【文章內容簡介】 A提取出來，經(jīng)過適當?shù)拿盖泻?，走瓊脂糖凝膠電泳，將不同大小的片段分開；第二步，將凝膠上的DNA片段轉移到硝酸纖維素膜上；第三步，用標記了放射性同位素（或生物素）的目的DNA片段作為探針與硝酸纖維素膜上的DNA進行雜交；第四步，將X光底片壓在硝酸纖維素膜上，在暗處使底片感光；第五步，將X光底片沖洗，如果在底片上出現(xiàn)黑色條帶，則表明受體植物染色體DNA上有目的基因。Northern雜交──DNA和RNA分子之間的雜交。它是檢測目的基因是否轉錄出mRNA的方法，具體做法與Southern雜交相同，只是第一步從受體植物中提取的是mRNA而不是DNA，雜交帶的顯現(xiàn)也與Southern雜交相同。Western雜交──蛋白質分子（抗原—抗體）之間的雜交。它是檢測目的基因是否表達出蛋白質的一種方法。具體做法是：第一步，將目的基因在大腸桿菌中表達出蛋白質；第二步，將表達出的蛋白質注射動物進行免疫，產(chǎn)生相應的抗體，并提取出抗體（一抗）；第三步，從轉基因生物中提取蛋白質，走凝膠電泳；第四步，將凝膠中的蛋白轉移到硝酸纖維素膜上；第五步，將抗體（一抗）與硝酸纖維素膜上的蛋白雜交，這時抗體（一抗）與目的基因表達的蛋白（抗原）會特異結合。由于這種抗原—抗體的結合顯示不出條帶，所以加入一種稱為二抗的抗體，它可以與一抗結合，二抗抗體上帶有特殊的標記。如果目的基因表達出了蛋白質，則結果為陽性?！妓伎寂c探究〗，聯(lián)系前面有關細胞器功能的知識，結合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生產(chǎn)人的糖蛋白，可以用大腸桿菌嗎？〖生思考討論回答，師提示〗：有些蛋白質肽鏈上有共價結合的糖鏈，這些糖鏈是在內質網(wǎng)和高爾基復合體上加工完成的，內質網(wǎng)和高爾基復合體存在于真核細胞中，大腸桿菌不存在這兩種細胞器，因此，在大腸桿菌中生產(chǎn)這種糖蛋白是不可能的?！妓伎寂c探究〗。當它的成分異常時，動物有可能患某種疾病，如鐮刀形細胞貧血癥。假如讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的β珠蛋白，想一想，應如何進行設計？〖生思考討論回答，師提示〗：基本操作如下：（1）從小鼠中克隆出β珠蛋白基因的編碼序列（cDNA）。（2）將cDNA前接上在大腸桿菌中可以適用的啟動子，另外加上抗四環(huán)素的基因，構建成一個表達載體。（3）將表達載體導入無四環(huán)素抗性的大腸桿菌中，然后在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。如果表達載體未進入大腸桿菌中，大腸桿菌會因不含有抗四環(huán)素基因而死掉；如果培養(yǎng)基上長出大腸桿菌菌落，則表明β珠蛋白基因已進入其中。（4）培養(yǎng)進入了β珠蛋白基因的大腸桿菌，收集菌體，破碎后從中提取β珠蛋白。 基因工程的應用一、 教學目標。二、教學重點和難點基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應用?；蛑委?。三、教學方法講授法、對話法四、教學課時2五、教學策略?；蚬こ痰膽檬腔蚬こ袒静僮鞒绦虻囊粋€必然結果。如果本節(jié)只作為成果的學習，那么就顯得思維力度不足了。為此，建議加強指導學生收集和處理信息這一環(huán)節(jié)。具體做法如下：無論是學習轉基因植物方面的應用，還是學習轉基因動物方面的應用，乃至轉基因工程菌生產(chǎn)藥物方面的應用，首先必須尋找目的基因。教師可利用表11，指導學生整理課本中提供的信息，填寫此表。這樣做既可以調動學生學習的積極性，也增強了他們分析和處理信息的能力。表11 轉基因生物與目的基因的關系轉基因生物目的基因目的基因從何來抗蟲棉Bt毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌抗真菌立枯絲核菌的煙草幾丁質酶基因和抗毒素合成基因 抗鹽堿和干旱作物調節(jié)細胞滲透壓的基因 耐寒的番茄抗凍蛋白基因魚抗除草劑大豆抗除草劑基因 增強甜味的水果降低乳糖的奶牛 甜味基因腸乳糖酶基因 生產(chǎn)胰島素的工程菌人胰島素基因人指導學生提高處理信息的能力，還可以體現(xiàn)在對教材內容的重組上。例如，我們可以解決當前世界上存在的重大問題作為主題，如以解決“糧食”、“環(huán)境污染”、“能源危機”、“攻克不治之癥”等問題作為主題，讓學生將課文中的知識或學生知道的課外的基因工程應用方面的知識進行重組。這樣的活動不僅培養(yǎng)了學生處理信息的能力，還會使學生感悟到肩負的社會責任，從而激發(fā)用科學技術報效祖國的志向。，建議采用小組討論，師生共同歸納的方法學習。課文中有幾處是學生學習感興趣的知識，但文字說明不多，學生學習有一定難度。例如 “什么叫乳腺生物反應器”、 “什么叫工程菌”、 “什么是基因治療” 等。教師可創(chuàng)設問題情境，讓學生討論，加深用已有知識認識新事物的能力。學生想不到的地方，可由師生共同歸納。例如，學習乳腺生物反應器時，學生提出“給我們講講乳腺生物反應器究竟是怎么回事”。這時教師可提出以下問題，讓學生討論。（1）用動物乳腺作為反應器，生產(chǎn)高價值的蛋白質（如教材中列舉的血清白蛋白、抗凝血酶等）比工廠化生產(chǎn)的優(yōu)越之處有哪些？（2）用基因工程技術實現(xiàn)動物乳腺生物反應器的操作過程是怎樣的？第一個問題，既可以解決乳腺生物反應器的優(yōu)越性問題，而且顯示了社會需求是乳腺生物反應器這一創(chuàng)新成果產(chǎn)生的動力。學生在充分討論和發(fā)表觀點的基礎上，師生共同歸納出乳腺生物反應器的優(yōu)點：①產(chǎn)量高；②質量好；③成本低；④易提取。第二個問題，用基因工程技術實現(xiàn)動物乳腺生物反應器的操作過程與轉基因動物操作過程相同。而不同之處可由教師提出：為了將目標產(chǎn)品在奶中形成，需要使用乳腺組織中特異表達的啟動子，要在編碼目的蛋白質的基因序列前加上乳腺組織中特異表達的啟動子構建成表達載體。操作過程大致歸納為：獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）→構建基因表達載體（在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子）→顯微注射導入哺乳動物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動物→發(fā)育成轉基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個體中，轉入的基因才能表達）。關于工程菌的學習，也可結合基因工程操作程序，予以說明，并結合微生物生長和代謝的特點，說明工程菌生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性。關于基因治療，可結合課文中的具體實例，歸納出大致治療過程。至于是否采用討論方式，可根據(jù)課堂時間而定。如果時間緊，也可采用教師引導學習的方法。六、 答案和提示思考與探究根據(jù)所學內容，試概括寫出基因工程解決了哪些生活、生產(chǎn)中難以解決的問題。提示：基因工程可以生產(chǎn)人類需要的藥物，如胰島素、干擾素等。我們吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的抗蟲棉、抗病毒煙草、抗除草劑大豆等都已進入商品化生產(chǎn)，上述產(chǎn)品有些是常規(guī)方法難以生產(chǎn)的或者生產(chǎn)成本過高。七、 知識拓展?所謂利用微生物生產(chǎn)蛋白質類藥物，是指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(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質類藥物。與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性：（1）利用活細胞作為表達系統(tǒng)，表達效率高，無需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。（2）可以解決傳統(tǒng)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需用的胰島素需要從40頭?；?0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(fā)酵液得到100 g胰島素，相當于從1 000 kg豬胰臟中提取的量。又如，生長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素。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要從動物或人體上獲取原料。（3）降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)人員和管理人員。，為什么使用病毒外殼蛋白基因可以抗病毒侵染？關于病毒外殼蛋白（coat protein，CP）基因導入植物后的抗病毒機理，目前有幾種假說。一種假說認為：CP基因在植物細胞內表達積累后，當入侵的病毒裸露核酸進入植物細胞后，會立即被這些外殼蛋白重新包裹，從而阻止病毒核酸分子的復制和翻譯。另一種假說認為：植物細胞內積累的病毒外殼蛋白會抑制病毒脫除外殼，使病毒核酸分子不能釋放出來。然而最近的研究表明，如果將病毒的外殼蛋白的AUG起始密碼缺失，使之不能被翻譯，或者將外殼蛋白基因變成反義RNA基因，整合到植物細胞染色體上，轉基因植物則有很好的抗性。因此，有人認為抗性機理不是外殼蛋白在起作用，而是CP基因轉錄出RNA后，與入侵病毒RNA之間的相互作用起到了抗性作用。利用CP介導的抗病毒性還存在一些問題：①轉基因植物對病毒的抗性有局限性，僅限于特定的病毒（被使用CP基因的病毒）或密切相關的病毒；②轉基因植物大多數(shù)只是發(fā)病延緩，一般為兩周，并非根治；③潛在著植物表達的外殼蛋白包被與另一種病毒形成新的雜合病毒的危險。 蛋白