基因工程

教學
過程

教學
內容

 教學手段
和方法

預期
目標

1.創設情境，引入對基因重組技術工具的學習。

2.學習 “分子手術刀”──限制酶。

3.學習“分子縫合針”──dna連接酶。

4.學習“分子運輸車”──基因進入受體細胞的載體。

5.布置作業。

　　師：1973年轉基因微生物──轉基因大腸桿菌問世；1980年第一個轉基因動物──轉基因小鼠誕生；1983年第一例轉基因植物──轉基因煙草出現，實現了一種生物的某些性狀在另一種生物中的表達。

同學們，性狀的表達與我們從前學過的什么過程有關？

生：與基因控制蛋白質的合成有關。

師：假若這是一個dna上的能指導合成某種藥物蛋白的基因（老師用手指出紙條上的該區段），而這是一條煙草的dna（老師拿出另一紙條）。同學們分析，要實現藥物基因在煙草中的表達，提前要做哪些關鍵工作？

生：1. 要將藥物基因切割下來；

2. 要將藥物基因整合到煙草的dna上。

師：同學們說得對！但還應該實際考慮問題，這兩條紙帶所代表的dna是在同一個細胞中嗎？

生：不是。

師：所以這里就存在一個基因轉移的實際問題，誰能具體說一下？

生：就是如何將控制合成藥物的基因轉入煙草細胞的問題。

師：同學們思考的問題，正是科學家們思考的問題。剛才我們所探討的工作，都是在分子水平上進行的，切割也好，連接也好，轉移也好，無一例外。中國有句俗語叫“沒有金剛鉆兒，不攬瓷器活兒”�？茖W家們在實施基因工程之前，苦苦求索，終于找到了實施基因工程的三種“金剛鉆兒”，使基因工程的設想成為了現實。這三種“金剛鉆兒”，一是準確切割dna的工具，“分子手術刀”──限制酶；二是dna片段的連接工具，“分子縫合針”──dna連接酶；三是基因轉移工具，“分子運輸車”──基因進入受體細胞的載體。下面我們就來學習這方面的內容。

師：在進入對限制酶的學習時，你們可能最關心的是這種工具酶到哪里去尋找。我們不妨從以往學過的知識談起，引起思考。自然界中有各種生物，它們所處的環境不是真空。一些生物的dna可能進入另一種生物的細胞中。這種可能，同學們可用什么實例來說明？

生：噬菌體侵染細菌的實驗。

師：那么現今存在的生物為什么沒有在長期的進化過程中被外源dna的入侵而絕滅，仍能保持一種穩定狀態呢？

生：生物體有的有免疫系統，如動物；有的有保護作用的組織、器官，如植物。

師：那么作為單細胞的生物來講，怎么會有那么復雜的結構和系統？它如何來抵抗入侵的外源dna，保護自身呢？

生：只有讓外來的dna失效，才能保護自身。

師：那么怎樣才能讓dna失效？

生：用dna酶，因為在必修課本中學過。

師：用dna酶，那么生物自身的dna不也要失效了嗎？

生：一種特殊的酶，能切割外來的dna，而對自身不切割。

師：根據你們的分析可知，這種酶可能是一種不同于dna酶的、我們還沒有認識的酶。我們討論至此，同學們是否有了從哪里獲得這種酶的意向？

生：到單細胞的生物中去找。

師：科學家的基本意向也和同學們一樣。單細胞生物比多細胞生物更容易受到外源dna的侵入。在長期的進化過程中，使其必須有處理外源dna的酶。科學家們經過不懈的努力，終于從原核生物中分離純化出這種酶，叫做限制酶。迄今已從近300種微生物中分離出4 000種限制酶。這種酶與我們以前知道的dna酶的作用是不同的。請同學們看書，學習限制酶特有的作用。