高中生物 專題一《基因工程的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修31

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《基因工程的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)目標(biāo) 1.舉例說(shuō)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。 教學(xué)重難點(diǎn) 1.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。 2.教學(xué)難點(diǎn) 基因治療。 教學(xué)工具 多媒體 教學(xué)過(guò)程 （一） 上一節(jié)課我們介紹了基因工程，先復(fù)習(xí)一下什么是基因工程？ 基因工程就是按照人類的要求，把基因從生物體內(nèi)提取出來(lái)在體外進(jìn)行操作和加工，然后再把它導(dǎo)入一個(gè)新生物體；使其遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生我們所需要的新品種。 這種生物我們可以稱為轉(zhuǎn)基因生物。世界上第一種轉(zhuǎn)基因植物是1983年品質(zhì)培植成功的，具有抗生素藥物的煙草；那么第一種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是什么呢？ 師：〈投影片轉(zhuǎn)基因鼠〉 這兩只小老鼠大家是否熟悉，請(qǐng)看一下教科書(shū)的封面。 這就是世界上第一只轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。 是1982年誕生的！美國(guó)科學(xué)家把一種大鼠的生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)移到一種小鼠的受精卵 中，然后培植成功了一種轉(zhuǎn)基因鼠、它的生長(zhǎng)速度要比一般老鼠快50%，大1.8倍， 這種基因現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)移給它的下一代了。隨著基因技術(shù)的發(fā)展，我們說(shuō)轉(zhuǎn)基因生物現(xiàn) 在已經(jīng)到各處都有了，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。下面每個(gè)學(xué)習(xí)小組把查找到 的相關(guān)資料給大家介紹一下，有關(guān)圖片已存入電腦由我來(lái)控制，放映到哪張圖片，請(qǐng) 這一組的同學(xué)解答。 師：（放投影片） 下面我們看一下屏幕上的這只牛。 大家現(xiàn)在所看到的這頭不是一般的牛，它有兩個(gè)地方比較特殊：一個(gè)是它來(lái)之不易，芬蘭科學(xué)家通過(guò)1~3次實(shí)驗(yàn)才把它培育出來(lái)的。這頭牛所擠出的奶牛含有促紅細(xì)胞素，也就是它能幫助人生成紅細(xì)胞，而這種藥品在世界上是比較昂貴的所以說(shuō)有了這頭牛，只要喝它的牛奶就能治療某些缺少紅細(xì)胞的疾病，所以這頭牛也由此成了世界上最昂貴的牛。 第一個(gè)上市轉(zhuǎn)基因工程產(chǎn)品——不腐爛的番茄，在果實(shí)的成熟過(guò)程中它是直接受控于呼吸作用。那么我們可以根據(jù)呼吸作用發(fā)展的趁勢(shì)，分為兩類：一類是越變形果實(shí)；一類是非越變形果實(shí)。我們知道越變形果實(shí)在成熟過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)明顯的呼吸高峰。而非越變形果實(shí)則沒(méi)有這樣的高峰，于是就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題。越變形果實(shí)它在成熟中因?yàn)樗暮粑饔猛峭蝗坏挠譄o(wú)法控制。所以常常造成巨大的經(jīng)濟(jì)摸失。傳統(tǒng)的技術(shù)往往是通過(guò)乙烯催熟在還沒(méi)有成熟時(shí)就把它采摘下來(lái)，然后在出售時(shí)用乙烯催熟，雖然這樣有它的好處，但實(shí)際上不能真正起到保鮮作用。所以我們需要找到一條更好的方法來(lái)對(duì)果實(shí)進(jìn)行保鮮?？茖W(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)過(guò)程。 S—腺苷酰絲氨酸（ACC合成酶）1—氨基環(huán)丙烷—1—羧酸（乙烯合成酶） 乙烯 我在黑板上寫出來(lái)的就是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的乙烯（ACC）合成過(guò)程，從這個(gè)過(guò)程上我們可以看到ACL是乙烯合成的直接前體，而ACL又直接受控于ACL合成酶，那么我們知道ACL合成酶是通過(guò)植物體內(nèi)的RNA轉(zhuǎn)譯形成的產(chǎn)物，那么我們就可以通過(guò)降低RNA的含量來(lái)間接地降低乙烯的含量。科學(xué)家的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)這樣的方法是可行的。那就是反義RNA技術(shù)，反義RNA技術(shù)就是通過(guò)向細(xì)胞內(nèi)補(bǔ)充與mRNA互補(bǔ)的RNA，然后使它與mRNA形成雙鏈達(dá)到很不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。從而容易降解，通過(guò)這樣的方法，科學(xué)家就對(duì)番茄進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。那么也就是說(shuō)我們找到了一條比較可行而且經(jīng)濟(jì)的途徑來(lái)真正對(duì)水果進(jìn)行保鮮，也許在不久的將來(lái)大家的餐桌上會(huì)出現(xiàn)這樣一些轉(zhuǎn)基因番茄。我們有理由堅(jiān)信，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在將來(lái)有進(jìn)一步的發(fā)展 所謂轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是把外源基因轉(zhuǎn)移到動(dòng)、植物基因組中去。1997年經(jīng)各組織的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：在申請(qǐng)環(huán)境釋放的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，98.25%為轉(zhuǎn)基因 植物，而在這些轉(zhuǎn)基因植物中80%左右都是抗病蟲(chóng)和抗除草劑的作物。如1996年以來(lái)美國(guó)研究人員一直種植一種轉(zhuǎn)基因改良棉花，這種棉花含有一種從細(xì)菌中提取的對(duì)棉鈴蟲(chóng)有致命作用的基因。目前科學(xué)家還在創(chuàng)造含天然殺蟲(chóng)劑基因的玉米和馬鈴薯。而在中國(guó)，在科技部國(guó)家生物工程研究開(kāi)發(fā)中心863項(xiàng)目支持下，中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心，根據(jù)植物偏愛(ài)的密碼子成功合成了B2B，并轉(zhuǎn)入了適合我國(guó)生態(tài)條件的棉花品種獲得了高抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因植物，成為了美國(guó)之后世界上第二個(gè)擁有轉(zhuǎn)gene抗蟲(chóng)棉的國(guó)家，現(xiàn)已獲得農(nóng)業(yè)生物gene工程安全生產(chǎn)委員會(huì)批準(zhǔn)商品化生產(chǎn)。1998年在安徽、陜西、湖南等地試種15萬(wàn)畝，估計(jì)在2000年可達(dá)到500萬(wàn)畝左右。 由于基因工程在農(nóng)業(yè)上具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，各國(guó)政府都非常重視。美國(guó)的一些基因工程公司特別重視基因工程作物的種植。1999年，全球有了200萬(wàn)公頃的基因工程作物，其中美國(guó)大約占了2000萬(wàn)公頃。在美國(guó)的超市里60%的加工食品里含有轉(zhuǎn)基因成分，但在歐洲好像不是這種情況。大家看一下這張照片。世界綠色和平組織在希臘雅典的一個(gè)加工轉(zhuǎn)基因食品的工廠外面，懸掛標(biāo)語(yǔ)牌：gene危險(xiǎn)。 課后小結(jié) 第一，可能表現(xiàn)在一些轉(zhuǎn)基因食品有毒，一些科學(xué)家認(rèn)為對(duì) 基因進(jìn)行人工提取時(shí)，當(dāng)人們達(dá)到了某些目的后，同時(shí)也增加了其微量的毒素，而這 些微量毒素的累計(jì)也可能對(duì)人體有害，第二，過(guò)敏性問(wèn)題，一些人本來(lái)對(duì)某些食品過(guò) 敏，但是他吃了轉(zhuǎn)基因食品之后，對(duì)本來(lái)不過(guò)敏的食品，也過(guò)敏了，其原因就是食品 中的蛋白質(zhì)發(fā)生了轉(zhuǎn)移，比如科學(xué)家將玉米的基因轉(zhuǎn)入小麥中，那么對(duì)玉米過(guò)敏的人 吃了這種小麥后也會(huì)過(guò)敏。 課后習(xí)題 1、切取某動(dòng)物合成生長(zhǎng)激素的基因，用某種方法將此基因轉(zhuǎn)移到鲇魚(yú)的受精卵中，從而鲇魚(yú)比同類個(gè)體大3～4倍，此項(xiàng)研究遵循的原理是( ) A．基因突變，DNA→RNA→蛋白質(zhì) B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白質(zhì) C．細(xì)胞工程，DNA→RNA→蛋白質(zhì) D．基因重組，DNA→RNA→蛋白質(zhì) 2、上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，這標(biāo)志著我國(guó)轉(zhuǎn)基因研究向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)了一步。那么“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指( ) A．提供基因的動(dòng)物 B．基因組成中轉(zhuǎn)人了外源基因的動(dòng)物 C．能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物 D．能表達(dá)基因遺傳信息的動(dòng)物 3．下列各項(xiàng)不屬于基因工程在實(shí)際中的應(yīng)用的是( ) A．轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的培育成功 B．利用DNA探針檢測(cè)飲用水中有無(wú)病毒 C．培育工程菌使之能產(chǎn)生胰島素 D．將C4植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體移入C3植物細(xì)胞內(nèi) 4．有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說(shuō)法正確的是( ) A．用基因工程方法培育的抗蟲(chóng)植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的主要目的是培養(yǎng)體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物 C．基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物 D．目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，基因治療已用于臨床實(shí)踐 5、運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲(chóng)的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)的油菜品種，這一品種在生長(zhǎng)過(guò)程中能產(chǎn)生特異的殺蟲(chóng)蛋白，對(duì)菜青蟲(chóng)有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲(chóng)對(duì)油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。根據(jù)以上信息，下列敘述正確的是（ ） A、Bt基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì) B、Bt基因中有菜青蟲(chóng)的遺傳物質(zhì) C、轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)油菜能產(chǎn)生殺蟲(chóng)蛋白是由于具有Bt基因 D、轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)油菜產(chǎn)生的殺蟲(chóng)蛋白是無(wú)機(jī)物 參考答案：DBDCC 板書(shū) 3.1基因工程的應(yīng)用 一、基因工程的應(yīng)用 二、轉(zhuǎn)基因蚊子 三、轉(zhuǎn)基因番茄 四、S—腺苷酰絲氨酸（ACC合成酶）1—氨基環(huán)丙烷—1—羧酸（乙烯合成酶） 乙烯 五、轉(zhuǎn)基因技術(shù)