1、第四节 基因工程的发展前景【教学目标】知识与能力方面：1简述科学家在基因工程方面的最新尝试。2认识生物反应器。3简述蛋白质工程。过程与方法方面：比较分析基因工程与蛋白质工程。情感态度、价值观方面：关注基因工程的发展，体会S、T、S三者之间的关系。【教学重点】科学家在基因工程方面的最新尝试【教学难点】 蛋白质工程【教学方法】 讲授法。【教学课时】 1课时。【教学过程】导入新课：基因工程的应用：（1）动植物遗传育种（2）人类疾病预防（3）生态环境保护（4）提高农作物产量（光合作用和生物固氮）（5）生物反应器（6）蛋白质工程一、科学家在基因工程方面的最新尝试（提出问题）新的尝试新在什么地方？（学生活
2、动）阅读课文，总结讨论。（归纳总结）1.光合作用 如何提高光合作用效率？ 通过基因工程技术，提高二磷酸核酮糖羧化酶的羧化酶活性，降低其加氧酶活性。2.生物固氮（1）氮在植物体中的作用1)、氮是构成蛋白质的主要成分，2)、核酸、辅酶、磷脂、叶绿素等都含有氮 所以氮为基本生命元素，必须不断补充（2）植物体氮吸收的形式： 主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮，如尿素等。（3）根瘤菌：原核单细胞代谢类型是异养需氧型侵入豆科作物根部后不断繁殖可刺激根薄壁细胞分裂、组织膨大成根瘤（4）生物固氮固氮微生物将N2还原为含N化合物的过程。（5）固氮基因工程将固氮细菌体内的固氮基因转移到非豆科
3、粮食作物的细胞内，让非豆科粮食作物的细胞内合成出固氮酶并且固氮3.生物反应器用来生产蛋白质药物（包括疫苗）的动植物。（1）植物生产疫苗2001-6中国农科院经过十年研究，培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试 抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样，对人体没有任何毒副作用。食用抗乙肝西红柿，虽不能治愈乙肝，但一年只吃几个，就完全能代替注射乙肝疫苗。 这种西红柿上市后将论个出售，每个售价大概在2元左右。（2）转基因动物乳腺生产蛋白质药物如荷兰的GenPharm公司用转基因牛生产乳铁蛋白，预计每年从牛奶生产出来营养奶粉的销售额是50亿美元。4.蛋白质工程蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物
4、功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生 活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列蛋白质工程与基因工程的区别和联系：基因工程蛋白质工程操作环境（场所）生物体外生物体外操作核心基因基因操作起点目的基因预期的蛋白质功能基本过程剪切拼接导入表达确定蛋白质功能应有的高级结构应具备的折叠状态应有个的氨基酸序列应有的碱基序列改造的蛋白质结果人类需要的基因产物人类需要的新基因，可以创造出自然界不存在的新蛋白质蛋白质工程最终还是
5、回到基因工程上来，因为蛋白质的合成由基因控制，所以说蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程。基因工程中的目的基因和蛋白质产物是自然界天然存在的，而蛋白质工程中的基因和相应的蛋白质不是自然界天然存在的。二、基因工程的未来1解决人类的问题：（1）粮食问题（2）健康问题（3）环境问题2.帮助人们认识生命世界和人类自己：（1）对人类基因组的研究（2）受精卵发育机制的研究（3）人类学习和记忆的分子基础【板书设计】1.4 基因工程的发展前景一、基因工程的应用领域二、科学家在基因工程方面的最新尝试光合作用生物固氮生物反应器蛋白质工程三、基因工程的未来【随堂练习】1下列关于生物反应器的说法，不正确的是（ ） A通过基因工程生产目标蛋白的过程中，用于生产的转基因生物或器官可以称为生物反应器B转基因生物反应器可以用来生产青霉素C利用植物生物反应器生产疫苗，可以免除注射疫苗带来的痛苦D可以在转基因动物的乳汁或尿液中获得目标蛋白2通过蛋白质工程来改造T4溶菌酶的过程中，直接操作的对象是（ ）AT4溶菌酶的基因 B. T4溶菌酶 CT4溶菌酶的mRNA D以上都可以【布置作业】完成学案和作业本上内容。【教学反思】本节内容是基因工程的延伸和发展。由于蛋白质工程刚刚起步，学习内容较少。如何学得充实，又让学生悟出些终身学习的道理，建议采用“问题探究新问题再探究”的教学模式。
