第一篇：淺談基因工程在食品領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

07食品科學(xué)與工程二班

史養(yǎng)棟

20070940079 淺談基因工程在食品領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

摘要：21世紀(jì)是生物技術(shù)的世紀(jì)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為生物技術(shù)的核心，在解決當(dāng)今世界所面臨的一系列重大的問(wèn)題上發(fā)揮愈加顯著的作用。這是一個(gè)新興獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域，必將成為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高科技領(lǐng)域和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。而基因工程在食品各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與研究更是被各國(guó)提上議程！

The 21st century is the century of biotechnology.Transgenic technology as the core of biotechnology in addressing today's world faces a series of major issues increasingly play a significant role.This is a new stand-alone technology, will become the 21st century and the most promising high-tech sector and the national economy of the pillar industries.And genetic engineering in food applications within various fields and research has also been put on the agenda of the world.關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因食品、基因工程、食品類(lèi)型、食品的功能改良與貯存保鮮 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，人民的物質(zhì)文化需求越來(lái)越高。始終圍繞著“提高人口素質(zhì)”的主題來(lái)發(fā)展，這是當(dāng)前社會(huì)和時(shí)代的必然趨勢(shì)。而“民以食為天”這一條亙古不變的道理就像一根無(wú)形的指揮棒指導(dǎo)者科技工作者朝著這方面努力探求新知。在食品領(lǐng)域內(nèi)涌現(xiàn)出了一個(gè)又一個(gè)的奇葩，其中基因工程功不可沒(méi)!下面詳細(xì)介紹一下基因工程在各個(gè)食品領(lǐng)域內(nèi)的突破與應(yīng)用。

1.基因工程在三大類(lèi)食品領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用 1.1基因工程在蛋白質(zhì)類(lèi)食品中的相關(guān)應(yīng)用

蛋白質(zhì)是人類(lèi)賴(lài)以生存的營(yíng)養(yǎng)素之一，植物是人類(lèi)的主要蛋白供應(yīng)源，蛋白原料中有65%來(lái)自植物。與動(dòng)物蛋白相比，植物蛋白的生產(chǎn)成本低，而且便于運(yùn)輸和貯藏，然而其營(yíng)養(yǎng)也較低。谷類(lèi)蛋白質(zhì)中賴(lài)氨酸(Lys)和色氨酸(Trp),豆類(lèi)蛋白質(zhì)中蛋氨酸(Met)和半光氨酸(Cys)等一些人類(lèi)所必需的氨基酸含量較低。通過(guò)采用基因?qū)爰夹g(shù)，即通過(guò)把人工合成基因、同源基因或異源基因?qū)胫参锛?xì)胞的途徑，可獲得高產(chǎn)蛋白質(zhì)的作物或高產(chǎn)氨基酸的作物。

Yang等合成了一個(gè)292個(gè)by的能編碼高含量必需氨基酸DNA(high essential amina acid ecoding DNA)，再把HEAAC-DNA導(dǎo)入馬鈴薯細(xì)胞中去，該基因在馬鈴薯細(xì)胞中能表達(dá)，表達(dá)水平為HEAA蛋白占總蛋白的0.35%。1990年Clercq等用Met密碼子序列取代了擬南芥菜2s白蛋白的可復(fù)區(qū)域，所獲得的轉(zhuǎn)基因擬南芥菜可生產(chǎn)富含Met的2s白蛋白。這些工作說(shuō)明通過(guò)導(dǎo)入人工合成基因來(lái)修飾編碼蛋白質(zhì)的基因序列，來(lái)提高蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量是可行的。

植物體中有一些含量較低，但氨基酸組成卻十分合理的蛋白質(zhì)，如果能把編碼這些蛋白質(zhì)的基因分離出來(lái)，并重復(fù)導(dǎo)入同種植物中去使其過(guò)量表達(dá)，理論上就可以大大提高蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。小麥中有一富含賴(lài)氨酸((Lys)的蛋白質(zhì)，在其270位到370位區(qū)間有富含賴(lài)氨酸((Lys)的片斷，Singh在1993年成功地克隆了編碼該蛋白質(zhì)的。DNA，并把該基因確定為小麥蛋白質(zhì)工程的內(nèi)源目的基因。目前同源基因的研究工作尚停留在目的基因的分離和監(jiān)定階段。

異源基因是指從分類(lèi)學(xué)關(guān)系較遠(yuǎn)的植物中分離獲得的目的基因。巴西豆BN2s白蛋白富含Met(18%)和Cys(8%), Altenabch在1991年把巴西豆編碼BN2s白蛋白的基因轉(zhuǎn)移到煙草和油菜中去，發(fā)現(xiàn)BN2 s基因在轉(zhuǎn)基因煙草中和油萊中能很好地表達(dá)，表達(dá)水平達(dá)8%。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建嵌合基因的起動(dòng)子的種類(lèi)會(huì)影響到BN2 s基因的表達(dá)水平。

1.2基因工程在油脂類(lèi)食品方面的應(yīng)用

人類(lèi)日常生活及飲食所需的油脂高達(dá)70%來(lái)自植物。高等植物體內(nèi)脂肪酸的合成由脂肪合成酶(FAS)的多酶體系控制，因而改變FAS的組成就可以改變脂肪酸的鏈長(zhǎng)和飽和度，以獲得高品質(zhì)、安全及營(yíng)養(yǎng)均衡的植物油。目前，控制脂肪酸鏈長(zhǎng)的幾個(gè)酶的基因和控制飽和度的一些酶的基因已被克隆成功，并用于研究改善脂肪的品質(zhì)。如通過(guò)導(dǎo)入硬脂酸-ACP脫氫酶的反義基因，可使轉(zhuǎn)基因油菜種子中硬脂酸的含量從2%增加到40%。而將硬脂酞CoA脫飽和酶基因?qū)胱魑锖?，可使轉(zhuǎn)基因作物中的飽和脂肪酸(軟脂酸、硬脂酸)的含量有所下降，而不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸)的含量則明顯增加，其中油酸的含量可增加7倍。除了改變油脂分子的不飽和度外，基因工程技術(shù)在改良脂肪酸的鏈長(zhǎng)上也取得了實(shí)效。事實(shí)上，高油酸含量的轉(zhuǎn)基因大豆及高月桂酸含量的轉(zhuǎn)基因油料作物芥花菜(Canola)在美國(guó)已經(jīng)成為商品化生產(chǎn)的基因工程油料作物品種。

1.3基因工程在碳水化合物類(lèi)食品方面的應(yīng)用

利用基因工程來(lái)調(diào)節(jié)淀粉合成過(guò)程中特定酶的含量或幾種酶之間的比例，從而達(dá)到增加淀粉含量或獲得獨(dú)特性質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)良的新型淀粉。高等植物體內(nèi)涉及淀粉生物合成的關(guān)鍵性酶類(lèi)主要有:ADP葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGlcpyrophosphorylase, AGPP),淀粉合成酶(Starchsynthase,SS)和淀粉分支酶(Starchbranchingenzyme, SBE)，其中淀粉合成酶又包括顆粒凝結(jié)型淀粉合成酶(Granule-boundstarch synthase, GBSS)和可溶性淀粉合成酶(Solublestarch synthase, SSS)。

淀粉含量的增加或減少，對(duì)作物而言，都有其利用價(jià)值。增加淀粉含量，就可能增加干物質(zhì)，使其具有更高的商業(yè)價(jià)值。減少淀粉含量，減少淀粉合成的碳流，可生成其它貯存物質(zhì)，如貯存蛋白的積累增加。目前，在增加或減少淀粉含量的研究方面都有成功的報(bào)道。Stark等人利用突變的大腸桿菌菌株618來(lái)源的AGPP基因和CMV35啟動(dòng)子構(gòu)建了一個(gè)嵌合基因，并把此基因?qū)霟煵荨⒎押婉R鈴薯中去，結(jié)果得到極少的轉(zhuǎn)達(dá)基因植物，表明AGPP基因的組成性表達(dá)對(duì)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育是有害的，它很可能改變了植物不同組織之間源庫(kù)與沉積的關(guān)系。后來(lái)改用塊莖特異表達(dá)的Patatin基因的啟動(dòng)子來(lái)構(gòu)建嵌合基因，就得到了相當(dāng)多的馬鈴薯，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯塊莖中淀粉的含量比傳統(tǒng)的馬鈴薯提高了35%。在減少淀粉含量方面，Mulle:等人利用含有不同啟動(dòng)子和反向連接的AGPP大或小亞基cDNA的融合基因構(gòu)建表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化馬鈴薯。在35S加上反向連接的AGPP大亞基。DNA的融合基因轉(zhuǎn)化植株中，葉片的AGPP活性?xún)H為野生型的5%--30%，塊莖中A GPP活性降得更低，活性?xún)H為野生型的2%。分析轉(zhuǎn)化植株淀粉含量，結(jié)果表明轉(zhuǎn)化植株塊莖淀粉含量?jī)H為野生型的5%一3.5%。伴隨這淀粉含量的下降，轉(zhuǎn)化植株細(xì)胞內(nèi)可溶性糖顯著升高，蔗糖和葡萄糖分別占?jí)K莖干重的30%和8%。在已有的改變淀粉含量的研究之中，多數(shù)是針對(duì)AGPP的，反映出AGPP在控制淀粉合成速率方面的重要性。

對(duì)動(dòng)物類(lèi)食品原料的基因改造研究遠(yuǎn)不如植物類(lèi)那樣普及，但也取得了很大的進(jìn)展。其研究?jī)?nèi)容主要集中在改良家畜、家禽的經(jīng)濟(jì)性狀和通過(guò)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)行藥物或蛋白的生產(chǎn)等幾個(gè)方面。繼1980年Cordon等人用顯微注射法育成帶有人胸腺游酶基因片斷的轉(zhuǎn)基因小鼠,1982年P(guān)almiter等人將人的生長(zhǎng)素基因?qū)胄∈笫芫延沙?jí)轉(zhuǎn)基因“碩鼠”，新型“碩鼠”比普通小鼠生長(zhǎng)速度快2.4倍，體型大1倍?，F(xiàn)已獲得轉(zhuǎn)基因兔、轉(zhuǎn)基因羊，轉(zhuǎn)基因豬、轉(zhuǎn)基因牛和轉(zhuǎn)基因雞等多種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。如美國(guó)伊利諾斯大學(xué)研究出一種帶有牛基因的豬，這種轉(zhuǎn)基因豬生長(zhǎng)快，個(gè)體大，瘦肉率高，飼料利用率高，可望給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)效益;梁利群等克隆子大馬哈魚(yú)的生長(zhǎng)激素因子，在體外經(jīng)過(guò)和鯉魚(yú)的MT啟動(dòng)子基因重組，導(dǎo)入黑龍江野鯉，選育出了“超級(jí)鯉”。另外，在提高奶牛產(chǎn)奶量和食用動(dòng)物的脂肪與瘦肉的構(gòu)成都取得了一定的成績(jī)。

2.基因工程在食品功能改良與儲(chǔ)存保鮮領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

2.1基因工程在改良果蔬采收后品質(zhì)增加其貯藏保鮮性能方面的應(yīng)用

隨著對(duì)番茄、香蕉、蘋(píng)果、菠菜等果蔬成熟及軟化機(jī)理的深入研究和基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展，使通過(guò)基因工程的方法直接生產(chǎn)耐儲(chǔ)藏果蔬成為可能。事實(shí)上，現(xiàn)在無(wú)論在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)都已經(jīng)有了商品化的轉(zhuǎn)基因番茄。促進(jìn)果實(shí)和器官衰老是乙烯最主要的生理功能。在果實(shí)中乙烯生物合成的關(guān)鍵酶主要是乙烯的直接前體—l-氨基環(huán)丙烷一1-梭酸合成酶(ACC合成酶)和ACC氧化酶。在果實(shí)成熟中這兩種酶的活力明顯增加，導(dǎo)致乙烯產(chǎn)生急劇上升，促進(jìn)果實(shí)成熟。在對(duì)這兩種酶基因克隆成功的基礎(chǔ)上，可以利用反義基因技術(shù)抑制這兩種基因的表達(dá)，從而達(dá)到延緩果實(shí)成熟，延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的。利用反義RNA技術(shù)抑制酶活力已有許多成功的例子，其中最為成功的就是延緩成熟和軟化的反義RNA轉(zhuǎn)基因番茄。Hamilton等于1990年首次構(gòu)建了ACC氧化酶反義 RNA轉(zhuǎn)基因番茄，在純合的轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)中，乙烯的合成被抑制了97%，從而使果實(shí)的成熟延遲，儲(chǔ)藏期延長(zhǎng)。導(dǎo)入ACC合成酶反義基因的番茄也得到了類(lèi)似的結(jié)果。轉(zhuǎn)基因番茄的乙烯合成也被抑制了99.5%,果實(shí)中不出現(xiàn)呼吸躍變，葉綠素降解和番茄紅素合成也都被抑制。果實(shí)不能自然成熟，不變紅，不變軟，只有用外源乙烯處理6d后才能使轉(zhuǎn)基因番茄恢復(fù)正常成熟。因此，利用反義基因技術(shù)可以成功的培育耐儲(chǔ)藏果蔬。目前，有關(guān)的研究正在繼續(xù)進(jìn)行，并已擴(kuò)大到了草莓、梨、香蕉、芒果、甜瓜、桃、西瓜、河套蜜瓜等，所用的目的基因還包括與細(xì)胞壁代謝有關(guān)的多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纖維素酶和果膠甲脂酶基因。反義PG轉(zhuǎn)基因番茄還具有更強(qiáng)的抗機(jī)械損傷和真菌侵染能力，且有更高的果醬產(chǎn)率。

2.2基因工程在改善酶及發(fā)酵制品的品質(zhì)并降低成本方面的應(yīng)用

醬油風(fēng)味的優(yōu)劣與醬油在釀造過(guò)程中所生成氨基酸的量密切相關(guān)，而參與此反應(yīng)的梭膚酶和堿性蛋白酶的基因已克隆并轉(zhuǎn)化成功，在新構(gòu)建的基因工程菌株中堿性質(zhì)白酶的活力可提高5倍，梭膚酶的活力可大幅提高13倍。醬油制造中和壓榨性有關(guān)的多聚半乳糖醛酸酶、葡聚糖酶和纖維素酶、果膠酶等的基因均已被克隆，當(dāng)用高纖維素酶活力的轉(zhuǎn)基因米曲霉生產(chǎn)醬油時(shí)，可使醬油的產(chǎn)率明顯提高。另外，在醬油釀造過(guò)程中，木糖可與醬油中的氨基酸反應(yīng)產(chǎn)生褐色物質(zhì)，從而影響醬油的風(fēng)味。而木糖的生成與制造醬油用曲霉中木聚糖酶的含量與活力密切相關(guān)?，F(xiàn)在，米曲霉中的木聚糖酶基因已被成功克隆。用反義RNA技術(shù)抑制該酶的表達(dá)所構(gòu)建的工程菌株釀造醬油，可大大地降低這種不良反應(yīng)的進(jìn)行，從而釀造出顏色淺、口味淡的醬油，以適應(yīng)特殊食品制造的需要。

在正常的啤酒發(fā)酵過(guò)程中，由啤酒酵母細(xì)胞產(chǎn)生的二-乙酞乳酸經(jīng)非酶促的氧化脫梭反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生雙乙酞。當(dāng)啤酒中雙乙酞的含量超過(guò)閾值((0.02-0.10 mg/L)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種令人不愉快的餿酸味，嚴(yán)重破壞啤酒的風(fēng)味與品質(zhì)。去除啤酒中雙乙酞的有效措施之一就是利用α-乙酞乳酸脫梭酶。但由于酵母細(xì)胞本身沒(méi)有該酶活性，因此，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源α-乙酞乳酸脫梭酶基因?qū)肫【平湍讣?xì)胞，并使其表達(dá)，是降低啤酒中雙乙酞含量的有效途徑。Sone等用乙醇脫氫酶的啟動(dòng)子和穿梭質(zhì)粒載體Yep13將產(chǎn)氣腸桿菌+-乙酸孚L酸脫梭酶基因?qū)肫【平湍?，并使其表達(dá)。當(dāng)用此轉(zhuǎn)基因菌株進(jìn)行啤酒釀造時(shí)，可使啤酒中的雙乙酞含量明顯降低，且不影響其他的發(fā)酵性能和啤酒中的正常風(fēng)味物質(zhì)。但由于用此法所構(gòu)建的基因工程菌株中α-乙酞乳酸脫梭酶基因是存在于酵母的質(zhì)粒而不是染色體上，因而使該基因易于隨著細(xì)胞分裂代數(shù)的增加而發(fā)生丟失，造成性能的不穩(wěn)定。因此，Yaman。等將外源的oa-乙酞乳酸脫梭酶整合入啤酒酵母的染色體中，從而構(gòu)建了能穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因啤酒酵母。使用這種轉(zhuǎn)基因酵母釀制啤酒，也能明顯地降低啤酒中的雙乙酚含量，而且不會(huì)對(duì)啤酒釀造過(guò)程中的其他發(fā)酵性能造成不良影響。

另外，利用基因工程技術(shù)可生產(chǎn)出高效能高質(zhì)量的酶產(chǎn)品，目前能利用遺傳技術(shù)生產(chǎn)大多數(shù)常用的酶產(chǎn)品，并投放市場(chǎng)。世界上第一個(gè)應(yīng)用在食品上的基因工程酶為凝乳酶。將牛胃蛋白酶的基因克隆入微生物體內(nèi)，由細(xì)菌生產(chǎn)這種動(dòng)物來(lái)源的酶類(lèi)，解決了奶酪工業(yè)受制于牛胃蛋白酶來(lái)源不足的問(wèn)題，并降低了生產(chǎn)成本。

2.3基因工程在開(kāi)發(fā)新型功能性食品方面的應(yīng)用

利用基因工程技術(shù)可以研制特種保健食品的有效成份。例如將一種有助于心臟病患者血液凝結(jié)溶血作用的酶基因克隆至羊或牛中，便可以在羊乳或牛乳中產(chǎn)生這種酶。1997年9月上海醫(yī)學(xué)遺傳所與復(fù)旦大學(xué)合作的轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中含有人的凝血因子，為通過(guò)動(dòng)物大量廉價(jià)生產(chǎn)人類(lèi)的新型功能性食品和藥品邁出了重大的一步

以上即為基因工程在食品領(lǐng)域內(nèi)的各個(gè)應(yīng)用與突破，將基因工程應(yīng)用于食品領(lǐng)域內(nèi)是一個(gè)劃時(shí)代的突破，它不僅有利于提高食品的產(chǎn)量，而且更是大大提高了食品的質(zhì)量。然而基因工程卻是一把雙刃劍，如果不慎的話(huà)將會(huì)釀成大錯(cuò)。對(duì)我們的生態(tài)平衡和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可估量的破壞！進(jìn)一步的探索和追求將一直綿延下去，直至我們的子孫后代。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：基因工程及其應(yīng)用說(shuō)課稿

《基因工程及其應(yīng)用》說(shuō)課稿

一、說(shuō)教材

1．教材的地位和作用

《基因工程及其應(yīng)用》是人教版生物必修2第六章第二節(jié)內(nèi)容。本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)生對(duì)基因有一定的理解的基礎(chǔ)上，引入基因工程，讓學(xué)生了解基因工程在生活中的運(yùn)用，激發(fā)學(xué)生的求知欲。在教學(xué)內(nèi)容的組織上體現(xiàn)了學(xué)科內(nèi)在邏輯性與學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律的統(tǒng)一。這一節(jié)主要講述了基因工程的原理、基因工程 的應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性三個(gè) 方面的內(nèi)容?；蚬こ痰脑砑仁菍W(xué)生進(jìn)入高中以來(lái)第一次接 觸到的生物工程方面的內(nèi)容。為了避免與《現(xiàn)代生物科 技專(zhuān)題》模塊中基因工程的內(nèi)容重復(fù)，教材沒(méi)有過(guò) 多地展開(kāi)介紹。其地位更是由《課程標(biāo)準(zhǔn)》上的了解層次上升為 《考試說(shuō)明》上的理解層次，其重要性顯而易見(jiàn)。

2.教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)本教材結(jié)構(gòu)和內(nèi)容分析，結(jié)合著學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及其心理特征，我制定了以下的教學(xué)目標(biāo)：

(1)、知識(shí)目標(biāo)：掌握基因工程的概念、原理及安全性問(wèn)題；基因操作的工具及其操作過(guò)程。

(2)、能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

(3)、情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，從微觀到宏觀，從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)的研究方法；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和思維習(xí)慣。

3.說(shuō)教學(xué)的重、難點(diǎn)

本著高二新課程標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱，在吃透教材基礎(chǔ)上，我確定了以下教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)、教學(xué)重點(diǎn)

基因工程的基本原理及安全性問(wèn)題、基因操作的工具，基本步驟及其應(yīng)用。(2)、教學(xué)難點(diǎn)

基因工程的基本原理，基因工程的應(yīng)用及其安全性。

4.課程資源的開(kāi)發(fā)及有機(jī)整合：本節(jié)課安排2課時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分利用學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)條件學(xué)習(xí)本課知識(shí)。

二、說(shuō)學(xué)法：本節(jié)課的授課對(duì)象是高二的學(xué)生，此年齡段的學(xué)生求知欲望強(qiáng)，因?yàn)楸竟?jié)知識(shí)難度不是很大，學(xué)生將通過(guò)多種途徑，如：觀察、閱讀、思考、分析、討論、實(shí)踐等等，來(lái)開(kāi)展學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，形成以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。

三、說(shuō)教法

圍繞本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)和學(xué)生情況的分析，采用了觀察法、演示法、討論法、實(shí)踐法等多種教學(xué)方法，積極創(chuàng)設(shè)一個(gè)可以讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中，去主動(dòng)探求知識(shí)的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，開(kāi)展師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，體現(xiàn)出以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的主動(dòng)探究式教學(xué)理念。

四、說(shuō)教學(xué)過(guò)程

在這節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，我注重突出重點(diǎn)，條理清晰，緊湊合理。各項(xiàng)活動(dòng)的安排也注重互動(dòng)、交流，最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性、主動(dòng)性。

1、導(dǎo)入新課： 提問(wèn)：各種生物間的性狀千差萬(wàn)別這是為什么呢?

引導(dǎo)：生物體的不同性狀是通過(guò)基因特異性表達(dá)而形成的。

列舉：幾種生物的不同性狀：蠶吐出絲；豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮?dú)?；青霉菌能產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有用的抗生素——青霉素。

提問(wèn)：人類(lèi)能不能改造性狀？能不能使本身沒(méi)有某個(gè)性狀的生物具有某個(gè)特定性狀呢？ 引導(dǎo)：讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮?dú)?；能否讓?xì)菌“吐出”蠶絲；讓微生物生產(chǎn)出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物。（這種設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？）定向改造生物的新技術(shù)——基因工程。

2、講授新課：（1）基因工程的原理

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P102頁(yè)第二段，通過(guò)提問(wèn)的方式指導(dǎo)學(xué)生找出概念中的關(guān)鍵詞語(yǔ)，并讓學(xué)生理解基因工程概念，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成。最后歸納列表，便于學(xué)生的記憶。概念：在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出所需要的基因產(chǎn)物。（2）基因操作的工具

利用多媒體課件演示抗蟲(chóng)棉培育過(guò)程示意圖，同時(shí)提出討論問(wèn)題，進(jìn)行分組討論，最后交流討論結(jié)果，教師進(jìn)行歸納總結(jié)。

思考：在以上的基因工程培育的過(guò)程中，關(guān)鍵步驟或難點(diǎn)是什么？

引導(dǎo)：關(guān)鍵步驟的完成過(guò)程中都要用到基因操作工具，并使學(xué)生形象地記憶“工具”的作用。A基因的剪刀——限制性?xún)?nèi)切酶（簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶）。

要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性未端 B基因的針線(xiàn)——DNA連接酶

用DNA連接酶連接兩個(gè)相同的黏性未端要連接幾個(gè)磷酸二酯鍵？

限制酶切一個(gè)特定基因要切斷幾個(gè)磷酸二酯鍵？ C基困的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體

大家一起思考下這些工具到底怎樣操作才能完成基因工程的過(guò)程呢？ 思考題： 簡(jiǎn)要?dú)w納基因工程操作的基本步驟和大致過(guò)程。

啟發(fā)學(xué)生思考：想像科學(xué)家在分子水平上進(jìn)行這一操作的精確性。

(3)基因工程的應(yīng)用。

學(xué)生閱讀教科書(shū)P.104的內(nèi)容。教師總結(jié)，并從具體事例引入關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性的爭(zhēng)議，啟發(fā)學(xué)生對(duì)其安全性問(wèn)題進(jìn)行討論。

3、課堂小結(jié)，強(qiáng)化認(rèn)識(shí)。

復(fù)習(xí)基因工程操作的基本步驟和重要工具，完成課后習(xí)題

4、板書(shū)設(shè)計(jì) 基因工程操作的基本步驟： 剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)

結(jié)束語(yǔ)：

本節(jié)課設(shè)置了一系列問(wèn)題情境，層層設(shè)問(wèn)，在學(xué)生答問(wèn)、質(zhì)疑、討論過(guò)程中讓學(xué)生建構(gòu)新概念和新的知識(shí)體系，并通過(guò)教師及時(shí)掌握反饋信息，適時(shí)點(diǎn)撥、調(diào)節(jié)，讓學(xué)生在推理判斷中培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣和對(duì)知識(shí)的遷移能力，而且通過(guò)留出一定的時(shí)間讓學(xué)生提問(wèn)，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的思想。我的說(shuō)課完畢，謝謝大家。

第三篇：淺談現(xiàn)代基因工程及其應(yīng)用

淺談現(xiàn)代基因工程及其應(yīng)用

目錄

摘要..................................................................................................................................................1

一、基因工程的含義.......................................................................................................................2

二、現(xiàn)代基因工程的應(yīng)用及對(duì)現(xiàn)代生活所產(chǎn)生的影響...............................................................2

1、在工業(yè)中的應(yīng)用.................................................................................................................3

2、在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用.................................................................................................................3

3、在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用.........................................................................................................3

4、在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用.........................................................................................................4

三、基因工程引發(fā)的爭(zhēng)議及解決對(duì)策...........................................................................................4

四、結(jié)語(yǔ)...........................................................................................................................................5 參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................................5

摘要

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，基因工程應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，顯示著不可估量的發(fā)展前景。任何科學(xué)技術(shù)都是一把“雙刃劍”，基因工程也不例外，如何趨利避害，成為了社會(huì)各界爭(zhēng)議和討論的熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：基因工程； 應(yīng)用； 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品； 法律制度；

Abstract With the rapid development of science and technology, gene engineering application in various fields, show the immeasurable development prospects.Any science and technology is a “double-edged sword”, genetic engineering is not exceptional also, how to avoid disadvantages, became the focus of controversy and discussion from all walks of life.key words：genetic engineering;Application;Genetically modified products;The legal system;

一、基因工程的含義：“種瓜得瓜，種豆得豆；龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會(huì)打洞。”眾所周知，基因是造成這些遺傳規(guī)律的幕后功臣?；蚴荄NA分子上具有遺傳功能的片段，它控制生物的代謝和發(fā)育，并把遺傳信息傳遞給下一代。基因工程又稱(chēng)基因操作、基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段，特別是運(yùn)用DNA 重組技術(shù)，將生物基因組的結(jié)構(gòu)或組成在體內(nèi)或者體外進(jìn)行人為修飾、改造或重新組合，然后通過(guò)載體把新的DNA分子轉(zhuǎn)入另一種生物的細(xì)胞中，以改變生物原有的遺傳特性，從而獲得目的基因產(chǎn)物或新的生物種類(lèi)?；蚬こ檀蚱瞥Ｒ?guī)，把不同種類(lèi)生物的基因組合到一起，形成新的生物類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)長(zhǎng)期以來(lái)渴望定向改變生物性狀，培育新物種的愿望。

二、現(xiàn)代基因工程的應(yīng)用及對(duì)現(xiàn)代生活所產(chǎn)生的影響：基因工程自20世紀(jì)70年代初誕生以來(lái)，發(fā)展突飛猛進(jìn)。它可以按照人們的主觀愿望直接控制基因，打破了不同物種間在億萬(wàn)年中形成的天然屏障。人們可以將一些不同種類(lèi)生物的基因組合到一起，創(chuàng)造出自然界中并不存在的新生物類(lèi)型?；蚬こ谈黜?xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，使生命科學(xué)的研究發(fā)生了前所未有的變化，在工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等各方面都有著不可限量的發(fā)展前景。

[1]

1、在工業(yè)中的應(yīng)用：基因工程在工業(yè)上的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在醫(yī)藥工業(yè)和食品工業(yè)上?；蚬こ讨扑?開(kāi)創(chuàng)了制藥工業(yè)的新紀(jì)元，解決了許多疾病問(wèn)題，基因工程可以生產(chǎn)出大量廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的新藥物、抗病毒疫苗和診斷試劑，基因工程生產(chǎn)出的藥物為治療各種疾病提供了有效的手段。在食品工業(yè)上，提高了人們對(duì)食品中微量元素的吸收和農(nóng)作物抗病蟲(chóng)害的性能；生產(chǎn)食品酶試劑；改良了食品工業(yè)用菌數(shù)及其性能和食品加工性能；用來(lái)生產(chǎn)保健品和特殊食品?；蚬こ淌枪I(yè)發(fā)展進(jìn)程中不可或缺的一部分，起著巨大的作用。

2、在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：培育優(yōu)良品種是農(nóng)作物穩(wěn)定增產(chǎn)的重要因素，利用基因工程可以將帶有作物優(yōu)良性狀的基因“裁剪下來(lái)，拼接起來(lái)”，植入受體的細(xì)胞中，使受體作物具有優(yōu)良性狀，成為優(yōu)質(zhì)作物新品種。[2]基因工程培育出了能防蟲(chóng)害和防腐爛的作物，提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量。

[3]一些小麥和大豆通過(guò)轉(zhuǎn)基因，具有了抗化學(xué)除草劑的特性；給水稻添加基因，生產(chǎn)人體需要的β-胡蘿卜素；從耐鹽植物中成功克隆出耐鹽的基因，為鹽堿地利用和海水灌溉提供了依據(jù)?；蚬こ逃N有著目的性強(qiáng)、速度快、產(chǎn)量高、質(zhì)量?jī)?yōu)和遺傳性穩(wěn)定等特點(diǎn)，它定向改造生物性狀，將引發(fā)一次新的農(nóng)業(yè)革命。

3、在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用：利用基因工程技術(shù)，我們可以生產(chǎn)自然界中難以得到的蛋白質(zhì)。1982年，首例基因工程產(chǎn)品-人胰島素投放市場(chǎng)，為人類(lèi)的健康帶來(lái)了福音。之后，出現(xiàn)了更多的基因工程產(chǎn)品和蛋白質(zhì)藥物，如人生長(zhǎng)激素、干擾素、白細(xì)胞介素-

2、乙肝疫苗等，令患者看到了生的希望。1999年，中國(guó)第一頭攜帶人血清蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛被培育出來(lái)。利用基因工程技術(shù)，科學(xué)家還從轉(zhuǎn)基因羊奶中提取出了一種治療心臟病的藥物tPA?；蚬こ碳夹g(shù)為人類(lèi)的健康長(zhǎng)壽做出了巨大貢獻(xiàn)。

4、在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用：基因工程還被應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)中，基因工程成為變廢為寶，除害興利的重要技術(shù)手段。利用轉(zhuǎn)基因微生物，可以吸收環(huán)境中的重金屬，降解有毒有害化合物，處理工業(yè)廢水；

[4]科學(xué)家把不同的降解基因轉(zhuǎn)移到同一菌株中，創(chuàng)造出具有多種降解能力的“超級(jí)微生物”-“超級(jí)細(xì)菌”，可以降解各種工業(yè)污染物；通過(guò)基因工程培育對(duì)貴重金屬具有親和力的菌株，可用來(lái)回收貴重金屬；培養(yǎng)具有浸礦能力的細(xì)菌來(lái)開(kāi)采銅礦和鈾礦等不久也將成為現(xiàn)實(shí)。

三、基因工程引發(fā)的爭(zhēng)議及解決對(duì)策：自20世紀(jì)后半期，伴隨著基因工程出現(xiàn)的生物技術(shù)，為解決人類(lèi)面臨的疾病、災(zāi)害和饑餓等提供了有力的幫助。但生物技術(shù)的發(fā)展并非總是樂(lè)觀的，自身的潛在危險(xiǎn)和不可預(yù)料的結(jié)局，引起了頗多的爭(zhēng)議。轉(zhuǎn)基因技術(shù)同其他科學(xué)技術(shù)一樣,閃爍著科技“雙刃劍”的光芒，在給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)福利的同時(shí),也引發(fā)了社會(huì)對(duì)其涉及的經(jīng)濟(jì)、政治、法律、環(huán)境、健康和倫理道德等問(wèn)題的廣泛關(guān)注和爭(zhēng)議。人們目前已經(jīng)認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的失控和濫用,可能會(huì)給人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的自然生態(tài)環(huán)境造成災(zāi)難性的后果。中國(guó)作為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的生產(chǎn)大國(guó)之一,更應(yīng)趨利避害，廣泛借鑒國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn),既不能像有些國(guó)家那樣對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品拒不接受,又要使之在科學(xué)規(guī)范的軌道上得到有效的控制,有序的發(fā)展。因此，建立和完善中國(guó)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品法律制度,具有深遠(yuǎn)的歷史意義和現(xiàn)[5]實(shí)意義,對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展起著重要的保障作用。解決基因工程所引發(fā)的問(wèn)題，需要從以下幾個(gè)方面做到：完善轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品生物安全監(jiān)督的管理體制；完善轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的“標(biāo)識(shí)制度”；完善轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品生物安全評(píng)價(jià)體系；完善進(jìn)口轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全審批制度；

[6][7]完善我國(guó)轉(zhuǎn)基因的法律制度：1)完善我國(guó)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品法律法規(guī)體系；2)建立轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)體系的立法；3)立法改良安全性檢測(cè)的措施。

四、結(jié)語(yǔ)：從古至今，人們對(duì)于事物的爭(zhēng)議都是不可避免的。只要我們努力趨利避害，科學(xué)技術(shù)總會(huì)朝著人們期望的的方向繼續(xù)發(fā)展，我相信，在不久的將來(lái)，基因工程技術(shù)將幫助解決更多阻礙人類(lèi)發(fā)展的食物、安全、健康、醫(yī)藥、能源、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題，最終推動(dòng)全世界人類(lèi)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉金壽.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論.北京：高等教育出版社，2016

[2]陳晉瑩,姜友軍,劉洋.淺談農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物[J].糧油倉(cāng)儲(chǔ)科技通訊.2016(04)[3]滕春紅,陶波.農(nóng)作物抗除草劑基因工程[A].中國(guó)化學(xué)除草50年回顧與展望[C].2004 [4]楊婷.微生物細(xì)胞表面的化學(xué)/基因改性調(diào)控用于重金屬分離及（形態(tài)）分析[D].東北大學(xué) 2013 [5]尹航.論基因工程對(duì)現(xiàn)代生活的影響[A].第三屆世紀(jì)之星創(chuàng)新教育論壇論文集[C].2016 [6]郭高峰.多元主義視角下轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品國(guó)際法律規(guī)制研究[D].西南政法大學(xué) 2014 [7]錢(qián)賀利.轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全的立法規(guī)制研究[D].鄭州大學(xué) 2016

第四篇：基因工程及其應(yīng)用說(shuō)課稿

《基因工程及其應(yīng)用》說(shuō)課稿

樟村中學(xué)生物組 童長(zhǎng)春 2012/12/26

一、說(shuō)教材

《基因工程及其應(yīng)用》是人教版生物必修2第六章第二節(jié)內(nèi)容。學(xué)生們?cè)趲渍轮幸呀?jīng)學(xué)習(xí)了基因的本質(zhì)，基因的表達(dá)，對(duì)基因有一定的感性認(rèn)識(shí)。為學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容做到鋪墊的作用。

本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)生對(duì)基因有一定的理解的基礎(chǔ)上，引入基因工程，讓學(xué)生了解基因工程在生活中的運(yùn)用，激發(fā)學(xué)生的求知欲。在教學(xué)內(nèi)容的組織上體現(xiàn)了學(xué)科內(nèi)在邏輯性與學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律的統(tǒng)一。

二、說(shuō)教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)本教材的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容分析，結(jié)合著學(xué)生他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及其心理特征，我制定了以下的教學(xué)目標(biāo)：

1、知識(shí)目標(biāo)：掌握基因工程的概念、原理；基因操作的工具及其操作過(guò)程。

2、能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

3、情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度及從微觀到宏觀，從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)的研究方法；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和思維習(xí)慣。

三、說(shuō)教學(xué)的重、難點(diǎn)

本著高二新課程標(biāo)準(zhǔn)，在吃透教材基礎(chǔ)上，我確定了以下的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1、教學(xué)重點(diǎn)

基因工程的基本原理，基因操作的工具，基本步驟及其應(yīng)用。

2、教學(xué)難點(diǎn)

基因工程的基本原理，基因工程的應(yīng)用及其安全性。

四、說(shuō)教法

圍繞本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)，采用了觀察法、演示法、討論法、實(shí)踐法等多種教學(xué)方法，積極創(chuàng)設(shè)一個(gè)可以讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中，去主動(dòng)探求知識(shí)的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，開(kāi)展師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，體現(xiàn)出以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的主動(dòng)探究式教學(xué)理念。

五、說(shuō)學(xué)法

在本節(jié)課中，學(xué)生將通過(guò)多種途徑，如：觀察、閱讀、思考、分析、討論、實(shí)踐等等，來(lái)開(kāi)展學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，形成以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。

六、說(shuō)教學(xué)過(guò)程

在這節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，我注重突出重點(diǎn)，條理清晰，緊湊合理。各項(xiàng)活動(dòng)的安排也注重互動(dòng)、交流，最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性、主動(dòng)性。

1、導(dǎo)入新課：

提問(wèn)：各種生物間的性狀千差萬(wàn)別這是為什么呢?

引導(dǎo)：生物體的不同性狀是通過(guò)基因特異性表達(dá)而形成的。

列舉：幾種生物的不同性狀：夠吐出絲；豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮?dú)猓磺嗝咕墚a(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有用的抗生素——青霉素。

提問(wèn)：人類(lèi)能不能改造性狀？能不能使本身沒(méi)有某個(gè)性狀的生物具有某個(gè)特定性狀呢？ 引導(dǎo)：讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮?dú)?；能否讓?xì)菌“吐出”蠶絲；讓微生物生產(chǎn)出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物。（這種設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？）定向改造生物的新技術(shù)——基因工程。

2、講授新課：（1）基因工程的原理

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P102頁(yè)第二段，通過(guò)提問(wèn)的方式指導(dǎo)學(xué)生找出概念中的關(guān)鍵詞語(yǔ)，并讓學(xué)生理解基因工程概念，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成。最后歸納列表，便于學(xué)生的記憶。概念：在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出所需要的基因產(chǎn)物。（2）基因操作的工具

利用多媒體課件演示抗蟲(chóng)棉培育過(guò)程示意圖，同時(shí)提出討論問(wèn)題，進(jìn)行分組討論，最后交流討論結(jié)果，教師進(jìn)行歸納總結(jié)。

思考：在以上的基因工程培育的過(guò)程中，關(guān)鍵步驟或難點(diǎn)是什么？

引導(dǎo)：關(guān)鍵步驟的完成過(guò)程中都要用到基因操作工具，并使學(xué)生形象地記憶“工具”的作用。

A基因的剪刀——限制性?xún)?nèi)切酶（簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶）。要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性未端 B基因的針線(xiàn)——DNA連接酶

用DNA連接酶連接兩個(gè)相同的黏性未端要連接幾個(gè)磷酸二酯鍵？

限制酶切一個(gè)特定基因要切斷幾個(gè)磷酸二酯鍵？ C基困的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體

大家一起思考下這些工具到底怎樣操作才能完成基因工程的過(guò)程呢？ 思考題： 簡(jiǎn)要?dú)w納基因工程操作的基本步驟和大致過(guò)程。啟發(fā)學(xué)生思考：想像科學(xué)家在分子水平上進(jìn)行這一操作的精確性。(3)基因工程的應(yīng)用。

學(xué)生閱讀教科書(shū)P.104的內(nèi)容。教師總結(jié)，并從具體事例引入關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性的爭(zhēng)議，啟發(fā)學(xué)生對(duì)其安全性問(wèn)題進(jìn)行討論。

3、課堂小結(jié)，強(qiáng)化認(rèn)識(shí)。

復(fù)習(xí)基因工程操作的基本步驟和重要工具，完成課后習(xí)題

4、板書(shū)設(shè)計(jì)

基因工程的基本原理: 基因操作的工具: A基因的剪刀——限制性?xún)?nèi)切酶（簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶）。

B基因的針線(xiàn)——DNA連接酶 C基困的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體

基因工程操作的基本步驟： 剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá) 基因工程的應(yīng)用 結(jié)束：

本節(jié)課設(shè)置了一系列問(wèn)題情境，層層設(shè)問(wèn)，在學(xué)生答問(wèn)、質(zhì)疑、討論過(guò)程中讓學(xué)生建構(gòu)新概念和新的知識(shí)體系，并通過(guò)教師及時(shí)掌握反饋信息，適時(shí)點(diǎn)撥、調(diào)節(jié)，讓學(xué)生在推理判斷中培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣和對(duì)知識(shí)的遷移能力，而且通過(guò)留出一定的時(shí)間讓學(xué)生提問(wèn)，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的思想。我的說(shuō)課完畢，謝謝大家。

第五篇：基因工程的應(yīng)用

基因工程技術(shù)的應(yīng)用和前景

【摘要】基因工程問(wèn)世以來(lái)短短的二十年，顯示出了巨大的活力，今后基因工程將重點(diǎn)開(kāi)展基因組學(xué)、基因工程藥物、動(dòng)植物生物反應(yīng)器和環(huán)保等方面的研究，展望未來(lái)，基因工程的前景將是更加燦爛輝煌?；蚬こ萄芯亢蛻?yīng)用范圍涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、能源、環(huán)保等許多領(lǐng)域?！娟P(guān)鍵詞】基因工程技術(shù)

前景

現(xiàn)狀

隨著基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展，通過(guò)克隆或篩選出來(lái)的富基因，轉(zhuǎn)到作物中進(jìn)行表達(dá)，已取得很大的進(jìn)展。由于基因工程運(yùn)用DNA分子重組技術(shù)，能夠按照人們預(yù)先的設(shè)計(jì)創(chuàng)造出許多新的遺傳結(jié)合體，具有新奇遺傳性狀的新型產(chǎn)物，增強(qiáng)了人們改造動(dòng)植物的主觀能動(dòng)性、預(yù)見(jiàn)性。而且在人類(lèi)疾病的診斷、治療等方面具有革命性的推動(dòng)作用，對(duì)人口素質(zhì)、環(huán)境保護(hù)等作出具大貢獻(xiàn)。所以，各國(guó)政府及一些大公司都十分重視基因工程技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用，搶奪這一高科技制高點(diǎn)。其應(yīng)用前景十分廣闊。我國(guó)基因工程技術(shù)尚落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，更應(yīng)當(dāng)加速發(fā)展，切不可坐失良機(jī)。

但是，任何科學(xué)技術(shù)都是一把“雙刃劍”，在給人類(lèi)帶來(lái)利益的同時(shí)，也會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)一定的災(zāi)難。比如基因藥物，它不僅能根治遺傳性疾病、惡性腫瘤、心腦血管疾病等，甚至人的智力、體魄、性格、外表等亦可隨意加以改造；還有，克隆技術(shù)如果不加限制，任其自由發(fā)展，最終有可能導(dǎo)致人類(lèi)的毀滅。還有，盡管目前的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物還未發(fā)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)有什么危害，但不等于說(shuō)轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物就是十分安全的，畢竟這些東西還是新生事物，需要實(shí)踐慢慢地檢驗(yàn)。轉(zhuǎn)基因生物和常規(guī)繁殖生長(zhǎng)的品種一樣，是在原有品種的基礎(chǔ)上對(duì)其部分性狀進(jìn)行修飾或增加新性狀，或消除原來(lái)的不利性狀，但常規(guī)育種是通過(guò)自然選擇，而且是近緣雜交，適者生存下來(lái)，不適者被淘汰掉。而轉(zhuǎn)基因生物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了近緣的范圍，人們對(duì)可能出現(xiàn)的新組合、新性狀會(huì)不會(huì)影響人類(lèi)健康和環(huán)境，還缺乏知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，按目前的科學(xué)水平還不能完全精確地預(yù)測(cè)。所以，我們要在抓住機(jī)遇，大力

1、植物基因工程成果豐碩

自1983年首次獲得轉(zhuǎn)基因煙草、馬鈴薯以來(lái)，短短十余年間，植物基因工程的研究和開(kāi)發(fā)進(jìn)展十分迅速。國(guó)際上獲得轉(zhuǎn)基因植株的植物已達(dá)100種以上，包括水稻、玉米、馬鈴薯等作物;棉花、大豆、油菜、亞麻、向日葵等經(jīng)濟(jì)作物;番茄、黃瓜、芥菜、甘藍(lán)、花椰菜、胡蘿卜、茄子、生菜、芹菜等蔬菜作物;首楷、白三葉草等牧草;蘋(píng)果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草荀等瓜果;短牽牛、菊花、香石竹、伽藍(lán)菜等花卉以及楊樹(shù)造林樹(shù)種。轉(zhuǎn)基因植物研究取得了令人鼓舞的突破性發(fā)展。十幾年來(lái)，轉(zhuǎn)基因植物這一技術(shù)日趨完善，在提高植物抗性、改良作物品質(zhì)以及作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)有用的化合物等方面發(fā)展迅速。用于植物轉(zhuǎn)基因的技術(shù)大體可分為三類(lèi):一是農(nóng)桿菌介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移;二是以原生質(zhì)體或細(xì)胞作為受體的直接基因轉(zhuǎn)移，如用聚乙二醇(PEG)、電激儀、基因槍、離子束等方法將基因?qū)思?xì)胞或原生質(zhì)體，進(jìn)一步培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因植物;三是種質(zhì)系統(tǒng)的基因轉(zhuǎn)移，如利用子房注射，花粉管通導(dǎo)等方法導(dǎo)人外源基因。建立各種植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的同時(shí)，將一些具有實(shí)用價(jià)值的外源基因分別導(dǎo)人多種作物，獲得了一批轉(zhuǎn)基因植物。在抗病毒方面，將抗病毒基因?qū)藷煵?、黃瓜、首蓓和花生等作物后，植株都表現(xiàn)出不同程度的抗病能力。在抗細(xì)菌和真菌方面，已轉(zhuǎn)育成功了抗白粉病、赤霉病和黃矮病的小麥，及抗青枯病的馬鈴薯;在抗蟲(chóng)方面，轉(zhuǎn)Bt基因的作物已有煙草、番茄、馬鈴薯、水稻和棉花等，均有較好的抗蟲(chóng)效果，此外，在抗除草劑方面，抗早、抗寒、抗熱、抗鹽及在改善植物品質(zhì)方面，都獲得了相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因植物。當(dāng)然轉(zhuǎn)基因技術(shù)如何達(dá)到高效、快速、簡(jiǎn)便、適應(yīng)性廣仍然是植物基因工程的一個(gè)重要限制因子。

2、基因工程在制藥方面的應(yīng)用

目前，以基因工程藥物為主導(dǎo)的基因工程應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展前景非常廣闊。基因工程藥物主要包括細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素和寡核甘酸藥物等。它們對(duì)預(yù)防人類(lèi)的腫瘤、心血管疾病、遺傳病、糖尿病、包括艾滋病在內(nèi)的各種傳染病、類(lèi)風(fēng)濕疾病等有重要作用。在很多領(lǐng)域特別是疑難病癥上，基因工程工程藥物起到了傳統(tǒng)化學(xué)藥物難以達(dá)到的作用。我們最為熟悉的干擾素(IFN)就是一類(lèi)利用基因工程技術(shù)研制成的多功能細(xì)胞因子，在臨床上已用于治療白血病、乙肝、丙肝、多發(fā)性硬化癥和類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等多種疾病。

目前，應(yīng)用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中試，并進(jìn)入臨床驗(yàn)證階段；專(zhuān)門(mén)用于治療腫瘤的“腫瘤基因?qū)棥币矊⒃诓痪猛瓿裳兄?，它可有目的地尋找并殺死腫瘤，將使癌癥的治愈成為可能。由中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)三國(guó)科學(xué)家及中外六家研究機(jī)構(gòu)參與研制的專(zhuān)門(mén)用于治療乙肝、慢遷肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的體細(xì)胞基因生物注射劑，最終解決了從剪切、分離到吞食肝細(xì)胞內(nèi)肝炎病毒，修復(fù)、促進(jìn)肝細(xì)胞再生的全過(guò)程。經(jīng)4年臨床試驗(yàn)已在全國(guó)面向肝炎患者。此項(xiàng)基因?qū)W研究成果在國(guó)際治肝領(lǐng)域中，是繼干擾素等藥物之后的一項(xiàng)具有革命性轉(zhuǎn)變的重大醫(yī)學(xué)成果。

迄今為止，基因工程還沒(méi)有用于人體，但已在從細(xì)菌到家畜的幾乎所有非人生命物體上做了實(shí)驗(yàn)，并取得了成功。事實(shí)上，所有用于治療糖尿病的胰島素都來(lái)自一種細(xì)菌，其DNA中被插入人類(lèi)可產(chǎn)生胰島素的基因，細(xì)菌便可自行復(fù)制胰島素?；蚬こ碳夹g(shù)使得許多植物具有了抗病蟲(chóng)害和抗除草劑的能力；在美國(guó)，大約有一半的大豆和四分之一的玉米都是轉(zhuǎn)基因的。目前，是否該在農(nóng)業(yè)中采用轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物已成為人們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)：支持者認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因的農(nóng)產(chǎn)品更容易生長(zhǎng)，也含有更多的營(yíng)養(yǎng)（甚至藥物），有助于減緩世界范圍內(nèi)的饑荒和疾病；而反對(duì)者則認(rèn)為，在農(nóng)產(chǎn)品中引入新的基因會(huì)產(chǎn)生副作用，尤其是會(huì)破壞環(huán)境。

誠(chéng)然，仍有許多基因的功能及其協(xié)同工作的方式不為人類(lèi)所知，但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鮭魚(yú)長(zhǎng)得比自然界中的大幾倍、使寵物不再會(huì)引起過(guò)敏，許多人便希望也可以對(duì)人類(lèi)基因做類(lèi)似的修改。畢竟，胚胎遺傳病篩查、基因修復(fù)和基因工程等技術(shù)不僅可用于治療疾病，也為改變諸如眼睛的顏色、智力等其他人類(lèi)特性提供了可能。目前我們還遠(yuǎn)不能設(shè)計(jì)定做我們的后代，但已有借助胚胎遺傳病篩查技術(shù)培育人們需求的身體特性的例子。比如，運(yùn)用此技術(shù)，可使患兒的父母生一個(gè)和患兒骨髓匹配的孩子，然后再通過(guò)骨髓移植來(lái)治愈患兒。

3、基因工程在環(huán)保方面應(yīng)用

工業(yè)發(fā)展以及其它人為因素造成的環(huán)境污染已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了自然界微生物的凈化能力，已成為人們十分關(guān)注的問(wèn)題?；蚬こ碳夹g(shù)可提高微生物凈化環(huán)境的能力。美國(guó)利用DNA重組技術(shù)把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴、脂肪烴的4種菌體基因鏈接，轉(zhuǎn)移到某一菌體中構(gòu)建出可同時(shí)降解4種有機(jī)物的“超級(jí)細(xì)菌”，用之清除石油污染，在數(shù)小時(shí)內(nèi)可將水上浮油中的2/3烴類(lèi)降解完，而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢桿菌、且表達(dá)成功。它能釘死蚊蟲(chóng)與害蟲(chóng)，而對(duì)人畜無(wú)害，不污染環(huán)境?，F(xiàn)已開(kāi)發(fā)出的基因工程菌有凈化農(nóng)藥的DDT的細(xì)菌、降解水中的染料、環(huán)境中有機(jī)氯苯類(lèi)和氯酚類(lèi)、多氯聯(lián)苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸藥的工程菌及用于吸附無(wú)機(jī)有毒化合物(鉛、汞、鎘等)的基因工程菌及植物等。90年代后期問(wèn)世的DNA改組技術(shù)可以創(chuàng)新基因，并賦予表達(dá)產(chǎn)物以新的功能，創(chuàng)造出全新的微生物，如可將降解某一污染物的不同細(xì)菌的基因通過(guò)PCR技術(shù)全部克隆出來(lái)，再利用基因重組技術(shù)在體外加工重組，最后導(dǎo)入合適的載體，就有可能產(chǎn)生一種或幾種具有非凡降解能力的超級(jí)菌株，從而大大地提高降解效率。

4、前景展望

由于基因工程運(yùn)用DNA分子重組技術(shù)，能夠按照人們預(yù)先的設(shè)計(jì)創(chuàng)造出許多新的遺傳結(jié)合體，具有新奇遺傳性狀的新型產(chǎn)物，增強(qiáng)了人們改造動(dòng)植物的主觀能動(dòng)性、預(yù)見(jiàn)性。而且在人類(lèi)疾病的診斷、治療等方面具有革命性的推動(dòng)作用，對(duì)人口素質(zhì)、環(huán)境保護(hù)等作出具大貢獻(xiàn)。所以，各國(guó)政府及一些大公司都十分重視基因工程技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用，搶奪這一高科技制高點(diǎn)。其應(yīng)用前景十分廣闊。我國(guó)基因工程技術(shù)尚落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，更應(yīng)當(dāng)加速發(fā)展，切不可坐失良機(jī)。但是，任何科學(xué)技術(shù)都是一把“雙刃劍”，在給人類(lèi)帶來(lái)利益的同時(shí)，也會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)一定的災(zāi)難。比如基因藥物，它不僅能根治遺傳性疾病、惡性腫瘤、心腦血管疾病等，甚至人的智力、體魄、性格、外表等亦可隨意加以改造；還有，克隆技術(shù)如果不加限制，任其自由發(fā)展，最終有可能導(dǎo)致人類(lèi)的毀滅。還有，盡管目前的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物還未發(fā)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)有什么危害，但不等于說(shuō)轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物就是十分安全的，畢竟這些東西還是新生事物，需要實(shí)踐慢慢地檢驗(yàn)。轉(zhuǎn)基因生物和常規(guī)繁殖生長(zhǎng)的品種一樣，是在原有品種的基礎(chǔ)上對(duì)其部分性狀進(jìn)行修飾或增加新性狀，或消除原來(lái)的不利性狀，但常規(guī)育種是通過(guò)自然選擇，而且是近緣雜交，適者生存下來(lái)，不適者被淘汰掉。而轉(zhuǎn)基因生物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了近緣的范圍，人們對(duì)可能出現(xiàn)的新組合、新性狀會(huì)不會(huì)影響人類(lèi)健康和環(huán)境，還缺乏知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，按目前的科學(xué)水平還不能完全精確地預(yù)測(cè)。所以，我們要在抓住機(jī)遇，大力發(fā)展基因工程技術(shù)的同時(shí)，需要嚴(yán)格管理，充分重視轉(zhuǎn)基因生物的安全性?；蚬こ虇?wèn)世以來(lái)短短的二十年，顯示出了巨大的活力，今后基因工程將重點(diǎn)開(kāi)展基因組學(xué)、基因工程藥物、動(dòng)植物生物反應(yīng)器和環(huán)保等方面的研究，展望未來(lái)，基因工程的前景將是更加燦爛輝煌。【參考文獻(xiàn)】

[1]李慶軍，董艷桐，施冰.植物抗蟲(chóng)基因的研究進(jìn)展[J].林業(yè)科技，2002，27(2)：22 26.[2]吳福彪．基因工程與植物的遺傳改良［J］生物學(xué)通報(bào)，2010，45(5);7－10．