2020年高中生物工程應用教案壹
教學目標:
●知識目標？
1.舉例說明基因工程的應用及其豐碩的成果。？
2.關註基因工程的進展。？
3.同意基因工程的應用促進了生產力的提高。
？●能力目標？
通過引導學生在線探索、積極參與，培養學生收集和處理信息、分析和解決問題的能力以及溝通和合作的能力。
？●情感目標？
培養理論聯系實際的良好學風，培養愛國熱情。？2.關註科學和社會。
教學重點和難點:
重點:基因工程在農業和醫療保健中的應用；
難點:基因治療
課前預習學習計劃
學習點1。植物基因工程取得了豐碩的成果。
植物基因工程技術主要用於提高作物的能力，改良作物，利用植物進行生產。
1.抗蟲轉基因植物
(1)方法:將抗蟲真菌從壹些生物體內分離出來，引入作物體內，使其具有抗蟲性。
(2)殺蟲基因類型:基因、抑制基因、抑制劑基因、植物凝集素基因等。
(3)成果:抗蟲植物:棉花、玉米、土豆、西紅柿等。
(4)意義:減少化學品的使用，降低生產成本，減少環境汙染，減少對人體健康的損害。
2.抗病轉基因植物
(1)植物病原微生物:真菌和細菌。
(2)抗病基因的類型
①抗病毒基因:病毒_ _ _ _ _ _ _ _ _基因和病毒復制酶基因。
②抗真菌基因:_ _ _ _ _ _ _酶基因和抗毒素合成基因。
結果:轉基因煙草抗煙草花葉病毒，轉基因小麥、甜椒和番茄抗病毒。
3.退化抗性植物
(1)抗逆基因:它調節細胞_ _ _ _ _ _ _ _ _ _的基因，使作物抗鹽堿、抗旱；魚類抗凍蛋白基因使農作物耐寒；抗除草劑基因使作物具有抗除草劑能力。
(2)成就:煙草、大豆、番茄、玉米等。
4.轉基因提高植物質量
(1)優秀基因:是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _必需的蛋白質編碼基因
(2)成果:轉基因玉米、轉基因番茄、轉基因矮牽牛。
學習點2。動物基因工程前景廣闊。
1.用於提高動物的生長速度:由於外源基因的表達可以使轉基因動物生長更快，所以將這類基因引入動物體內，提高動物的生長速度。如:轉基因羊、轉基因鯉魚。
2.用於改善畜產品品質:如有些人不能充分消化牛奶中的乳糖或食用後出現過敏、腹瀉、惡心等不適癥狀。科學家將基因導入奶牛的基因組中，使獲得的牛奶成分不受影響，但乳糖含量大大降低。
3.用轉基因動物生產藥物:基因工程最令人興奮的應用是通過轉基因技術把它變成工廠。科學家認識到藥用基因與基因啟動子等調控成分重組；通過其他方法，引入哺乳動物；將其餵入母體生產；所需藥物可由哺乳期生產；這個過程稱為或。目前，科學家已經在牛和山羊的乳腺生物反應器中表達了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶。
4.用轉基因動物做器官移植供體:目前人體是世界性難題，如果換成其他動物的器官，會出現免疫排斥。現在，科學家們正在嘗試用基因工程的方法改造壹些動物的器官，通過引入器官捐獻者的基因組來抑制表達，或者試圖去除它，然後結合技術培育出無免疫排斥的轉基因克隆器官。
學習點三，基因工程藥物異軍突起。
1.來源:轉基因_ _。(壹種利用基因工程高效表達外援基因的真菌細胞系，壹般稱為“工程菌”。)
2020年高中生物基因工程應用教案二
壹，教學目標
1.舉例說明基因工程的應用及其豐碩的成果。
2.關註基因工程的進展。
3.同意基因工程的應用促進了生產力的提高。
二，教學重點和難點
1.教學重點
基因工程在農業和醫療上的應用。
2.教學困難
基因療法。
第三，教學過程
1，轉基因生物與目的基因的關系
轉基因生物的目的基因來自哪裏？棉花的Bt毒素蛋白基因、蘇雲金芽孢桿菌的幾丁質酶基因、煙草抗紋枯病和抗毒素合成基因、抗鹽堿和抗旱作物、調節細胞滲透壓的基因、耐寒番茄抗凍蛋白基因、耐魚除草劑大豆除草劑基因、甜味增強的水果、乳糖減少的奶牛、乳糖酶基因、生產胰島素的工程菌、人胰島素基因。討論:
1.利用動物乳腺作為反應器生產高價值蛋白質(如教科書中列舉的血清白蛋白、抗凝血酶)比工業生產有什麽優勢？乳腺生物反應器的優點:①產量高；②質量好；③成本低；④易提取。)
簡介:動物乳腺生物反應器
65438-0987年，美國科學家戈登等人首次在小鼠乳汁中產生了壹種醫用蛋白質——TPA(組織)。
A型纖溶酶原激活劑)，證明了從動物乳腺生產高附加值產品的可能性。利用動物乳腺生產高價值產品
這種生產方式被稱為動物乳腺反應器。
為什麽要用動物乳腺作為反應器來生產高價值的蛋白產品？這是因為動物乳腺是壹個高度分化的特化腺體，合成蛋白質的能力非常強，特別是對於壹些經過長期遺傳改良，專門產奶的乳用動物品種。合成蛋白質的能力更是驚人。壹頭優質奶牛壹年能產10 000公斤牛奶。甚至壹只奶山羊壹年也能產2 000公斤奶。
動物乳腺生物反應器具有四大優勢:①產量高，易於收獲目標產物，可隨乳汁分泌排出動物體外；②目標產品質量良好。動物乳腺組織不僅具有按照遺傳信息的流向合成蛋白質的能力，還具有壹整套修飾和加工蛋白質的能力，如糖基化、羧基化、磷酸化和分子組裝等。，而微生物和植物系統都不具備這種全面的蛋白質後加工能力；③產品成本低；④從奶牛身上提取產品相對簡單。
正是由於上述優點，利用動物乳腺生物反應器生產高附加值產品。目前，利用動物乳腺生物反應器生產醫用蛋白已經成為壹個風險投資行業，受到了科學家、企業界和醫學界的高度重視。目前針對的醫藥產品有:①血蛋白，如表1-2所示。這些血液蛋白具有巨大的經濟效益，其中奶牛生產的凝血酶ⅲ已通過三期臨床試驗，即將上市。②第二代醫用蛋白主要包括抗體、降鈣素、人生長激素、胰島素等藥物蛋白，乳清蛋白、乳鐵蛋白等營養蛋白，疫苗，組織修復等。(3)生產人源化牛奶，即將牛乳蛋白基因替換成人牛乳蛋白基因，使牛奶成為類似人乳的基因工程牛奶。
動物乳腺生物反應器的做法與轉基因動物相同，只是為了在乳汁中形成目的產物，需要使用乳腺組織中特異性表達的啟動子，即在目的產物的蛋白質編碼框前加入乳腺組織中特異性表達的啟動子，構建表達載體，通過註射將其導入受精卵，然後送入母動物體內發育成動物個體，這個轉基因動物就會在乳汁中產生所需的目的產物。
2.利用基因工程技術實現動物乳腺生物反應器的操作流程是怎樣的？
利用基因工程技術實現動物乳腺生物反應器的操作過程與轉基因動物相同。
區別:為了在乳汁中形成目的產物，需要使用乳腺組織特異性表達的啟動子，在編碼目的蛋白的基因序列前添加乳腺組織特異性表達的啟動子，構建表達載體。
操作過程大致可以概括為:獲取目的基因(如血清白蛋白基因)→構建基因表達載體(在血清白蛋白基因前加入特異表達的啟動子)→顯微註射入哺乳動物受精卵→形成胚胎→將胚胎送入母動物體內→發育成轉基因動物(僅在分娩的雌性個體中，轉移的基因可以表達)。
3.什麽是工程菌？
工程菌的研究也可以結合基因工程操作規程來說明，工程菌生產藥物的優勢可以結合微生物生長代謝的特點來說明。
補充:利用微生物生產藥物有什麽優勢？
所謂利用微生物生產蛋白質藥物，是指將人需要的某種蛋白質編碼基因構建成表達載體，然後將其導入微生物，再利用微生物發酵生產蛋白質藥物。與傳統藥房相比，它具有以下優勢:
2020年高中生物基因工程應用教案三
教學目標
1.舉例說明基因工程的應用及其豐碩的成果。
2.關註基因工程的進展。
3.同意基因工程的應用促進了生產力的提高。
教學中的重點和難點
1.教學重點
基因工程在農業和醫療上的應用。
2.教學困難
基因療法。
教學工具
多媒體的
教學過程
(1)我們上節課介紹了基因工程。我們先來復習壹下什麽是基因工程。
基因工程是從生物體中提取基因，按照人類的要求在體外進行操作和加工，然後引入壹個新的對象；使它的基因結構發生變化，產生我們需要的新品種。
這種生物可以稱為轉基因生物。世界上第壹個轉基因植物是帶有抗生素藥物的煙草，1983培育成功。那麽第壹個轉基因動物是什麽呢？
老師:“幻燈片轉基因老鼠”
這兩只老鼠大家都熟悉嗎？請看看教科書的封面。
這是世界上第壹只轉基因動物。
它誕生於1982！美國科學家將壹種老鼠生長激素基因轉移到老鼠受精卵中。
然後成功培育出壹只轉基因小鼠，其生長速度比普通小鼠快50%，大1.8倍。
這種基因現在已經傳遞給了它的下壹代。隨著基因技術的發展，我們說轉基因生物現在
現在它已隨處可見，並廣泛應用於工農業生產。以下每個研究小組將找出
我給妳介紹壹下相關情況。相關圖片已經儲存在電腦裏，我來控制。請問放映哪張照片
本組同學回答。
老師:(展示幻燈片)
讓我們看看屏幕上的這頭牛。
妳現在看到的這頭牛不是普通的牛。它有兩個特別之處:壹是來之不易，是芬蘭科學家通過1~3實驗培育出來的。這頭牛擠出來的牛含有促紅細胞生成素，也就是可以幫助人產生紅細胞，這種藥在世界上比較貴。所以有了這頭牛，壹些缺乏紅細胞的疾病可以通過喝它的奶來治療，所以這頭牛成為了世界上最貴的牛。
市場上第壹個轉基因工程產品——不腐爛的番茄，在果實成熟過程中直接受呼吸作用控制。那麽我們可以根據呼吸作用的發展趨勢將其分為兩類:壹類是比較畸形的果實；壹種是未變質的水果。我們知道，果實越畸形，成熟過程中就會出現明顯的呼吸高峰。而非過度變形的果實沒有這樣的峰值，於是就產生了壹個問題。水果越變形，它就越成熟，因為它的呼吸經常是突然的和不可控制的。因此往往造成巨大的經濟損失。傳統的工藝是在熟之前用乙烯催熟，賣的時候再用乙烯催熟。這雖然有它的好處，但並不能真正保鮮。所以我們需要找到壹種更好的方法來保持水果新鮮。科學家通過研究發現了這樣壹個過程。
s-腺苷酸絲氨酸(ACC合酶)1-氨基環丙烷-1-羧酸(乙烯合酶)乙烯
我在黑板上寫的是科學家發現的乙烯(ACC)合成過程。從這個過程可以看出，ACL是乙烯合成的直接前體，ACL直接受ACL合成酶的控制。那麽我們知道ACL合成酶是植物中RNA翻譯的產物，所以我們可以通過降低RNA的含量來間接降低乙烯的含量。科學家進壹步研究發現，這樣的方法是可行的。那就是反義RNA技術。反義RNA技術是將與mRNA互補的RNA補充到細胞中，然後使其與mRNA雙鏈在壹起，達到壹種非常不穩定的結構。因此很容易降解。就這樣，科學家們對西紅柿進行了實驗。也就是說，我們找到了壹種切實可行又經濟實惠的水果保鮮方法。也許在不久的將來，壹些轉基因西紅柿會出現在每個人的餐桌上。我們有理由相信轉基因技術在將來會進壹步發展。
所謂轉基因技術，就是將外源基因轉移到動植物基因組中。65438-0997各機構統計結果顯示，申請環境釋放的實驗報告中，98.25%是轉基因。
大約80%的轉基因植物對害蟲和除草劑有抗性。例如，從1996開始，美國研究人員壹直在種植壹種轉基因棉花，這種棉花含有壹種從細菌中提取的基因，對棉鈴蟲是致命的。目前，科學家仍在創造含有天然殺蟲劑基因的玉米和土豆。在我國，在科技部國家生物工程研發中心863項目支持下，中國農科院生物技術研究中心根據植物偏愛的密碼子成功合成了B2B，並將其轉化為適合我國生態條件的棉花品種，獲得高抗棉鈴蟲的轉基因植株，成為繼美國之後世界上第二個擁有轉基因抗蟲棉的國家，現已通過農業生物基因工程安全生產委員會批準商業化生產。1998年在安徽、陜西、湖南種植15萬畝，預計2000年達到500萬畝左右。
由於基因工程在農業上具有巨大的經濟價值，世界各國政府都非常重視。美國的壹些基因工程公司特別重視轉基因作物的培育。從65438年到0999年，全球共有200萬公頃轉基因作物，其中美國約占2000萬公頃。在美國超市，60%的加工食品都含有轉基因成分，但在歐洲似乎並非如此。看看這張照片。在希臘雅典壹家加工轉基因食品的工廠外，世界綠色和平組織掛了壹條標語:基因危險。
課後總結
首先，壹些轉基因食品可能有毒。有科學家認為，當人們人為提取基因時，在達到某種目的的同時也增加了其微量毒素，這些微量毒素的積累也可能對人體有害。二是過敏問題，有的人對某些食物過敏，但吃了轉基因食物後，對不過敏的食物過敏。原因是食物中的蛋白質發生了轉移，例如，科學家已經轉移了玉米。
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