離不能進行基因交流的障礙。
答案:abd
【例2】 下列實例中,涉及基因重組的是( )
a.我國著名育種專家袁隆平利用雜交技術培育出超級水稻品種
b.英國科學家利用細胞核移植技術克隆出小綿羊
c.荷蘭科學家將人乳高鐵蛋白基因移植到牛體內并獲得成功
d.乘宇宙飛船上過太空的辣椒種子結出的果實較平常的大一倍以上
解題提示:袁隆平培育出的超級水稻品種是利用雜交技術,根據基因重組原理培育成功的,故a對。c項為基因工程的產物,基因工程也是利用基因重組原理,把一種生物的基因轉移到另一種生物體內,定向地改造生物的遺傳性狀,即把不同種生物的基因組合在一起,并得以表達的過程,故c對。b項克隆小綿羊的產生是無性生殖的過程,無基因重組現象。太空育種是利用基因突變原理,故b、d錯。解決該類題目的規律:基因重組有兩種類型:一是有性生殖過程中非等位基因的重新組合;二是dna拼接技術即基因工程。
答案:ac