人教課標(biāo)實驗版-現(xiàn)代生物科技專題-專題1 基因工程-1.3 基因工程的應(yīng)用（省一等獎）

專題一基因工程第3節(jié)《基因工程的應(yīng)用》教學(xué)課件一、教材分析高中生物選修3第一章基因工程是選修3整本書的重點(diǎn)，它是其它幾個章節(jié)的基礎(chǔ)。和第二章克隆技術(shù)中植物組織培養(yǎng)有著重要的聯(lián)系。而其中基因工程的基本操作程序又是該章節(jié)的重中之重，是本專題的核心，是考試的重點(diǎn)和難點(diǎn)。上承DNA重組技術(shù)的基本工具，下接基因工程的應(yīng)用，難點(diǎn)多，內(nèi)容雜，比較抽象，學(xué)生不易理解。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1.舉例說出基因工程應(yīng)用及取得的豐碩成果。2.關(guān)注基因工程的進(jìn)展。3.認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高。（二）能力目標(biāo)1.基因工程與植物組織培養(yǎng)技術(shù)的結(jié)合，使學(xué)生逐漸形成生物技術(shù)的知識網(wǎng)絡(luò)。2.在復(fù)習(xí)中讓學(xué)生了解世界最前沿技術(shù)，追蹤社會熱點(diǎn)，提高學(xué)生收集處理信息能力，提高學(xué)生語言表達(dá)能力和信息交流能力，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立動手能力和合作態(tài)度。（三）情感態(tài)度與價值觀1.通過對基因工程原理及基本操作程序的理解，掌握理論聯(lián)系實際的樸實觀念以及對當(dāng)今世界的前沿技術(shù)有更深刻的了解。2.通過對四步基本操作程序的具體操作技術(shù)的學(xué)習(xí)以及各國對此技術(shù)的重視，增強(qiáng)學(xué)生愛科學(xué)，學(xué)科學(xué)的情感和建設(shè)祖國的社會責(zé)任感，并且建立起知識創(chuàng)造價值，知識為人類服務(wù)，使人類生活質(zhì)量更好的美好愿望。三、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用。（二）教學(xué)難點(diǎn)基因治療。四、教學(xué)過程師：基因工程自20世紀(jì)70年代興起后，在短短的30年間，得到了飛速發(fā)展，現(xiàn)在已成為生物科學(xué)的核心技術(shù)。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用。下面，我們從基因工程在植物、動物等方面的應(yīng)用談一談基因工程的美好前景。師：基因工程在植物方面有哪些應(yīng)用呢？請大家?guī)е韵滤伎碱}閱讀教材P17-19(如下1、2、3、4)1.目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因有哪些?作用機(jī)制是什么？生答：用于殺蟲的基因主要有Bt毒蛋白基因，蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因，植物凝集素基因等。作用機(jī)制：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P18<生物技術(shù)資料卡>2.引起植物生病的微生物有哪些？抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因,使用最多的是什么?生答：①引起植物生病的微生物稱為病原微生物，主要有病毒、真菌和細(xì)菌等；②抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因；抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中可使的基因有幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因。拓展：病毒外殼蛋白基因?qū)胫参锖蟮目共C(jī)理是什么？師：CP基因在植物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)積累后，當(dāng)入侵的病毒裸露核酸進(jìn)入植物細(xì)胞后，會立即被這些外殼蛋白重新包裹，從而阻止病毒核酸分子的復(fù)制和翻譯。3.造成低產(chǎn).減產(chǎn)的常見環(huán)境因素有哪些?使煙草.番茄的耐寒能力提高措施是什么?生答：鹽堿、干旱、低溫、澇害等不利的環(huán)境條件，是造成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見因素。通過基因工程將魚的抗凍蛋白基因?qū)敕?，可提高番茄的耐寒能力?.人體的必需氨基酸有哪些?豆類中哪種必需氨基酸較少?大米.玉米.小麥中哪種必需氨基酸較少?舉例說明科學(xué)家如何提高氨基酸的含量?生答：略師總結(jié)：亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、組氨酸有一個快記方法攜(纈)一兩(異亮、亮)本(苯丙)書(蘇)來(賴)看(色)(還有組氨酸)大米、玉米、小麥含賴氨酸比較少。通過基因工程將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩?，獲得轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸含量比對照組提高了30%。師總結(jié)：基因工程在植物方面的應(yīng)用可概括為：①提高作物抗逆能力(抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物、其它抗逆轉(zhuǎn)基因植物（抗旱、寒、鹽堿等）)；②改良農(nóng)作物的品質(zhì)如：轉(zhuǎn)基因玉米；③生產(chǎn)藥物。師：基因工程在動物方面有哪些應(yīng)用呢？----引導(dǎo)學(xué)生回答下列問題(如下1、2、3、)閱讀教材P20、21、22、23，并解決下列問題1.如何利用動物基因工程技術(shù)提高動物的生長速率?生答：將外源生物激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因的生物更快。2.怎樣能在其他營養(yǎng)成分不受影響的情況下,降低乳糖的含量?生答：將乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁，在其他營養(yǎng)成分不受影響的情況下，乳糖的含量大大降低。3.目前科學(xué)家已在山羊等動物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶.血清白蛋白.生長激素和a-抗胰蛋白酶,科學(xué)家是怎樣獲得轉(zhuǎn)基因動物的?思考：1、什么是乳房／腺生物反應(yīng)器？用動物乳房作為反應(yīng)器生產(chǎn)的蛋白質(zhì)比工廠生產(chǎn)有何優(yōu)越性？以動物乳房作為生產(chǎn)藥物的反應(yīng)器稱為乳房生物反應(yīng)器；產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取簡述乳房生物反應(yīng)器的操作過程？乳房生物反應(yīng)器的操作過程與轉(zhuǎn)基因動物操作過程有何不同之處？并闡述原因？生答：獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）→構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動子）→顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動物→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)；要在編碼蛋白質(zhì)的基因序列前加上乳腺組織中特異；表達(dá)的啟動子構(gòu)成表達(dá)載體。因為產(chǎn)品在奶中形成，需要乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子。（基因的選擇性表達(dá)）隨堂練習(xí)：繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：（1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是。（2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入中，原因是。（3）通常采用技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。（4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的細(xì)胞中特異表現(xiàn)。（5）為使外源基因在后代長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞的轉(zhuǎn)入細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞，使其發(fā)育成供體具有相同性狀的個體。該技術(shù)稱為?！窘馕觥匡@微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多的、也是最有效的一種方法。轉(zhuǎn)基因動物的受體細(xì)胞一般是選用受精卵，因為受精卵具有最高的全能性，目的基因容易表達(dá)。檢測目的基因是否導(dǎo)入時一般是采用DNA分子雜交的技術(shù)，就是將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素標(biāo)記，作為探針，使探針與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表面目的基因已經(jīng)插入染色體DNA中了。研制的是膀胱生物反應(yīng)器，也就是在尿中提取產(chǎn)物，所以要讓外緣基因在小鼠的膀胱上皮細(xì)胞中特異性表達(dá)。核移植技術(shù)可以促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育，保護(hù)個體較少的優(yōu)良品種?！敬鸢浮浚?）顯微注射（2）受精卵（或早期胚胎）受精卵（或早期胚胎細(xì)胞）具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)（3）DNA分子雜交（核酸探針）（4）膀胱上皮（5）細(xì)胞核去核的卵核移植（或克?。?、什么是工程菌生答：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系稱為“工程菌”3、什么是基因治療？基因治療分為哪兩類？試舉例說明。把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的方法。從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，例如T淋巴細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，稱為體外基因治療；直接向體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法稱體內(nèi)基因治療。前者如復(fù)合型免疫缺陷癥；后者如遺傳性囊性纖維病?；蛑委焾D解：師總結(jié)：提高動物生長速度。如轉(zhuǎn)基因綿羊、鯉魚等改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)如降低牛奶中乳糖的含量作為器官移植供體生產(chǎn)藥物如乳腺/房生物反應(yīng)器師：通過對2007山東高考試題的分析發(fā)現(xiàn)，本節(jié)內(nèi)容提供問題情景，考察的知識點(diǎn)落實到對基因工程基本操作程序中去。因此，要求大家課下以一種轉(zhuǎn)基因技術(shù)成果為背景，設(shè)計基因工程的基本操作程序。思考與探究：(課下作業(yè))1.根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，試概括寫出基因工