第一篇：基因工程疫苗在動物疾病防治中的作用分析論文

摘要：隨著傳染性疾病范圍的逐漸擴大和種類的逐漸增多，動物面臨著日益嚴峻的生命威脅，而通過不同途徑進行傳播的傳染性疾病也會危害人類的健康。在這種情況下，對動物疾病的防治工作顯得重要而緊迫。基因工程疫苗作為一種先進的現代生物方法，與傳統疫苗相比，有了更高的穩定性和安全性，這種新興的治療技術勢必會對動物疾病的防治帶來顯著的效果。基于此，從三個方面來探討基因工程疫苗在動物疾病防治中的運用，希望對以后動物疾病防治工作的開展有所借鑒意義。

關鍵詞：基因工程； 疫苗； 動物疾病； 防治；

疫苗接種在防治動物和人類的傳染性疾病中發揮了重要作用，其運作機制是通過向體內注射由病原微生物加工而來的自動免疫制劑，從而對這種病原菌產生免疫作用。據統計，免疫接種每年能避免200萬~300萬例因白喉、破傷風和麻疹導致的死亡，可見疫苗接種在對傳染性疾病的防治影響之大。基因工程疫苗的出現無疑會成為一種極富潛力的新型疫苗，進一步帶動疫苗技術的發展。基因工程疫苗的分類

1。1 亞單位疫苗

亞單位疫苗又被稱為重組或生物合成亞單位疫苗，它是一種合成基因產物，通過基因工程方法重組微生物中的抗原肽短基因和質粒等載體，從而生成大量的保護性肽段，再加入相應量的佐劑，即研制成亞單位疫苗。但由于疫苗內所含的抗原很少，達不到對疾病的防治效果，所以還需要借助單一蛋白質抗原分子對疫苗進行免疫反應誘導。亞單位疫苗有三大類，即細菌性疫苗、病毒性疫苗和激素疫苗，其中細菌性亞單位疫苗包括大腸桿菌、炭疽和鏈球菌等；病毒性亞單位疫苗包括狂犬病、乙肝和口蹄疫等[1]。在亞單位疫苗的研制過程中，有兩點需要注意：一是要明確免疫活性抗原DNA的編碼；二是要匹配表達系統與基因產物。此類疫苗沒有感染性，所以相比其他疫苗免疫效力并不強，但其很環保，不會對生態環境有危害，并且可以鑒別多種感染病毒，對動物和人類的安全來說比較實用。

1。2 活載體疫苗

活載體疫苗是通過將抗原基因攜帶到一些不會致病的病毒或者細菌上，從而產生相應的免疫能力，再將這種具有免疫能力的抗原基因接種到動物身上，使之達到防治疾病的效果。相比其他疫苗，該疫苗有以下幾種優點：它能消滅活疫苗，彌補疫苗的免疫缺陷；研制程度相對簡單，且研制成本較低；免疫效果好、持續時間長、用量少；有利于檢測和鑒別流行病。它也有比較明顯的缺陷：可能會出現毒力反強的現象；個別沒有種痘病毒疫苗的動物會染病；在二次疫苗注射時會發生排斥現象。基因工程疫苗在運用過程中的特點

2。1 動物基因工程疫苗的優勢

與傳統的疫苗不同，基因工程疫苗利用生物技術在將病原體的免疫保護作用存留下來的基礎上，消除了無效和致病的病原體成分，這樣便加強了疫苗的安全性和有效性；基因工程疫苗可以批量生產，這大大縮短了疫苗的生產時間，并且生產成本非常低；基因工程疫苗還可以通過檢測病源蛋白抗體，看出感染動物和免疫動物的差別；通過活載體可以形成多價聯合疫苗，起到“一針防多病”的效果。

2。2 運用過程中存在的問題

雖然基因工程疫苗的運用帶來了可觀的效果，但它并不完善，會出現一些安全上、免疫力上的問題，基因工程疫苗在運用過程中主要有以下幾個問題：基因工程疫苗雖然在安全問題上已有了很大的改善，其毒力反強的可能性也降到了很小，但這些問題并沒有得到徹底消除和解決，在安全問題上，DNA重組技術是否會對生物有一定的安全隱患，還有待研究；在DNA重組技術上，基因的穩定性和免疫原性等問題有待更深入的臨床測試，并且要考慮動物遺傳背景和個體差異性；在免疫程序的制定上，需要注意動物母源抗體和免疫效力等問題。基因工程疫苗的具體應用

3。1 亞單位疫苗

亞單位疫苗的研制出現引起了許多動物疾控中心的重視，不同種類的亞單位疫苗在應用之前都進行了相應的實驗，結果表明這種疫苗在動物疾病的防治上有著重要的作用，由上海生物工程中心研發的仔豬大腸埃希菌k88、k99雙頰基因工程滅活疫苗，由寧夏大學研發的羔羊、犢牛大腸埃希菌基因工程滅活疫苗，這兩種亞單位疫苗對于動物幼崽腹瀉問題都有重要的防治效果[3]。

3。2 活載體疫苗

活載體疫苗在對動物疾控上應用十分廣泛，它有著一針防多病的功效。常見的活載體病毒有痘苗病毒、禽痘病毒、火雞皰疹病毒等。通過國家相關部門長期的疫苗研究工作，目前研制的活載體疫苗正是一針多防，以H5亞型禽流感病毒HA與NA基因的重組禽痘病毒疫苗r FPV—HA—NA為主，也含有對禽流感病毒H5N1和H7H1的抵抗因素，并且能防治痘病毒的感染。結語

基因工程疫苗有多種類型，而每種類型都有相應的優勢和劣勢，會產生不同的效果，因此各地的疾控中心和相關部門要認清動物疾病的特點，全面了解和掌握各類疫苗的優缺點，合理地匹配，從而達到理想的防治效果。基因工程疫苗作為一種新型防治技術目前還沒有得到廣闊的發展空間，但就目前的生物技術來說，它在與傳統疫苗的相比，有一針治多病、研制程序簡化、可大規模生產等諸多優勢，可見它在動物疾控上的應用已經成為不可逆轉的趨勢。但它在安全、DNA重組技術、存在毒力反強等諸多方面的不完善也值得引起相關部門的重視，對其不斷完全完善，從而確保其安全性和有效性。

參考文獻

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[2]王壽富。基因工程疫苗在動物疾病防治中的應用[J]。北京農業，2014（33）：169—170。

[3]丁國嬋。基因工程疫苗在動物疾病防治中的應用[J]。當代畜牧，2013（18）：41。

第二篇：動物基因工程課程論文

青島農業大學 動物基因工程課程論文

題 目：

核酸分子雜交技術

姓 名：

學 院： 動物科技學院 專 業： 班 級： 學 號：

任課教師： 閔令江

二〇一二年四月二十日

…1…

核酸分子雜交技術

閔令江

閔令江

摘要：核酸分子雜交是核酸研究中一項最基本的實驗技術，其基本原理就是應用核酸分子的變性和復性的性質，使來源不同的DNA(RNA)片段按堿基互補關系形成雜交雙鏈分子。雜交雙鏈可以在DNA鏈和DNA鏈之間，也可以在RNA鏈和DNA鏈之間形成。雜交的實質就是在一定條件下使互補的核酸鏈實現復性，使雙螺旋解開成為單鏈。變性指核酸雙螺旋區的氫鍵斷裂，變成單鏈的無規則線團，使核酸的某些光學性質和流體力學性質發生改變，有時部分或全部生物活性喪失，并不涉及共價鍵的斷裂。復性指變性DNA在適當條件下，兩條彼此分開的鏈重新締合成為雙螺旋結構的過程。核酸分子雜交具有靈敏度高、特異性強等優點，主要用于DNA或RAN的定性、定量檢測。該技術已取得巨大突破，在醫學診斷中應用廣泛，而且DNA芯片技術已取得顯著成就。

關鍵詞：核酸分子

雜交

變性

復性

應用+

…2…

Nucleic acid member hybrid technology

majoring in Animal Medicine

Name GaoZhiCan

MiLingJiang

MiLingJiang Abstract: Nucleic acid hybridization in nucleic acids research is one of the most basic experimental technique, its basic principle is the application of nucleic acid denaturation and refolding of the nature, sources of DNA(RNA)fragment bases complementary relationship forming hybrid double-stranded molecules.Hybrids between double-stranded DNA DNA chain and chain, can also be formed between the DNA and RNA chains chains.Nature of the hybrid is the complementary nucleic acid chain under certain conditions of realization of complex, make double helix solved a single chain.Modified double helix of nucleic acids hydrogen bonds break, into a single chain of random coil so changed for some optical properties and fluid mechanics properties of nucleic acid, sometimes partial or total loss of biological activity, does not involve the breaking of covalent bond.Refolding of denatured DNA under appropriate conditions, two separate chains of association become the double-helix structure of process again.Nucleic acid hybridization with high sensitivity, specificity, and other advantages, mainly for qualitative and quantitative detection of DNA or RAN.The technology have made great breakthrough, widely used in medical diagnosis and DNA Microarray Technology has made remarkable achievements.Key words: Nucleic acid molecules Hybrid Degeneration Renaturation Application

…3…

引言

1961年Hall開拓了液相核酸雜交技術的研究，自此以后，由于分子生物學技術的迅猛發展，特別是20世紀70年代末到80年代初，分子克隆技術的出現、質粒和噬菌體DNA的構建成功、核酸自動合成儀的誕生，大大核酸探針的來源，新的核酸分子雜交類型和方法不斷涌現。按其作用方式可大致分為固相雜交和液相雜交兩種：液相雜交是指參加反應的兩條核酸鏈都游離在溶液中，而固相雜交是將參加反應的一條核酸鏈固定在固體支持物的支持物上，另一條參加反應的核酸鏈則游離在溶液中。

常用的固相雜交類型有菌落原位雜交、斑點雜交、Southern印跡雜交、Northern印跡雜交和組織原位雜交。液相分子雜交技術包括吸附雜交、發光液相雜交、液相夾心雜交和復性速率液相分子雜交等。液相雜交是一種研究最早且技術較復雜的雜交類型，不如固相雜交那樣應用普遍，主要是因為雜交后過量的未雜交探針在溶液中除去較為困難和誤差較高。因此在此主要介紹固相分子雜交類型及其應用。

一、斑點雜交

1、概述

斑點雜交首先由Kafatos等發展起來，用于在同一固相支持物上固定幾種核酸樣品，然后用合適的探針與已固定的樣品雜交，并由此判斷靶序列的濃度。通過估計樣品點發射出的信號的強度，與已知濃度的標準品信號強度進行比較，確定待測樣品中靶序列的量。

斑點雜交的原理是將DNA或RNA變性后直接點樣吸附于固相支持濾膜上，即印跡之后，膜作變性和中和處理，用UV照射尼龍膜或用烘烤法處理纖維素膜，將DNA固定。然后用標記探針與之雜交，洗滌去除未反應的探針，采用放射自顯影或顯色反應檢測顯示雜交信號，分析結果。將核酸樣品點種于固相支持濾膜上，可采用手工直接點樣或采用真空抽濾加樣器。后者點樣準確方便。

2、雜交方法【1】（1）、材料

20×SSC,甲醛，去離子甲酰胺。10%SDS,20×Denhardt液，1mol/L磷酸一氫 …4…

鈉（PH7.0）,底物緩沖液，親和素-堿性磷酸酶，5-溴-4-氫-3-吲哚乙酸，淡藍四唑等。其他還有恒溫水浴鍋、同位素探測儀、自動光密度掃描儀、真空抽濾加樣器、恒溫搖床、移液器、印跡等。（2）、操作步驟和方法

①樣膜的制備

a.核酸樣品的預變性 所取DNA及RNA樣品的量視情況而定，一般可加10～20ug.b.尼龍膜的預處理 c.點樣 d.固定

②預雜交

③雜交 a.配制雜交液 b.探針變性 c.雜交

④洗膜

⑤放射自顯影

⑥結果觀察

根據曝光點的有無、強弱，可以判定目的基因的有無及用量的多少。利用自動灰度掃描儀掃描曝光點，計算光密度值，可以進行半定量分析。對光敏生物素標記DNA探針的斑點雜交，出現藍紫色斑點者為陽性，未著色者為隱性。根據著色的深淺可以判定目的基因的多少。（3）、注意事項

①DNA的變性 斑點印跡的關鍵是DNA在轉錄后要完全變性，至少所有樣品的變性程度要一致。

②DNA樣品的純度 用Southern轉移時，電泳步驟有利于把雜質分出去，剩下要轉移的DNA就比較干凈。

③固相支持膜的選擇 理想的膜應符合以下要求：a.具有較強的結合核酸分子的能力；b.與核酸分子的結合穩定牢固；c.與核酸分子結合后，應不影響其與探針分子的雜交反應；d.非特異性吸附少；d.具有良好的機械性能。（4）、斑點雜交的應用 【2】

…5…

現在已有眾多學者應用該方法進行分支桿菌及其他病原菌的檢測和種屬鑒定，均取得了較敏感的檢測結果。同時應用該方法檢測序列變異時，若靶序列內存在突變，則其擴增產物在嚴格的條件下無法與探針雜交，無雜交信號就表示目的基因存在突變。近年來研究應用于單個堿基突變基因的診斷方法，其最大的特點就是簡便、快速而分辨率高。其最突出的優點是進行一個標本的基因分型只需1次雜交即可完成配合快速的DNA提取方法及電腦分析軟件得出，可以在一個工作日內完成所需的分型工作。

二、Southern印跡雜交

1、Southern印跡雜交的基本原理【3】

Southern印跡雜交指將經凝膠電泳分離的DNA片段轉移到合適的固相支持物上，再通過特異性的探針雜交來檢測被轉移的DNA片段的一種技術。其基本過程包括：樣品DNA的限制性內切酶水解，水解片段的瓊脂糖凝膠電泳分離，分離后水解片段的轉移，特異性的DNA片段的分子雜交，探針在雜交前用放射性標記或酶學標記，最后采用放射自顯影或化學發光法進行檢測。

2、Southern印跡法的基本過程【4】（1）、DNA樣品的酶切和電泳

a.用適當的限制性內切酶消化基因組DNA樣品；b.瓊脂糖凝膠電泳（2）、準備用于轉移的凝膠

（3）、DNA從瓊脂糖凝膠轉移到固相支持物

a.緩沖液的配制；b.準備轉移用膜；c.固定DNA于膜上

（4）、探針標記（5）、雜交

a.緩沖液及溶液

磷酸-SDS洗液Ⅰ

SDS洗液Ⅱ

預雜交/雜交液；b.預雜交；c.雜交（6）、洗膜

取出NC膜，在2×SSC溶液中漂洗5min，然后按照下列條件洗膜：

2×SSC/0.1%SDS,42攝氏度，10min

1×SSC/0.1%SDS,42攝氏度，10min

0.5×SSC/0.1%SDS,42攝氏度，10min

0.2×SSC/0.1%SDS,56攝氏度，10min …6…

0.1×SSC/0.1%SDS,56攝氏度，10min 實踐證明，當放射強度指示數值較環境背景高1～2倍時，是洗膜的終止點。上述洗膜過程中無論哪一步到達終點。都必須停止洗膜。（7）、雜交結果的檢測

a.放射性核酸標記探針的檢測

洗膜結束后，將洗完的膜浸入2×SSC中2min，取出膜，用濾紙吸干膜表面的水分，并用保鮮膜包裹。將膜正面向上，放入暗箱中，經磷鎢酸鈣增感屏前屏置于濾膜下，光面向上。在暗室的紅光下，將兩張X射線膠片壓在雜交膜上，再壓上增感屏后屏，光面向X射線膠片。合上暗盒，置-70攝氏度低溫冰箱中曝光。根據放射性的強度曝光一定時間后，在暗箱中去除X射線膠片，顯影、定影，一般用1～3天時間。洗片時，先洗一張X射線膠片，若感光偏弱，則多加兩天曝光時間，再洗第二張片子。b.非放射性核酸標記探針的檢測（8）、雜交膜的重復使用

將結合有探針的雜交膜浸入大量的洗脫液中，75攝氏度下溫育2h或在含有50%的甲酰胺與2×SSPE的溶液中于65攝氏度下保溫1h.然后取出雜交膜，在室溫下用0.1%×SSPE短暫漂洗，再將雜交膜置于紙巾上。除去大部分液體。用保鮮膜包裹。置暗箱中進行放射自顯影，以檢查是否所有探針已被除去，如果沒有雜交信號，說明探針已被洗脫干凈，可以用于第二輪雜交或干燥后保存備用。（9）、注意事項

a.雜交膜只能用干凈的平頭鑷子接觸，不可接觸手指，否則將造成背景問題。b.電泳結束后，應該確定酶切是否完全、電泳分離效果是否良好、DNA樣品有無降解等。

c.硝酸纖維素膜只能通過徹底干燥來進行固定，干燥后核酸與硝酸纖維素膜通過疏水相互作用力結合在一起，相互之間的結合力較弱。d.雜交體系的體積越小，效果越好。

e.雜交膜上出現斑點可能是由于封閉液中封閉劑濃度過低或封閉緩沖液配制時間過長，不能封閉雜交膜上的非特異性位點。

f.采用毛細管轉移法進行核酸轉移時，用prarfilm膜圍繞凝膠周邊，但不是覆蓋凝膠，依次作為屏障，阻止液體自流池直接流至凝膠上方的紙巾層中，紙巾對方不整齊容易從凝膠的邊緣垂下并與平臺接觸，這種液流的短路是導致凝膠中核酸轉 …7…

移效率下降的主要原因。

3、Southern雜交的應用進展【5】

不同個體在DNA結構上存在著差異，在不編碼蛋白質的區域及沒有重要調節功能的區域，DNA結構的個體差異更為明顯。基因組中一個特定的基因座位若存在兩種或兩種以上的狀態，而且其中任何一個等位基因在人群中的頻率不低于10%，這一現象稱為多態性。DNA多態性本質上是染色體DNA中核苷酸數目或排列順序的個體差異。

（1）、限制性片段長度多態性（RELP）

這種在同種生物不同個體間出現不同長度限制性片段的類型，稱為限制性片段長度多態性（RELP）。RELP具有極廣泛的用途，利用廣泛分布的RELP作為遺傳標記可以稱為對人類基因組制圖的基礎。當多態性順序與人類遺傳病基因位點相連鎖時，可以作為遺傳缺陷的產前診斷或鑒別雜合子攜帶者的標記，以及用于親子鑒定和群體研究等。主要方面包括：①生物體基因分型、分亞型；②癌基因分析；③遺傳病的診斷④HLA分型及遺傳結構分析。（2）、可變串聯重復多態性（VNTR）

人類基因組含有一些DNA重復序列家族，有些重復序列分散在基因組中，有些是以一系列短的串聯重復序列組成高變區，其串聯；串聯重復序列拷貝數可以相差很多，即出現可變數的串聯重復，因而高變區的長度變化很大，使高變區兩側限制性內切酶識別位點的固定位置隨高變區的大小變化而發生相對位移，造成RELP,稱為VNTR多態性。

迄今為止，VNTR的研究方法主要有四種：DNA指紋圖譜法、VNTR-RELP分析法、模板PCR擴增后的RELP或寡核苷酸探針（ASO）檢測法以及PCR擴增片段長度多態性分析法。（3）、擴增片段長度多態性(AELP)該法的分辨率、靈敏度明顯高于瓊脂糖凝膠電泳、放射性自顯影的方法，并且操作時間短，一般2h即可完成。他幾乎克服了Southern印跡雜交技術中的所有缺點，使VNTR在瓊脂糖電泳中連續分布的等為基因片段變成單獨分離的片段，使原來無法用Hardy-weinberg公式進行計算的基因頻率估計稱為可能。因此，該技術在遺傳病診斷、基因定位，尤其是法醫學上的應用日益廣泛。

三、Northern印跡雜交

…8…

1、Northern印跡雜交的基本原理【6】

與Southern雜交相似，Northern雜交也采用瓊脂糖凝膠電泳，將分子量大小不同的RNA分離開來，隨后將其原位轉移至固相支持物上，再用放射性標記的DNA探針或RNA探針，依據其同源性進行雜交，最后進行放射自顯影。以目標RNA所在位置表示其分子量的大小，而其顯影強度則可提示目標RNA在所測樣品中的含量。

2、雜交方法【7】

Northern雜交方法是單一基因表達分析的首先方法。經過二十多年的發展，Northern雜交方法比以前有了較大改進，其操作方法變得更加簡單，時間也比以前縮短了，其基本操作過程分以下幾大步驟： ①RNA的變性和分離 ②RNA轉移至固相支持物中 ③固相RNA與探針分子雜交

④對特異結合的探針分子進行檢測和分析。

3、northern雜交的應用與進展【8】

RNA凝膠印跡分析即Northern雜交分析，是分子生物學最常用的研究基因表達的方法。它可以將恒定的mRNA水平量化，同時給出相關的RNA是否存在、分子大小以及離散的RNA種類間的整體性等信息。近年又出現了一些可以定量檢測RNA的更靈敏的技術，如核酸酶保護分析、RT-PCR等方法，但這些技術只是Northern雜交方法的補充而并非取代。Northern雜交仍被看作是mRNA研究的標準操作，以為它相對簡單并且可獲得關于mRNA的多種信息。

（1）、反向Northern雜交和Northern雜交篩選mRNA表達（2）、高通量反向Northern印跡雜交和Northern雜交

四、原味雜交

1、基本原理【9】

原位核酸分子雜交技術簡稱原味雜交（ISH）,是應用序列已知并帶有標記物的核酸探針與組織、細胞中待檢測的核酸按堿基互補配對原則特異性結合而形成雜交體，然后再應用與標記物相應的檢測系統，通過組織化學或免疫組織化學方法在被檢測的核酸原位形成帶顏色的雜交信號，在顯微鏡下進行觀察，從而對組織細胞中的待測核酸進行定性、定位和相對性定量的一種研究方法。原味雜交屬于固 …9…

相核酸分子雜交的范濤，但它區別于固相核酸分子雜交中其他任何一種核酸分子雜交技術。原味雜交可檢測形態保存完整的染色體、細胞或組織切片中的特異核酸序列，與免疫細胞化學結合時，原位雜交還可將顯微拓撲學信息與DNA、mRNA及蛋白質水平的基因活動聯系起來，為從分子水平研究細胞內基因表達及基因調控提供了有效的工具，是組織化學或免疫細胞化學中革命性的突破。

2、原味雜交技術的基本方法【10】

原位雜交技術主要涉及四個方面：①雜交前準備，包括玻片準備、組織的固定及預處理、預雜交；②雜交；③雜交后處理，涉及雜交后的清洗；④顯示及結果觀察，顯示包括放射自顯影和非放射性標記的組織化學或免疫組織化學顯色。（1）、破片準備和組織固定

玻片包括蓋玻片和載玻片，應用熱肥皂水清洗，用自來水清洗干凈后，置于清潔液浸泡24H，清水洗凈烘干，95%乙醇中浸泡24H后用蒸餾水沖洗、烘干，烘箱溫度最好在150攝氏度或以上，過夜以除去任何RNA酶。

為保持細胞形態結構的完整及其DNA或RNA含量及位置盡可能的穩定，被測的生物樣品必須固定。DNA比較穩定而RNA很容易降解，對于DNA的固定來說，固定劑的種類和濃度并不十分重要。（2）、樣品的預處理

①內源性酶的滅活；②RNA酶的處理；③鹽酸處理；④去污劑處理；⑤蛋白酶處理

（3）、預雜交

為防止背景污染，有時要進行預雜交。預雜交液和雜交液比較起來只是不含探針和硫酸葡萄糖，其他成分相同。如果檢測染色體DNA，預雜交及雜交中的DNA必須先變性，但變性處理可能破壞染色體的形態，實際操作時，必須找到適當的方法在雜交信號與形態間取得平衡。（4）、雜交

雜交是將雜交液滴于切片組織上，加蓋硅化的蓋玻片以防止孵育過程中雜交液的蒸發，然后將玻片放在濕盒中進行孵育。（5）、雜交后的清洗

雜交后的清洗是為了除去非特異性的雜交，即探針與部分同源序列的結合、這種非特性雜交會干擾特異的雜交信號。由于這種雜交體的穩定性不及完全互補配 …10…

對的雜交體，控制雜交后洗脫液的嚴謹度就可以除去非特異的雜交，即采用系列不同濃度、不同溫度的鹽溶液逐步漂洗。（6）、免疫學檢測

根據核酸探針標記物的種類分別進行放射自顯影或利用酶檢測系統進行不同顯色處理。細胞或組織的原位雜交切片在顯示后均可進行半定量的測定。非放射性核酸探針雜交的細胞或組織可利用酶檢測系統顯色，然后利用顯微分光光度計對不同類型數量的核酸顯色強度進行檢測。

3、原位雜交的應用方向

原位雜交區別于固相核酸分子雜交中的任何一種核酸分子雜交技術。其他雜交方法正能證明該病原體、細胞或組織中是否存在待測的核酸而不能證明該核酸分子在細胞或組織中存在的部位，而原位雜交是經適當處理后，使細胞通透性增加，讓探針進入細胞內與DNA或RNA雜交，因此可以確定探針的互補序列在胞內的空間位置，這一點具有重要的生物學和病理學意義。例如，對致密染色體DNA的原位雜交可用于顯示特定的序列的位置；對分裂期間核DNA的雜交可研究特定序列在染色質內的功能排列；與細胞RNA的雜交可精確分析任何一種RNA在細胞中和組織中的分布。此外，原位雜交還是顯示細胞亞群分布和動向及病原微生物存在方式和部位的一種重要技術。

五、菌落原位雜交【11】

菌落原味雜交是將細菌從培養平板轉移到硝酸纖維素濾膜上，然后將濾膜上的菌落裂解以釋放出的DNA。將DNA烘干固定于膜上與磷32標記的探針雜交，放射自顯影檢測菌落雜交信號，并與平板上的菌落對位。實驗步驟如下：

①將硝酸纖維素濾膜置于含抗生素的平血瓊脂培養基上，用無菌牙簽挑去單菌落種于濾膜和主瓊脂平板上，排列成方格柵，膜和板上菌落位置相同。②培養細菌至產生1~2mm大小的菌落。

③在一塊平血中置4張濾紙，用10%SDS浸透，倒掉多余液體。將帶有菌落的濾膜取下，輕輕置于濾紙上，菌落面朝上，注意防止在濾膜底面存有氣泡。④5min后，將濾膜轉至用變性溶液，（0.5mol/L NaCl,0.5mol/L Tris-NaCl）浸濕的濾紙上，放置10min。

⑤將濾膜轉至中和溶（0.5mol/L NaCl,0.5mol/L Tris-HCL，Ph8.0）浸濕的濾紙上，…11…

放置10min。重復中和一次。

⑥將濾膜移至用2×SSPE溶液浸過的濾紙上，放置10min。SSPE配成20×貯備液：3.6mol/L NaCl,0.2mol/L NaH2PO4(Ph7.4),20mmol/L EDTA(Ph7.4)。⑦將濾膜將濾紙吸干，80攝氏度真空烘干2h。

致謝:

化學工業出版社及生物-醫藥出版社聯合出版的《核酸分子雜交技術》 參考文獻：

[1] 瘋作化，皇甫永穆主編，醫學分子生物學。第2版，武漢：武漢出版社，2000 [2] 黃培堂等譯，分子克隆實驗指南，第3版，北京：科學出版社，2002

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第三篇：動物在生物圈中的作用教案

動物在生物圈中的作用教案

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教學目標：

．知識目標

①說出動物在促進生物圈的物質循環中的作用。（重、難點）

②舉例說出動物在維持生物的生存和穩定中所起的作用。（重點）

③概述動物在自然界中的作用。（重點）

2．能力目標

通過討論活動，培養學生從圖文資料中捕獲信息、處理信息，分析、解決問題的能力。

3．情感、態度與價值觀目標

①初步確立生態學觀點，認同動物是生物圈中重要成員的觀點。

②能夠從自己的言行和身邊的小事出發，形成自覺保護動物的意識。

課前準備：

多媒體，視頻資源《動物幫助植物傳粉、傳播種子和果實》、《美麗的大森林》，音頻資源《一個真實的故事》，學生搜集動物與人類的關系。

教學過程：

一、創設情景、激發興趣

播放視頻《美麗的大森林》。

請大家談談這個大森林“美”在哪里？

學生欣賞、體會動物與植物和諧之美。

師：同學們，我們所看到的這些美景可能將不復存在，人類可能將面臨一個沒有鳥、蜜蜂和蝴蝶的寂靜世界。

生：會嗎？（很驚奇的樣子）

師：這決不是危言聳聽，這是美國科普作家雷切爾.卡遜在作了大量有關殺蟲劑破壞生態的調查后，在《寂靜的春天》一書中所描述的現象：（展示）一種奇怪的寂靜籠罩了這個地方。這是一個沒有聲息的春天。清晨早起，原來到處可以聽到鳥兒的美妙歌聲，而現在一切聲音，都沒有了，只有一片寂靜覆蓋著田野、樹林和沼澤。榆樹正在死去，鳥兒也在死去。

師：正是這本不同尋常的書，引起了全世界人們對野生動物的關注，喚醒了人們保護環境、保護野生動物的意識。那么動物在生物圈中有什么作用呢？

【設計意圖】利用視頻資源，讓學生在聆聽鳥兒的優美的歌聲，觀察動物運動和捕食。用具體的自然現象，激發學生的探究興趣。教師隨后提出，我們可能會在今后的某一天將不會看到這些動物，學生會產生強烈的好奇心，進一步激發學生更強的探究欲望，從而順利的導入本節課的學習主題。

二、引導探究、層層推進、自主學習：動物促進生物圈的物質循環。

閱讀教材100頁，思考：

（1）動物是如何獲取生命活動所需要的營養物質和能量？動物獲取的食物直接或間接

是來自哪種生物？動物和植物獲取營養和能量的方式一樣嗎？

（2）動物是通過哪一種生理活動為生命活動提供能量？動物和植物為生命活動提供能

量的方式一樣嗎？

（3）動物的呼吸作用分解有機物，產生的二氧化碳、水以及動物的遺體及糞便被食腐

生物分解，釋放出來二氧化碳、無機鹽等又被哪種生物利用了？

（4）以二氧化碳為例，談談二氧化碳主要通過哪些途徑被釋放到大氣中，再次被植物

利用的？假如有一天，動物消失了，對二氧化碳的循環有影響嗎？

（5）通過以上分析，你認為動物在生物圈中有什么作用？

2、觀察下圖小組討論，師生交流解決問題：

（1）動物通過取食綠色植物或其他動物獲取有機物和能量。動物直接或間接以植物

為食。植物通過光合作用，制造有機物，儲存能量。

（2）動物和植物都可以在細胞內呼吸作用，將有機物分解產生二氧化碳和水等無機

物，釋放出能量。

（3）二氧化碳和水被植物光合作用合成有機物。無機鹽被植物的根吸收。

（4）二氧化碳被釋放的途徑有：植物的呼吸作用釋放，動物的呼吸作用釋放，腐生

生物分解植物的遺體釋放，腐生生物分解動物遺體和糞便釋放。

假如動物消失了，生物圈中的物質循環將不能順利進行。植物將自生自滅，只有

等到植物死亡才能被腐生生物分解，有機物才可以被分解產生無機物，物質循環緩慢；而且植物由于缺少了動物為它提供的光合作用的原料，特別是二氧化碳，植物光合作用會減弱，進而影響物質的循環；甚至有些植物因為沒有動物的幫助，無法繁衍而滅絕。

教師為了更好的幫助學生理解動物促進生物圈的物質循環，展示生物圈Ⅱ號。

“生物圈Ⅱ號”是美國建于亞利桑那州圖森市以北沙漠中的一座微型人工生態循環系統，因把地球本身稱作生物圈I號而得此名。1991年9月26日共8名科研人員首次進駐生物圈Ⅱ號，1993年6月26日走出,停留共計21個月，最終宣告失敗。科學家分析失敗的原因：第一，二氧化碳增多、氧氣減少、水循環失調。第二、生物種內關系的失調。引進的主要是植物，而動物、細菌和真菌的種類和數量都較少，導致物質循環不能正常進行。

師：生物圈Ⅱ號實驗的失敗，進一步的證實了動物在生物圈中的作用。

（5）學生嘗試進行總結歸納：植物通過光合作用將無機物轉化為有機物，動物直接或間接以植物為食，獲得有機物，通過呼吸作用和遺體及糞便的分解，又將有機物轉化為無機物，從而加快和促進生物圈中的物質循環。

教師板書：動物促進生物圈中的物質循環。

師過渡：沒有植物，動物無法生存；那沒有動物，植物是不是可以很好的生活呢？

【設計意圖】在這一個內容的處理上，教師首先設計一些層次性問題，指導學生自主學習，逐步剖析，層層深入；然后，教師進一步展示物質循環圖，讓學生有所抓手，能夠更好地進行分析總結，更深入的理解。

3、分析資料，合作探究：動物維持生物的生存和穩定。

【資料一】

觀察下圖，并觀看視頻資料《動物幫助植物傳粉、傳播種子》，思考：動物與植物有什么關系？

學生小組交流，激烈討論后回答：

生1：有些動物能幫助植物傳粉。

生2：有些動物能幫助植物傳播種子。

生3：動物的運動，使動物的活動范圍廣，能將種子傳播到很遠的地方，擴大植物的分

布范圍。

生4：以上都能說明：動物可以促進植物的繁衍生息。

【資料二】渡渡鳥和大櫨欖樹

渡渡鳥曾是印度洋毛里求斯島上一種不會飛的大型鳥類，體重可達23千克。由于荷蘭人登陸毛里求斯島后隨意捕殺，渡渡鳥于1681年就滅絕了。隨后，人們發現島上的大櫨欖樹也漸漸稀少。到了20世紀80年代，這種樹只剩下13株了。

渡渡鳥滅絕300年后的1981年，生態學家坦普爾測定這13株大顱欖樹的年輪后發現，它們的樹齡正好是300年。這個巧合引起了坦普爾很大的興趣。一天，他找到了一只渡渡鳥的骨骸，伴有幾顆櫨欖樹的果實。

他想，也許渡渡鳥與櫨欖樹種子的發芽能力有關。現在渡渡鳥是沒有了，但像渡渡鳥那樣不會飛的大鳥還存在著的如吐綬雞。于是，他讓吐綬雞吃下櫨欖樹的果實。幾天后，從吐綬雞的糞便中找到了櫨欖樹的種子。這些種子外殼由于吐綬雞嗉囊的研磨已不像原先那么堅厚了。坦普爾把這些經過吐綬雞“處理”過的櫨欖樹種子種在苗圃里。

不久，居然綻出了綠油油的嫩芽。這，不就是在地球上停止萌發了300年的櫨欖樹的樹苗嗎。櫨欖樹的不育癥被治好了，這種寶貴的樹木終于絕處逢生。

請你說說從渡渡鳥與大櫨欖樹的故事，你有哪些啟示?

生1：渡渡鳥與大櫨欖樹相依為命，相互依賴，構成了巧妙的生態關系。

生2：鳥以果實為生，鳥又為樹催生。它們一榮俱榮，一損俱損。殺滅了渡渡鳥，實際上也就扼殺了大櫨欖樹的生機。

生3：有些動物可以促進植物的繁衍生息。

師：通過以上兩個資料分析，你可以得出什么結論？

生1：動物促進植物繁衍。

生2：動物與植物之間存在著相互依賴，相互制約的關系。

師過渡：動物與動物之間又存在著什么關系呢？出示資料三。

【資料三】

麻雀為雜食性鳥類，主要以昆蟲和植物種子為食。20世紀50年代，它一度被人們列為“四害”之一，遭受到嚴重捕殺。具有關資料記載，上海市在5天內就消滅麻雀68萬6千172只，獲雀卵26萬5千968只。據各地不完全統計，1958年全國共捕殺麻雀2.1億余只，可憐的麻雀所剩無幾。

959年春，上海等一些大城市的樹木發生了嚴重的蟲災，有些地方人行道兩側的樹木葉子幾乎全部被害蟲吃光。1960年3月，毛澤東為中共中央起草關于衛生工作的指示，為麻雀平反。

后來隨著捕殺行為的終止，麻雀的數量得以恢復，蟲災得到了有效控制。現在，麻雀已被列為我國二級保護動物。

、為什么上海等地樹木發生嚴重蟲災？

2、害蟲、麻雀與樹之間存在怎樣的關系？

3、你怎么看待麻雀，它是益鳥還是害鳥？

4、你認為能不能隨意殺滅某種動物？為什么？舉出其他實例來說明。

5、從捕殺麻雀到保護麻雀，從麻雀與害蟲數量的變化關系，可以說明了什么問題？

學生討論交流后回答：

生1：害蟲失去麻雀這個天敵，大量繁殖，危害樹木。

生2：麻雀捕食害蟲，害蟲危害樹木。麻雀減少，害蟲就會增多，樹木就會被危害，樹

木也會減少。麻雀與害蟲、樹木之間存在著相互依賴和相互制約的關系，麻雀對維

持害蟲和樹木的數量相對穩定起著十分重要的作用。

生3：麻雀雖然有時危害農作物，但也是許多害蟲的天敵，能大量捕食農業害蟲，功還

是大于過的。我們應辨證的看待動物，而且不要過多的干預他們，要合理地保護、開發、利用。

教師可以引導學生舉出實例，同時教師準備一個實例：①人們為了保護北美馴鹿，大規模的捕殺草原上的狼，但過了一段時間后，草原被馴鹿破壞得很嚴重，于是，人們不得不把狼“請”了回來。

生4：通過以上這些事例，我們可以看出，不能隨意捕殺某種動物，如果隨意殺滅某種

動物，就會直接或間接地影響其他生物的生存，甚至造成自然災害。

生5：說明了動物能維持生態平衡，動物與動物之間也存在著相互依賴、相互制約關系。

【教師小結】通過以上三個資料可以看出：在自然界中，動物與動物之間以及動物與其他生物之間存在著相互依賴、相互制約的關系，它們對維持生物圈中生物的種類和數量的相對穩定起著十分重要的作用。動物是生物圈中重要成員，在生物圈中占有重要的地位。

教師板書：動物維持生物的生存與穩定。

【設計意圖】將教材上的資料一，轉換成圖片和視頻，知識變的更直觀更形象，更易掌握。將資料二和資料三的內容進行進一步補充，讓這個資料更加充實，能更好的幫助學生理解，同時教師設計相關的問題，層層深入，逐步剖析，讓學會更有深刻的理解。

三、拓展提升、人類作為生物圈中的一員，無時無刻不與動物有著聯系，動物與人類的生活息息相關。你能舉例說明動物與人類的關系嗎？學生展示課前搜集的資料。

生1：動物為人類提供了食品，如：奶、蛋、肉.......生2：保護著我們生存的環境，如：蚯蚓、啄木鳥、麻雀、壁虎.......生3：科技方面的應用：仿生學、基因工程、生物制藥、生物反應器.......2、人類活動的影響使動物的種類不斷減少，棲息的環境逐漸惡化，甚至威脅到人類自身的生存。

出示資料：近代物種的喪失速度比自然滅絕速度快1000倍，比形成速度快100萬倍，物種的喪失速度由大致每天一個種加快到每小時一個種。

目前，世界上已有593種鳥、400多種獸、209種兩棲動物和爬行動物以及XX0多種高等植物瀕于滅絕。

3、針對動物的生存出現的現狀，我們要怎么去做？

生1：我們應該保護環境，愛護動物，珍愛大自然!

生2：保護動物的棲息地，不要亂砍亂伐，給它們營造一個良好的生存環境。

生3：不要隨意捕食它們，愛護身邊的每一只小動物！

生4：做實驗時不要傷害動物，實驗結束及時放回大自然

生5：教育身邊的其他人，保護動物，保護生活環境。

師：愛護動物已成為目前世界十大環保工作之一。10月4日定為世界動物日，并自20世紀20年代開始，每年的這一天，在世界各地舉辦各種形式的紀念活動。

教師展示徐秀娟的資料，播放歌曲《一個真實的故事》，對學生進行愛護動物的思想教育。

徐秀娟（1964—1987）女，1964年10月出生于黑龍江省齊齊哈爾市一個滿族漁民家庭，一個養鶴世家。她從小就受到了良好的家庭教育。徐秀娟小時候常幫著父母喂小鶴，潛移默化中也愛上了丹頂鶴。1987年為尋走失的天鵝溺水犧牲。被追為烈士，譽為“中國第一位馴鶴姑娘”。

【設計意圖】進一步聯系動物與人的關系，人類活動對動物的影響，出示動物的滅絕速度，由此讓學生認識到保護動物，愛護環境，已經迫在眉睫，并付諸行動；最后展示徐秀娟事跡，播放歌曲《一個真實的故事》，做到情感的升華，從而培養學生形成愛護動物，人與動物和諧相處、持續發展的意識。

四、課堂總結

動物直接或間接地以植物為食，能夠促進生物圈的物質循環。有些動物能夠幫助植物傳粉，有些動物還能夠傳播種子等，直接或間接地起到了維持其他生物的生存和穩定作用。

每種生物都不僅僅是為人類而存在的，每種生命并無高低貴賤之分，都同樣完美，都是這個星球上獨具價值和天賊的，都具有平等的生存權利。失去了動物，人類將面臨像中生代的恐龍一樣的命運。就讓我們一起努力，讓蕾切爾.卡遜的《寂靜的春天》永遠都不要出現！讓春天因為動物吵鬧起來吧！

五、課堂達標檢測題、下列例子中，哪一項不能體現動物在生物圈中的作用（）

A．螞蟻群體成員之間分工合作，共同維持群體的生活

B．重慶某地遭遇罕見蝗災，緊急請求支援大量的青蛙、麻雀和蛇

c．為了提高農作物的產量，在溫室大棚中放養蜜蜂或熊蜂

D．蒼耳果實表面的鉤刺鉤掛在路過動物的皮毛上

2．麻雀曾被認定為主要害鳥，２０世紀５０～６０年代，我國曾開展過大規模的“剿滅麻雀”運動，現在又發出了保護麻雀的呼聲，對此以下說法不正確的是（）

A．現在的麻雀被人們的“剿滅行動”嚇怕了，變乖了，不啄食和糟蹋農作物。

B．現在認識到麻雀只是在食物非常稀缺時或繁殖季節才危害農作物，平時啄食害蟲。

c．現在人們認識到自然界中各種生物間是相互依賴，相互制約的，麻雀在自然界的。

生態平衡中扮演了重要角色。

D．大量捕殺麻雀，破壞了食物網的穩定，影響了其它生物的生存。

3．有一種名為鬼切草的植物,當人在草叢中行走時,褲角上常被沾上一些帶刺的“針”，人在這一過程中所起的作用是

A.毀壞了鬼切草

B幫助鬼切草傳播種子和果實

c.人對鬼切草不會產生作用

D.以上答案都不對

4、在一優良草種繁育基地，人們為了防止鳥吃草籽，就用網把草地罩了起來，結果草

地還是受到了極大的破壞，發生這種現象的原因是（）？

A、土壤肥力不夠

B、鳥通過某種方法吃到了草籽

c、食草昆蟲大量繁殖,將草吃掉 D、氣候條件不好

5.澳大利亞草原廣闊，牧草豐茂。20世紀初，該國引進了大量的黃牛。幾年以后，草原

被大量的牛糞覆蓋，嚴重影響了牧草生長。政府在科學家的建議下，又引進了蜣螂。

蜣螂能把牛糞滾成團并埋到地下。沒過多久，草原又恢復了生機。

（1）澳大利亞政府引進大量的黃牛，對草原產生了什么影響？

（2）澳大利亞政府為什么后來又引進了蜣螂？

【板書設計】

第五節動物在生物圈中的作用

第四篇：《動物在自然界中的作用》教案

教學設計的指導思想：

本節課著重體現從生物圈的高度認識動物行為對環境的影響，本著動物和自然和諧發展的理念，引導組織學生收集資料，激發學生學習興趣，養成主動探究，勤于思考的習慣，進一步培養收集和處理信息的能力，分析問題和解決問題及參與社會管理的能力。通過本節課的探究，感受到動物行為對生態環境的影響，從而意識到人類對生物圈所應承擔的責任及應當履行的義務，增強環保意識。教材內容分析和學情分析： 教學目標：

1.舉例說明動物在維持生態平衡，促進生態系統的物質循環和幫助植物傳粉、傳播種子等方面的作用。

2.認同動物是生物圈中重要成員的觀點，培養學生愛護動物，保護動物的情感。3.辯證地認識動物與人類的利害關系。教學重難點

1.動物維持生態平衡，促進生態系統的物質循環和幫助植物傳粉、傳播種子等方面的作用。2.認同動物是生物圈中重要成員的觀點，培養學生愛護動物，保護動物的情感。板書設計

第三章 動物在生物圈中的作用 第一節 動物在自然界中的作用

一、在生態平衡中的重要作用

1.生態平衡：生態系統中各種生物的數量和所占的比例總是維持在相對穩定的狀態。2.動物在維持生態平衡中起重要作用。

二、促進生態系統的物質循環

三、幫助植物傳粉，傳播種子 1.傳粉 2.傳種

四、某種動物數量過大時，也會對植物造成危害 教學過程設計

【復習舊知識導入】

教師：我們在七年級已經學習了生態系統，大家回憶一下生態系統的組成成分有哪些？生產者在生態 系統中起什么作用？消費者在生態系統中又起著怎么樣的作用呢？ 生：生態系統組成包括生物部分和非生物部分，生物部分有：生產者（綠色植物），消費者（所有的動物），分解者（細菌和真菌），生產者可以為生態系統中所有的生物提供有機物。教師：作為消費者的動物在生態系統中又起著怎么樣的作用呢？我們今天就一起來學習動物在自然界中的作用。

（板書：第一節 動物在自然界的作用）

教師：請同學們閱讀課本44~45頁，并思考以下幾個問題。

1.為什么有關專家呼吁要保護麻雀？麻雀少了，農作物的收成有更好嗎？ 生：沒有（隨便回答）教師：麻雀不只是吃農作 物，它還是許多害蟲的天敵，雖然麻雀平時多食谷類，對人類有害，但在生殖季節大量捕食農業害蟲，間接地保護了莊稼，如果把麻雀都消滅了，那么農業害蟲就會大量增加。

2.兔子數量的增加主要原因是什么？ 生：狼的數量減少了

教師：狼的數量減少了，兔子就可以生活得更安心，繁殖越快，同時草原上的草被兔子吃掉了，在這里草，兔子和狼存在一種什么關系呢？ 生：吃與被吃的關系。

教師：在生態系統中，消費者與生產者之間吃與被吃的關系，我們稱之為食物鏈 狼是否可以濫捕亂殺？這樣做會造成什么樣的嚴重后果？

生： 狼也不可以濫捕亂殺，如果狼被大量消滅，因為從草→野兔→狼這條食物鏈可以看出那么草食動物兔的數量就會劇增，結果是牧草被大量食用，加速了草場的退化，加速了土地沙漠化。食物鏈中的生物都是相互制約的。

教師：所以我們不能隨意滅殺某種動物，每種動物在食物鏈中都占據重要的地位，一旦被大量滅殺，就會使這條食物鏈發生斷鏈現象，生物之間的相互制約就會失控。教師：我們不能隨意滅殺動物，那各種動物的數量能不能無限地增長？為什么？ 生：是不能無限增長的（隨意回答）

教師：我們可以從一條簡單的食物鏈來分析如：草→吃草的昆蟲→吃蟲的鳥這條食物鏈中各種生物數量的消長關系。

生：1）.草多時，吃草的昆蟲數量也隨著增多。

2）.吃草的昆蟲增多了又使吃昆蟲的鳥類數量增多。

3）.昆蟲數量的增多，使得草大量被吃，數量下降，而吃昆蟲的鳥的數量增多。4.）鳥類的增多和草的減少，又使得昆蟲的數量下降，進而使草的數量得以恢復。

教師：從以上分析中我們可以看出，食物鏈和食物網中的各種生物之間存在著相互依賴，相互制約的關系。在生態系統各種生物的數量和所占的比例總是維持在相對穩定的狀態，這種現象就叫做生態平衡。（板書：1.生態平衡——在生 態系統各種生物的數量和所占的比例總是維持在相對穩定的狀態）

生態平衡是一個動態平衡，相對穩定，如果食物鏈或食物網中某個環節出了問題，就會影響到整個生態系統，而動物在維持生態平衡中起著重要作用。（板書：2.動物在維持生態平衡中起著重要作用）

教師：在生態系統中，動物是充當消費者的角色，消費者是如何獲得有機物的呢？植物可以利用二氧化碳和水制造有機物儲存在植物體內。

有機物是怎樣變成二氧化碳和水被植物利用的？這一過程中動物起什么作用？

動物作為消費者，直接或間接地以植物為食，動物吃的東西要經過消化和吸收很快就可以將有機物分解，釋放能量同時也產生二氧化碳，水和一些無機鹽。如，我們呼出的二氧化碳，排出的糞便等，可以被生產者利用。動植物的糞便或者遺體經過分解者的分解后也能釋放二氧化碳、各種無機鹽等，最終被植物利用。

這兩種方法都可以將植物制造的有機物返回無機環境中，哪一種方法快呢？（舉例）生：前一種方法快。

在這一過程動物促進了有機物的循環利用。因此，我們可以概括為動物促進生態系統的物質循環。

（板書：

二、促進生態系統的物質循環）

我們可以根據動物促進生態系統的物質循環這一過程的理解，用一個圖解來表示（請一學生在黑板上畫出：）植物 動物

遺體 分解者 遺體和排泄物 無機環境

除此之外，動物還幫助 植物傳粉、傳播種子（板書：

三、幫助植物傳粉、傳播種子）大家看看書本46頁的彩圖，認真思考下面的問題：

1.丸花蜂和蜜蜂在在吸食花蜜，采集花粉時對植物產生了怎樣的影響？

2.蒼耳的果實可以勾掛在動物的皮毛上被帶到很遠的地方，這對植物有什么作用？ 3.榛睡鼠的儲食行為對植物有什么意義？ 生：1.幫助植物傳粉。

2.蒼耳的果實可以勾掛在動物的皮毛上被帶到很遠的地方，擴大了植物的分布范圍。3.榛睡貯存的果實和種子在環境適宜的情況下可以萌發，擴大了植物的分布范圍。很好，以上事實說明，動物和植物在長期生存發展中，形成相互依存，相互適應的關系 動物可以幫助植物傳粉、傳播種子。使植物順利地繁殖后代，有利于擴大植物地分布范圍。很多時候動物對植物產生積極作用，當某些動物數量過多時，也會對植物造成危害，如蝗災等，如課本46頁下面的彩圖圖ⅴ-22。：

動物的作用如此之大，在生活中，對于有益的動物我們必須加以保護，危害較大的動物我能必須設法控制，同學們思考有哪些控制害蟲的方法呢？

大家想到很多，有些很好。為了保護環境，應該盡量不用農藥，現在人們正在探索“生物防治”這種新途徑防治害蟲，請同學們閱讀教材47頁，并回答：什么時生物防治？常用的生物防治方法有哪些？ 討論 后回答

引進益鳥，捕食害蟲 噴灑農藥，毒殺害蟲

培養害蟲的天敵，用有益昆蟲防治害蟲

生物防治就是利用生物 來防治病蟲害。常用的生物防治方法有“以蟲治蟲 ”“以鳥治蟲”和“以菌治蟲”等

通過對生物界中動物作用的分析，不難看出，動物是生態系統的重要組成部分,通過食物鏈和食物網,相互依賴,相互制約,維持著生態平衡,并促進生態系統的物質循環,還幫助植物傳粉,傳播種子,與植物形成了相互適應,相互依存的關系.生物圈是一個統一的不可分割的互相影響和制約的整體，所以我們人人應該保護環境，愛護動物。分析題

在草原上，人們放牧的牛馬是否牛肥馬壯，在一定程度上取決于鷹的數量。原因是：鷹愛吃田鼠，田鼠愛吃蜜蜂窩中的幼蟲和蜜，蜜蜂是三葉草傳粉時必不可少的媒介，三葉草又是牛馬的主要食物。請仔細分析它們之間的關系后回答：

1.假若鷹數量較多時，_____________減少，_____________增多，_____________生長旺盛，牛馬因食物充足而牛肥馬壯。

2.假若鷹被人類大量捕殺或因其他原因大量死亡時，_____________會大量增加，_____________會大量減少，_____________就長不好，牛馬會因_____________不足而瘦弱。答案：1.田鼠 蜜蜂 三葉草 2.田鼠 蜜蜂 三葉草 食物

課件說明： 課件名稱：《動物在自然界中的作用》

背景信息：動物在自然界中作用的文字、視頻、圖片等信息。

設計意圖：把與動物在自然界中作用相關的文字資料、圖片資料整合到課件中，按教學過程呈現給學生，在此基礎上，組織學生觀察、思考、探究，探究出動物在自然界中的作用，從而對生物圈中的動物，形成較全面的認識。通過多媒體教學，充分調動學生學習的積極性，多方位地調動眼、耳、腦等器官，增強學習效果。

結 構：課題、提綱、問題探究、小結、達標測評、結束語等。

“動物在自然界中的作用”課后反思 萍鄉四中 王志剛

本節課是八年級生物中探討動物的作用一課，教材內容不多，素材平淡，不能很好的激發學生的學習積極性，我認真研讀課標之后，認為利用這一節培養學生關愛動物的情感是非常重要的學習目標，在對教材進行了一些處理后，收到了良好的教學效果。

一、研讀生物新課程標準，對教材順序進行合理調整。

1、將動物能幫助傳粉、傳播種子作用提前

按學生的認知規律，他們對生活中動物的作用認識較多，首先打開他們的思路提出多方面的認識，然后我采用相應的動物圖片進行拓展，讓學生體驗到一種成就感。為避免學生只 進行淺表思維，我選取視頻《動物能幫助傳粉、傳播種子》將學生認識引向深入。

2、引導學生上升到生物圈高度，認識動物能促進物質循環

學生在認識事 物的過程中，有時可能是“只見樹木，不見森林”，只能體會到某些動物的具體作用，對動物對 整個生物圈的作用認識有一定的困難和疑惑，我借助生物圈ⅱ號實驗失敗原因，首先肯定沒有動物，人類無法生存。然后我展示有魚、草的生態瓶與只有草的生態瓶生活狀態的區別，引導學生認識到動物對促進物質循環作用，再用視頻《動物能促進特質循環》將疑惑迎刃而解。

3、將動物維持生態平衡作用這一難點放在較后位置，將教學重點定位在培養學生保護動物并與動物和睦相處的情感目標上。

為避免過分糾纏于食物鏈和食物網的知識細節，我采取讓學生討論案例得出生態系統中每一個動物都很重要，然后由學生進行角色扮演模擬食物鏈的環環相扣將教學推向高潮，順利突破難點得出動物有維持生態平衡的作用，并以鏈的斷裂讓學生認識到如果人類隨意干預就會造成引一發而動全身的后果，為滲透動物的保護打下伏筆。

二、選取合適的新聞資料對教材資料進行拓展，修改并完善書本討論題。

我用“歐美國家競相引狼入室”的新聞引發話題，只提供給學生事情的前因，讓學生推測后果，與事實相吻合，培養學生分析問題的能力。從麻雀事件培養學生辯證看問題的態度。對資料中動物數量關系的變化，只以一條典型食物鏈略作分析，得出動物能維持生態平衡的認識即可。

三、從身邊入手，從生活入手，提升保護動物的意識。

讓學生認識動物的重要性之后，讓學生反思自身和身邊所見所聞對待動物的不同態度，視頻觀看人類對待動物的虐待行為，激起學生的公憤，及時讓他們尋求切實可行的保護措施，將保護動物的意識滲透到學生心靈深處。

最后我就目前還未有定論的“野生動物狩獵權的拍賣”問題，提供給學生相關背景資料，由學生自己思考作出明智選擇，對學生意見我未給予肯定與否定的判斷，但給學生一個導向：不論持何種觀點，都必須是為了更好地保護動物，這才是我們共同的目的。

本節課后，自我感覺離我預設的理想效果還有一段距離，除了臨場發揮不夠好；媒體聲音太小；音樂未能順利播放影響效果等問題外，感到遺憾的主要問題有：

1、課件制作水平有待進一步提高

2、學生在認識動物在自然界中的作用的教學環節中，由特殊到一般的認識規律可進一步深化。野生動物狩獵權 的拍賣環節時間較為倉促，未能留給學生足夠的思辯時間，使這一好素材未得到充分發揮。

3、作為一門實驗學科，本節課還可突出學科特點引入實驗因子，如有條件可由學生課前制作生態瓶，將實驗過程攝錄下來，課堂播放，這樣可以讓學生更好地理解動物對物質循環的促進作用。

回顧本節課的教學，需要改進的地方可能還很多，敬待專家及同仁的指點。總的來講，這節課讓我受益匪淺，既提高了教學能力，更重要的是在教學觀念上得以及時更新，對今后更好的研究課堂教學起到了積極的指導作用，我的教學能力和教學理念都將與新課程一道成長。

第五篇：基因工程在食品工業中的應用

基因工程在食品工業中的應用

摘要：生物技術發展日新月異，基因工程的應用已經滲透到工、農、衣、國防和環保等各個領域，深刻影響著人類的生活和社會的進程；當然，基因工程技術在食品中的應用也越來越廣泛。它具有從本質上改變生物及食品性能的特性，因此越來越受到食品科技工作者的重視。本文闡述了基因工程的定義，詳細介紹了基因工程食品的由來，并介紹了基因工程在食品原料改良中的應用；基因工程在食品發酵中的應用；基因工程在農副產品加工中的應用，同時，展望了基因工程技術在食品工業領域中的美好發展前景。

關鍵詞：基因工程

食品工業

食品原料改良

食品發酵

農副產品

Application of genetic engineering in food industry Abstr act: Changing biotechnology and genetic engineering applications have penetrated into industry, agriculture, national defense, clothing, and the environmental protection and other fields, and deeply influenced the process of human life and society;Genetic engineering application in the food, of course, also more and more widely.It has essentially changed biological and food performance characteristics, so more and more brought to the attention of the food science and technology workers.This paper expounds the definition of genetic engineering, gene engineering was introduced in detail the origin of the food, and introduces the application of genetic engineering in food raw material improvement;The application of genetic engineering in food fermentation;Genetic engineering application in the agricultural and sideline products processing, at the same time, discussed in the field of genetic engineering in food industry good development prospects.Key word: Genetic engineering

food industry

food raw material improvement

food fermentation

agricultural and sideline products

一、基因工程的定義

狹義：指用體外重組DNA技術去獲得新的重組基因；

廣義：指按人們意愿設計，通過改造基因或基因組而改變生物的遺傳特性。如用重組DNA技術，將外源基因轉入大腸桿菌中表達，使大腸桿菌能夠生產人所需要的產品；將外源基因轉入動物，構建具有新遺傳特性的轉基因動物；用基因敲除手段，獲得有遺傳缺陷的動物等。

基因工程食品: 基因工程食品是指利用生物技術改良的動植物或微生物所制造或生產的食品、食品原料及食品添加劑等。它是針對某一或某些特性以突變、植入異源基因或改變基因表現等生物技術方式，進行遺傳因子的修飾，使動植物或微生物具備或增強此特性，進而降低生產成本，增加食品或食品原料的價值，例如增強抗病性、改變營養成分，加快生長速度、增強對環境的抗性等

二、基因工程的發展史 基因工程是在分子生物學和分子遺傳學綜合發展基礎上于本世紀70年代誕生的一門嶄新的生物技術科學。一般來說，基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質--DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當的工具酶進行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中，以讓外源遺傳物質在其中“安家落戶”，進行正常復制和表達，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術。

三、基因工程在食品原料改良中的應用

（一)水化合物的改良

食品碳水化合物類食品方面利用基因工程來調節淀粉合成過程中特定酶的含量或幾種酶之間的比例，從而達到增加淀粉含量或獲得獨特性質、品質優良的新型淀粉。例如：通過反義基因抑制淀粉分枝酶可獲得完全只含有直鏈淀粉的轉基因馬鈴薯。這樣油炸后的產品更具有馬鈴薯的風味，更好的構質，較低的吸油量和較少的油味。

(二)油脂的改良

目前，控制脂肪酸鏈長的幾個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。如通過導入硬脂酸-ACP 脫氫酶的反義基因，可使轉基因油菜 種子中硬脂酸的含量從 2%增加到 40%。而將硬脂酞 CoA 脫飽和酶基因導入作物后，可使轉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，基因工程技術在改良脂肪酸的鏈長上也取得了實效。事實上，高油酸含量的轉基因大豆及高月桂酸含量的轉基因油料作物芥花菜(Canola)在美國已經成為商品化生產的基因工程油料作物品種。

(三)蛋白質的改良

食品中動植物蛋白由于其含量不高或比例不恰當，可能導致蛋白營養不良。采用轉基因的方法，生產具有合理營養價值的食品，讓人們只需吃較少的食品，就可以滿足營養需求。例如，豆類植物中蛋氨酸的含量很低，但賴氨酸的含量很高；而谷類作物中的對應氨基酸含量正好相反，通過基因工程技術，可將谷類植物慕岡導入豆類植物，開發蛋氨酸含量高的轉基因人豆。

（四）碳水化合物的改良

對碳水化合物的改進，只有通過對其酶的改變來調節其含量。高等植物體中涉及淀粉合成的酶類主要有: ADPP葡萄糖焦磷酸酶(ADP-GPP)、淀粉合成酶(SS)和分支酶(BE)。通過反義基因抑制淀粉分支酶，可獲得完全只含直鏈淀粉的轉基因馬鈴薯。Monsanto公司開發了淀粉含量平均提高了20%-30%的轉基因馬鈴薯。油炸后的產品更具馬鈴薯風味、且吸油量較低。

四、基因工程在食品發酵中的應用

隨著食品工業的發展，對酶、蛋白質、氨基酸、香精、甜味劑等原輔料的需求量大增，而這些原輔料傳統上靠動植物供應，由于受氣候、季節、生長期等因素的影響，供應鼉往往不能滿足需要。現在基因工程技術已能將許多酶、蛋白質、氨基酸和香精以及其他多種物質的基岡克隆入合適的微生物宿主細胞中利用細菌的快速繁殖來大量生產。例如將牛胃蛋白酶的基因克隆入微生物體內，由細菌生產這種動物來源的酶類，將解決奶酪工業受制于凝乳酶來源不足的問題；從西非發現的由植物果實中提取的甜味蛋自質(thaumatin)的DNA編碼序列已經被克隆入細菌，以生產這種高效低熱量新型甜味劑等。下面重點介紹基因工程程在啤酒工業、乳品工業方面的應用。

(一)啤酒工業

1、大麥的選育：

利用RF[，P(限制性片斷長度多樣性)技術對人麥進行抗病選育、Q一淀粉酶多基因族分析大麥醇溶蛋白的研究及品種鑒定。利用轉基因技術將外源基因直接導入大麥，用于品種改良、抗蟲和抗病選育，人們期待著基因重組技術能產生耐枯斑病等病害的大麥品種。

2、啤酒稻的選育：

大米是啤酒釀造中使用最廣的輔料，但普通大米的用帚提高到30％以上時，麥汁中Q一氨基氮含量會不足而影響酵母的正常生長和發酵。利用基因轉移技術、細胞融合技術等選育高蛋白、低脂肪、低NSP(非淀粉多糖)的稻品種，專門用于啤酒釀造，進一步提高輔料比例，降低生產成本。

3、啤酒酵母的改造：

利用糧食替代晶釀造啤酒的首選原料是纖維素因為纖維素自然界存量最多的有機物，某些真菌如平菇、香菇、靈芝、紅曲霉等對纖維素有很強的分解能力，如果利用現代基因工程技術將這些真菌中控制纖維素酶，合成的基闐轉移到啤酒酵母中去，那么啤酒酵母就能利用纖維素釀造啤酒，改變傳統的啤酒生產中消耗大量的大麥和大米等糧食的局面。

(二)乳品工業

l、提高牛乳產量：

將采用基因工程技術生產的牛生長激素(BST)注射到母牛上，可提高母牛產奶量。目前利用DNA的克隆繁殖技術，把人垂體激素(ST)重組體互)陋UBST的mRNA中，利用外源BST來注射乳牛，可提高15％左右的產奶量，BST現已進入商業化領域。現在英、美等國都已采用BST來提高乳牛的產奶量，具有極大的經濟效益，且對人體無害。

2、改善牛乳的成分：

利用13一半乳糖苷酶水解乳中的乳糖，對眾多乳糖不耐癥者是一個難得的好產品。可將編碼通過基因工程技術將B一半乳糖苷酶基因轉入GRAS級的微生物細胞作為宿主，在宿主調節基因的調控下，在發酵罐規模上生產表達有優良特性的13一半乳糖營酶基因。此外，針對礦乳白蛋白的mRNA，用核酸編碼的轉基因，使與乳糖合成有關的a_乳白蛋白(是乳糖產生的催化物質)的基因被淘汰，以此達到降低乳中乳糖含量的目的。

五、基因工程在農副產品加工中的應用

改良果蔬采收后品質增加其貯藏保鮮性能 隨著對番茄、香蕉、蘋果、菠菜等果蔬成熟及軟化機理的深入研究和基因工程技術的迅 速發展，使通過基因工程的方法直接生產耐儲藏果蔬成為可能。事實上，現在無論在國外還 是國內都已經有了商品化的轉基因番茄。促進果實和器官衰老是乙烯最主要的生理功能。在 果實中乙烯生物合成的關鍵酶主要是乙烯的直接前體—l-氨基環丙烷一 1-梭酸合成酶(ACC 合成酶)和ACC 氧化酶。在果實成熟中這兩種酶的活力明顯增加，導致乙烯產生急劇上升，促進果實成熟。在對這兩種酶基因克隆成功的基礎上，可以利用反義基因技術抑制這兩種基 因的表達，從而達到延緩果實成熟，延長保質期的目的。因此，利用反義基因技術可以成 功的培育耐儲藏果蔬。目前，有關的研究正在繼續進行，并已擴大到了草莓、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胞壁代謝有關的多聚半乳糖 醛酸酶(PG)、纖維素酶和果膠甲脂酶基因。反義PG 轉基因番茄還具有更強的抗機械損傷和 真菌侵染能力，且有更高的果醬產率。

（六）、展望

目前，包括我國政府在內的各國政府對基因工程技術在農業和食品工業中的應用都制定了相關的管理條例，因此只要合理地使用，基因工程技術將是發展綠色食品產業的有效手段。基因工程技術是一門誕生不久的新興技術，正如其它一些新技術的產生過程一樣，由于人們一開始對新技術的了解程度不夠，由此而產生的疑慮和爭論是可以理解的，更何況基因工程技術研究的產品與人類健康息息相關。雖然現在對基因工程技術仍有許多爭論，但目前科學界已基本上達成共識，即基因工程本身是一門中性技術，只要能正確地使用該項技術就可以造福于人類可以預言，在2l世紀，以基因工程為核心的生物技術必將給食品工業帶來深刻的革命

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