第六章第2節 基因工程及其應用

 （三）合作探究、精講點撥。
探究一：基因工程的原理
教師利用“問題探討”，提出問題，組織學生討論、交流看法。
•為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上？
•推測這種“嫁接”怎樣才能實現？
•這種“嫁接”對品種的改良有什么意義？
【問1】雜交育種有哪些局限性？人類是否可以按照自己的意愿直接定向改變生物。
“你的想法很好，可是用什么樣的方法才能實現你的設想呢？”
用類比的方法引導學生思考基因工程的大致步驟和所需要的工具：剪刀、針線、運載體等。并用問題啟發學生：“你能想像這種剪刀加漿糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其難度會有多大嗎？”下面以ecori為例，構建重組dna分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的道理。
教師交代清楚ecor i是已發現的500多種限制性內切酶中的一種，它是一種從細菌中發現的能在特定位置上切割dna分子的酶。它的特殊性在于，它在dna分子內部“下剪刀”，專門識別dna分子中含有的“gaattc”這樣的序列，一旦找到就從g和a之間剪斷（參考教科書插圖6-3）。
用同一種限制性內切酶切割后的dna片斷其末端可以用連接酶來縫合（參考教科書插圖6-4）。這樣“剪切拼接”就可以形成重組的dna分子。
將學生分成4個人一組，發給所需材料，可將構建模型的文字指導（參見選修3《現代生物科技專題》p.6“重組dna分子的模擬操作”），復印后發給各組。
教師提出問題：
1.在制作模型時用到的工具（剪刀和不干膠）各代表什么？比較剪切后的dna片斷的末端切片，你發現有什么特點呢？
2.回顧在模型構建過程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“產品”，你對重組dna的操作有什么新的理解？
教師啟發學生思考重組后的dna分子還需要特殊的搬運工具運載到受體細胞（如大腸桿菌、動植物細胞）中。
教師用圖片或課件動畫展示質粒的結構及特點。（教科書圖6-5）
•細胞擬核之外的小的環狀dna分子。
•借宿于細菌、霉菌、酵母菌等細胞里，對細胞的正常生活幾乎沒有影響。
•能夠自主復制。
•可以容易地從細胞中取出或放入。
這些特點使它能夠勝任運載體的工作，攜帶目的基因進入細胞。
教師用多媒體課件或與教科書插圖6-6類似的示意圖，簡要歸納基因工程操作的基本步驟和大致過程。
啟發學生思考：想像科學家在分子水平上進行這一操作的精確性。
多媒體展示探究思考題。
1.基因工程育種與雜交育種、誘變育種相比，主要優點是什么？其原理是什么？
2.限制酶有什么特點？
3.如果用同一種限制酶切割不同的dna，產生的黏性末端的堿基之間有什么關系？
4.目的基因能否直接導入受體細胞？
5.切割運載體和目的基因往往是用同一種限制酶還是兩種？為什么？
6.受體細胞有哪些？
7.基因工程的操作步驟？
探究二：基因工程的應用
教師： 首先請各小組匯報課前收集到的有關基因工程應用的事例資料。
學生分組匯報并交流課前收集資料的情況。
學生1：基因工程在農業上的應用主要表現在兩方面：
（1）通過基因工程技術獲得高產、穩產和具有優良品質的農作物。
（2）用基因工程的方法可培育出具有各種抗逆性的作物新品種�，F在已培育出一批分別具有抗病、抗蟲、抗除草劑、抗鹽堿、抗病毒、抗干旱等性狀的轉基因農作物。1996至xx年的短短五年，全球轉基因作物從170×104hm2發展到4420×104hm2，其推廣速度使前所未有的……。