“基因工程”一章中几个教学问题的认识（转）

1 、基因进入受体细胞的运输工具到底应该称为运载体还是载体
　　
人教版必修2第103页谈到：基因的运输工具是运载体；可选修3第6页提到。基因的运输工具为载体。那么，基因的运输工具到底应该称为什么？还是两者都可？
　　
运载本身的汉语词典释义是：装载、运输。运载体的英文名称是carrier，定义为以下3种：（1）为分离样品中微量的放射性物质而加入的大量同类非放射性物质。（2）在细胞悬浮培养系统中，支撑生物体或细胞生长的固相颗粒基质，如加入发酵罐中的特殊塑料或微孔玻璃颗粒。（3）携带另一种物质转移的转运剂，如结合某种物质，携带其通过生物膜或在生物体液中转运的蛋白质。事实上，教材对基因工程载体的概念性定义是：指能将目的的DNA片段带入宿主细胞，并能进行扩增的一类DNA分子。
　　
其实，基因工程的运载体不仅是转移目的基因的运输载体，也是扩增目的基因的克隆载体，同时也是目的基因的表达载体。所以运载体这个名称，局限了它的功能含义，不利于学生的学习，人教版选修3称为基因的载体则更具有包容性。如果运载体只是起运输功能，那么转基因动物实验中，当导入目的基因采取显微注射的方法时，运载体实际是可有可无的了。实际上目的基因在宿主细胞内的大量扩增还是需要借助载体的自主复制功能，其表达也还需要载体上携带的启动子等调控元件。
　　
另外，必修1教材中又有细胞膜上载体一词，教师在教学中不妨将之表述为载体蛋白，这样有利于学生对基因工程载体和细胞膜上载体作本质上的区分和理解。
　　
2 、DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否具有专一性要求
　　
人教版《现代生物技术专题》第7页“思考与探究”的第一题：限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：

　　
你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？
　　
此题对（2）（3）（6）（7）这四个平末端在教参第12页给的答案是：（2）与（7）、（3）与（6）能连接。此题的原意应是想让学生形成对限制酶特异性的感性认识（即限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的），但这样的答案却容易让学生对DNA连接酶产生一种误解。部分学生因此认为：DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列具有专一性要求。但事实上，DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列不具有专一性要求，DNA连接酶可以连接任意两个平末端。
　　
实际操作中，对于平末端的DNA片段，常用T4DNA连接酶直接将两DNA片段连接（但因为连接效率较低，通常采用高浓度处理）；或是用末端脱氧核苷酸转移酶给具有平末端的DNA片段添加寡聚dT，在另一片段末端添加寡聚dA（或者分别添加寡聚dC和寡聚dG），再用DNA连接酶将其连接起来；或是先在DNA末端加上化学合成的衔接物或接头，使之形成黏性末端之后，再用DNA连接酶连接。由此可见，DNA连接酶不同于限制性内切酶（限制性内切酶要作用于特定核苷酸序列，并打开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键），它对所连接的DNA两端的碱基序列没有专一性要求，由不同限制酶切开的两个平末端，也可以由DNA连接酶封闭并连接。
　　
另外，教材上的习题若教师按教参答案解释则可对题目加个条件要求“将四种由限制酶切割得到的片段再恢复原状”，这样才能基本体现题目“让学生形成对限制酶特异性的感性认识”的本意。

3 、大肠杆菌能生产糖蛋白吗
　　
人教版高中生物选修3《现代生物科技专题》在“基因工程的应用”一节中，在介绍基因工程药物干扰素时，有如下一段文字“1980-1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1kg细菌培养物中可以得到20-40mg干扰素”。很多学生对这段文字存在一些困惑：酵母菌是真核生物，细胞内有内质网和高尔基体等细胞器，因此能生产糖蛋白，而干扰素是糖蛋白，故酵母菌细胞能够生产干扰素；但是大肠杆菌是原核生物，细胞内没有这些细胞器，那又怎么能生产干扰素呢？
　　
其实，这里学生主要是犯了逻辑推理中假设前提上的错误，即认为工程菌生产的干扰素是糖蛋白。实际上，据科学家的研究资料显示，用大肠杆菌生产出来的干扰素是没有糖链的，但同样能够抑制病毒在细胞内的增殖，能加强巨噬细胞的吞噬作用和对癌细胞的杀伤作用。所以，在教学中，教师引导学生分析得出“大肠杆菌不能生产糖蛋白的结论”是正确的。
　　
那么，大肠杆菌是不是就一定不能生产糖蛋白呢？在上个世纪，也许不可能，但是现在，随着科学技术的发展和科学研究的进一步深入，科学家发现在一种名为Campylobacter jejuni的细菌里存在生产糖蛋白的基因簇，即pgl基因簇，此基因编码的蛋白能够起糖基转移酶的作用，科学家用基因工程方法将这套基因克隆至大肠杆菌供表达，使得大肠杆菌也能够生产相应的糖蛋白。虽然大肠杆菌生产糖蛋白与真核细胞生产糖蛋白在合成机理、糖链结构等方面有很多差异，而且用大肠杆菌生产糖蛋白还处于实验室探索研究的阶段，但相信随着这方面研究工作的不断开展，有希望在不久的将来研发出一套成本低、产量高、质量好的大肠杆菌重组糖蛋白表达系统。