基因工程的成果及发展前景

课题

基因工程的成果及发展前景

日期

课时

1

教法

自学与辅导

学法

分析，综合，理论联系实际

教具

挂图

教材分析

重

点

（1） 基因工程在医药卫生方面的重要作用。

（2） 基因工程在农牧业方面取得的成果及前景。

难

点

基因诊断和基因治疗的原理。

考

点

基因工程药品，基因诊断和基因治疗，DNA探针。

教

学

目

标

知识目标

基因工程所取得的成果以及发展前景（知道）。

能力目标

1.初步学会收集和整理生物科学技术信息的能力。

2.通过交流和讨论，培养学生的语言表达能力和信息交流能力。

情感目标

1.激发学生学习生物科学的兴趣。

2.通过介绍我国科学家在基因工程方面取得的成就，激发学生的爱国主义情怀。

教学内容

（一）   基因工程与医药卫生

1．  生产基因工程药品

（1）       用基因工程方法生产的“工程菌”可以高效率地生产出高质量，低成本的药品。

①用大肠杆菌生产的胰岛素：治疗糖尿病的特效药。

②用大肠杆菌及酵母菌生产的干扰素：抗病毒的特效药。其化学本质为糖蛋白。

③乙肝疫苗：将乙肝病毒中的有关基因分离出来，引入细菌的细胞中，再采用发酵的方法，或者引入哺乳动物的细胞中，再采用细胞培养的方法，就能让细菌或哺乳动物的细胞生产出大量的疫苗。

（2）我过自行生产的几种基因工程药品：白细胞介素-2，干扰素，乙肝疫苗。人生长激素等。

2．用于基因诊断和基因治疗

（1）基因诊断：

①概念：用放射性同位素（如32P），荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。

②DNA探针：是单链的。作用是从基因文库中准确地提取出目的基因。由于DNA双链的核苷酸序列是彼此互补的，当DNA分子杂交时首先将双链DNA加热或升高PH值，使双链解开，根据所需的核苷酸序列制成一段与之互补的核苷酸短链，并用同位素标记，即成为探针。用这一探针查基因文库中已变性的DNA 片段，如果有一个DNA片段能和探针片段互补结合而合成双链（分子杂交），说明这一片段即含有所需的基因。

③原理：DNA分子杂交。

④优点：快速简便。

⑤实例：用β-珠蛋白的DNA探针可以检测出镰刀状细胞贫血症，用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出苯丙酮尿症，用白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针，可以用来检测白血病。

（2）基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。目前作到的只是引入外源基因使其表达，以补充缺失的或失去正常功能的酶，而不能作到用正常基因去替换突变的基因。

（二）基因工程与农牧业，食品工业

1．农业方面：

（1）通过基因工程技术获得高产，稳产和具有优良品质的农作物。

（2）用基因工程的方法培育出具有各种抗拟性的作物新品种。如抗虫，抗病毒，抗除草剂，抗盐碱，抗干旱，抗高温等。

2．牧业方面：利用基因工程技术培育具有抗病能力，高产仔率，高产奶率和高质量皮毛的动物等

3．食品工业：开辟新的食物来源。用微生物来生产人类所需要的营养物质。

（三）基因工程与环境保护

1．环境检测：如用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量，特点是快速，灵敏，精确。

2．环境净化：科学家用基因工程的方法培育出了能同时分解四种烃类化合物的“超级细菌”以及“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌，还有能够净化镉污染的植物等。

典型例题

1．（2006广东生物）下列关于基因工程应用的叙述，正确的是

A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交

C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒   D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良

2．（2004天津理综）下列技术依据DNA分子杂交原理的是

A．②③    B．①③    C．③④    D．①④

①用DNA分子探针诊断疾病    　       ② B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的杂交

③快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量    ④目的基因与运载体结合形成重组DNA分子

3．（2000上海综合）糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”。

（1）目前对糖尿病Ⅰ型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是     

A  甲状腺激素    B  胰岛素    C  胰高血糖素    D  性激素

（2）在人体的胰腺内，产生这种激素的细胞群，称为       

（3）这种治疗用的激素过去主要从动物（如猪、牛）中得到。自70年代遗传工程（又称基因工程）发展起来后，人们开始采用这种高新技术生产，其操作的基本过程如下图所示：

①图中的质粒存在于细菌细胞内，从其分子结构看，可确定它是一种       。请根据碱基配对的规律，在连接酶的作用下，把图中甲与乙拼接起来（即重组）并在方框内相应处画出。

②细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒也由一个变成二个，二个变成四个……，质粒的这种增加方式在遗传学上称为          。目的基因通过活动后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素。这是因为基因具有控制           合成的功能。

（4）遗传工程现在已经取得长足的发展，并在许多方面得到应用；不过，在遗传工程发展过程中，也可能出现负面影响。试各举一例加以说明。

【答案】（1）B

（2）胰岛

（3）①DNA（或DNA分子）    图如右图所示：

②半保留复制（复制）    蛋白质

（4）癌症治疗、基因治疗、转基因植物、转基因动物

例如基因治疗：若知某种遗传疾病是由基因引起的，则可通过基因工程的方法，把这种引起疾病的基因去除，换上正常的基因，从而达到治疗的目的，重组的基因可能使细菌、病素发生突变而成为超级细菌、超级病毒；重组基因的生物可能会产生一些难以预测的危害。

教学后记

基因工程的成果及发展前景，应多举一些接近实际生活的例子。