高中生物选择性必修三第3节基因工程的应用

《基因工程的应用》教学设计课题 第3节基因工程的应用 单元 第三章 学科 生物 年级 高二学习学习目标：举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。目标 1.文化根底：基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。与 2.自主进展：基因工程的应用及价值。核心3.社会参与：关注基因工程的进展，认同基因工程的价值。素养重点 基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。难点 乳腺生物反响器的应用教学过程教学环节导入课 从社会中来

教师活动 学生活动

设计意图借助医学热点展现医学中重组胰岛素产品，介绍分析胰岛素的进展过程。胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素，需要上千头牛，生产的本钱格外高。1978年，科学家将鳊码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主学问产权的基因工程药物——重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。

料，赏识重组胰岛素产品图片，了解医学热点问题。

问题，联系生活实例，激发学生的学习兴趣。讲授课

除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢?

【学习活动一】

提出问题，引导学生阅读，导入一、基因工程在农牧业方面的应用转基因抗虫植物

学生阅读课课。通过阅P87—89，联系实际，取信息的力量，思考以下问题，阐述相

加深学生对概转基因抗病植物 关概念基因学生的科学研技术方法：将来源于病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。3．转基因抗除草剂植物作物，可培育抗除草剂的作物品种。实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。改进植物的品质因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。实例：转基因玉米中赖氨酸的含量比比照高30%。提高动物的生长速率

工程在农牧究的兴趣。业方面的应用。技术方法：将外源生长激素基因导入动物体内，提高动物的生长速率。实例：转基因鲤鱼。6．改善畜产品的品质(1)技术方法：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组。(2)实例：乳汁中乳糖含量大大降低的转基因奶牛。二、基因工程在医药卫生领域的应用

【学习活动二】

技术方法①对微生物或动植物的细胞进展基因改造，使它们能够生产药物。②利用乳腺生物反响器生产药物：将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射导入哺乳动物的受精卵中，培育出的转基因动物通过分泌乳汁生产所需要的药物。2．乳腺生物反响器与工程菌生产药物的区分

学生阅读课学生猎取信息联系实际，生对基因工程在思考以下问医药卫生领域的题，阐述相应用生疏，激发关概念基因学生的科学研工程在医药究的兴趣。应用。比较内容乳腺生物反响器比较内容乳腺生物反响器工程菌指用基因工分析教材，完指让外源基因在成表格。哺乳动物的乳腺外源基因得含义到高效表达动物的乳腺组织的菌类细胞生产药物蛋白株系受体基因细菌和酵母动物基因构造与构造与人菌的基因结人类的基因构造类基因结构与人类有根本一样构差异较大差异合成的药物蛋白细菌合成的基因表达与自然蛋白质相药物蛋白可同能没有活性受体细胞动物受精卵微生物细胞目的基因感受态细胞显微注射法导入方式法需严格灭菌，严格掌握工程菌所需的生产条件度等外界条件对其影响不大pH养物质浓度等外界条件从微生物细从动物乳汁中提药物提取胞或其培育取液中提取生产设备设备取设备

培育学生猎取学生的语言解决问题的能力。原打算基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反响的转基因克隆器官。实例：重组人干扰素、促红细胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等。三、基因工程在食品工业方面的应用技术方法：利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵生产凝乳酶。实例：淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。到社会中来转基因技术自诞生以来，进展快速，研发对象已涵盖至少35科、200多种的植物，涉及大豆、请调查:目前我国批准发放了哪些转基因作物的生产应用安全证书和进口安全证书?提示：截至2023年年底，我国批准发放过转基因耐贮存番描、转基因抗虫棉、转变花色的转达因矮牵牛、转基因抗病辣椒、转基因抗病番木瓜、

【学习活动二】学生阅读课P91实际，思考以下问题，阐述相关概念基因工程在食品工业方面的应用的应用。小组争论，联系社会热点问题，完究，解决相

培育学生猎取深学生对概念生的科学争论的兴趣。关问题。转基因抗虫水稻、转植酸麟基因玉米以及转基因耐除草剂大豆的生产应用安全证书；批准了转基因棉花、大豆、玉米、油菜、甜菜和番木瓜的进口安全思维力量。关问题。转基因抗虫水稻、转植酸麟基因玉米以及转基因耐除草剂大豆的生产应用安全证书；批准了转基因棉花、大豆、玉米、油菜、甜菜和番木瓜的进口安全思维力量。证书，但我国进口的根本上是转基因棉花的纤维，其他进口转基因作物的用途仅限于用作加工原料;我国没有批准任何一种转基因粮食作物种子进口到我国境内商业化种植。总结与练习抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的选项是( B )A．抗病毒转基因植物可以抵抗全部病毒B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异提示：由于外源抗病毒基因具有特异性，因而其表达产物具有特异性或局限性，只能抵抗某种或

依据所学，回忆旧知稳固完成相关练和应用所学知习 识。某类病毒，不行能抵抗全部病毒，更不能抗害虫。目的基因导入受体细胞后，可以随受体内的自身遗传物质稳定遗传，也会同自身遗传物质一样发生变异。以下有关乳腺生物反响器的表达错误的选项是(B)A．动物基因构造与人类基因构造一样B．乳腺生物反响器生产的药物是自然界没有的C．可从具有目的基因的转基因雌性动物乳汁中提取药物D．乳腺生物反响器是转基因技术在畜牧业中的应用提示：乳腺生物反响器生产的药物在自然界中可以找到，只不过在转基因动物体内更简洁提取到较大量的药物。糖尿病已经成为危害人类安康的严峻疾病之一，注射胰岛素是目前治疗糖尿病最为有效的途径和手段。如何生产优质而不昂贵的人胰岛素，是当下医药界急需攻克的科学难题。以下图为利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请答复：在基因表达载体中， 是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA。图中细胞1是 细胞过程②必需的酶是 。过程③④⑤为利用 技术扩增目的基因，此过程必需的酶是 。过程③断开的是 键在体外进展PCR操作时实现该过程的处理方法是 。能否利用人的皮肤细胞来完成过程①，为什么？ 。为便于重组DNA的鉴定和选择，图中C的组成必需有 ；为使过程⑧更易进展，可用 处理大肠杆菌。答案：(1)启动子(2)(人)胰岛B 逆转录酶PCR Taq酶(或耐高温的DNA聚合酶) 氢加热(至90℃以上) 不能皮肤细胞中的胰岛素基因不表达，不能形成胰岛素mRNA (3)标记基因Ca2＋(4)加工提示：(1)RNA聚合酶识别和结合的mRNA(2)图中过程①为胰岛素基因转录出mRNA，过程②为胰岛mRNA用PCR载体，过程⑦为目的基因与载体结合构建基因表达载体，过程⑧为将目的基因导入受体细胞。反转录PCR技术扩增DNA需要TaqDNA两条链间PCR90～95℃。(3)B为质粒，其实质为DNA4建的基因表达载体中必需有标记基因，以利于重组DNA用的转化方法是Ca2Ca2＋处理可使DNA分子(4)大肠杆菌细胞内没有内质网和高尔基体，不能将肽链加工成为有活性的人胰岛素。课堂小结1.将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，培育转基因抗病植物。将外源生长激素基因导入鲤鱼，可提高鲤鱼的生长速度。将药用蛋白基因导入大肠杆菌或酵母菌构建工程菌可生产药物。将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组成表达载体导入哺乳动物的受精卵中可构建乳