2023高中生物基因工程的應(yīng)用教案3篇
世界一流潛能大師博恩?崔西說：“潛意識的力量比表意識大三萬倍”。追逐高考，我們向往成功，我們希望激發(fā)潛能，我們就需要在心中鑄造一座高高矗立的、堅(jiān)固無比的燈塔，它的名字叫信念。接下來是小編為大家整理的2020高中生物基因工程的應(yīng)用教案，希望大家喜歡!
2020高中生物基因工程的應(yīng)用教案一
教學(xué)目標(biāo)：
●知識目標(biāo)?
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。
?●能力目標(biāo)?
通過引導(dǎo)學(xué)生網(wǎng)上探究，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，培養(yǎng)收集處理信息的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。
?●情感目標(biāo)?
培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的良好學(xué)風(fēng)，培養(yǎng)愛國主義熱情。?2.關(guān)注科學(xué)與社會。
教學(xué)重難點(diǎn)：
重點(diǎn)：基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用;
難點(diǎn)：基因治療
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
學(xué)點(diǎn)一、植物基因工程碩果累累
植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的 能力，以及改良農(nóng)作物的 和利用植物生產(chǎn) 等方面。
1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物
(1)方法：從某些生物中分離出具有 ，將其導(dǎo)入作物中，使其具有抗蟲性。
(2)殺蟲基因種類： 基因、 抑制劑基因、 抑制劑基因、植物凝集素基因等。
(3)成果：抗蟲植物：棉、玉米、馬鈴薯、番茄等。
(4)意義：減少對 的使用，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，降低了對人體健康的損害。
2.抗病轉(zhuǎn)基因植物
(1)植物的病原微生物： 、真菌和細(xì)菌等。
(2)抗病基因種類
①抗病毒基因：病毒____ _____基因和病毒復(fù)制酶基因。
?、诳拐婢颍篲___ ___酶基因和抗毒素合成基因。
?、鄢晒嚎篃煵莼ㄈ~病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。
3.抗逆轉(zhuǎn)基因植物
(1)抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞_____ ___的基因，使作物抗鹽堿、抗干旱;魚的抗凍蛋白基因使作物耐寒;抗除草劑基因，使作物抗除草劑。
(2)成果：煙草、大豆、番茄、玉米等。
4.轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)
(1)優(yōu)良基因：必需______ ______的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實(shí)成熟的基因和植物花青素代謝有關(guān)的基因。
(2)成果：轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因延熟番茄和轉(zhuǎn)基因矮牽牛。
學(xué)點(diǎn)二、動物基因工程前景廣闊
1.用于提高動物生長速度：由于外源 基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動物生長得更快，將這類基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。如：轉(zhuǎn)基因綿羊和轉(zhuǎn)基因鯉魚。
2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)：如：有些人對牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后會出現(xiàn)過敏、腹瀉、惡心等不適癥狀，科學(xué)家將 基因?qū)肽膛；蚪M，這樣所獲得的牛奶其成分不受影響，但乳糖的含量大大減低。
3.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物：基因工程最今人興奮的應(yīng)用是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把 變成 工廠?？茖W(xué)家到藥用的 基因與 基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起;通過 等方法，導(dǎo)入哺乳動物的 中;將其送入母體內(nèi)，生產(chǎn)出 ;到其泌乳期就能生產(chǎn)出所需藥物;此過程稱為 或 。目前科學(xué)家已經(jīng)在牛和山羊等動物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)出抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥蛋白。
4.用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體：目前，人體 是一個世界性的難題，用其它動物的器官替代，又會出現(xiàn)免疫排斥現(xiàn)象，現(xiàn)在，科學(xué)家正試圖利用基因工程方法對一些動物的器官進(jìn)行改造，采用方法是將器官供體基因組導(dǎo)入 ，以抑制 的表達(dá)，或設(shè)法除去 ，再結(jié)合 技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官。
學(xué)點(diǎn)三、基因工程藥品異軍突起
1.來源：轉(zhuǎn)基因_ __。(用基因工程的方法，使外援基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系一般稱為“工程菌”。)
2020高中生物基因工程的應(yīng)用教案二
一、 教學(xué)目標(biāo)
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、教學(xué)重點(diǎn)和難點(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。
三、教學(xué)過程
1、轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系
轉(zhuǎn)基因生物 目的基因 目的基因從何來 抗蟲棉 Bt毒蛋白基因 蘇云金芽孢桿菌 抗真菌立枯絲核菌的煙草 幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因 抗鹽堿和干旱作物 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 耐寒的番茄 抗凍蛋白基因 魚 抗除草劑大豆 抗除草劑基因 增強(qiáng)甜味的水果 降低乳糖的奶牛 甜味基因 腸乳糖酶基因 生產(chǎn)胰島素的工程菌 人胰島素基因 人 討論：
1、用動物乳腺作為反應(yīng)器，生產(chǎn)高價值的蛋白質(zhì)(如教材中列舉的血清白蛋白、抗凝血酶等)比工廠化生產(chǎn)的優(yōu)越之處有哪些? (乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量高;②質(zhì)量好;③成本低;④易提取。)
簡介：動物乳腺生物反應(yīng)器
1987年美國科學(xué)家戈登(Gordon)等人首次在小鼠的奶中生產(chǎn)出一種醫(yī)用蛋白──tPA(組織
型纖溶酶原激活物)，展示了用動物乳腺生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的可能性。利用動物乳腺生產(chǎn)高價值產(chǎn)
品的方式稱為動物乳腺反應(yīng)器。
為什么要用動物乳腺作為反應(yīng)器生產(chǎn)高價值的蛋白質(zhì)產(chǎn)品呢?這是因?yàn)閯游锶榉渴且环N高度分化的專門化腺體，合成蛋白質(zhì)的能力非常強(qiáng)，尤其是一些經(jīng)過長期的遺傳改良，專門產(chǎn)奶的乳用動物品種，蛋白質(zhì)合成能力更是驚人。一頭優(yōu)質(zhì)奶牛，一年可產(chǎn)奶10 000 kg。即便是一只奶山羊，一年也可產(chǎn)奶2 000 kg。
動物乳腺生物反應(yīng)器歸納起來有四大優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量高，且易收獲目標(biāo)產(chǎn)品，可以隨乳汁分泌而排出動物體外;②目標(biāo)產(chǎn)品的質(zhì)量好。動物乳腺組織不僅具有按遺傳信息流向合成蛋白質(zhì)的能力，而且具備一整套對蛋白進(jìn)行修飾和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子組裝等，而微生物和植物系統(tǒng)都不具備這種全面的蛋白質(zhì)后加工能力;③產(chǎn)品成本低;④從奶牛中提取產(chǎn)品，操作比較簡單。
正因?yàn)槔脛游锶橄偕锓磻?yīng)器生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品有上述優(yōu)點(diǎn)，目前利用動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白質(zhì)已成為一種風(fēng)險投資產(chǎn)業(yè)，受到科學(xué)家、商界和醫(yī)藥界的高度重視。目前瞄準(zhǔn)的目標(biāo)醫(yī)藥產(chǎn)品有：①血液蛋白質(zhì)，如表1-2所示，這些血液蛋白質(zhì)有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，其中利用奶牛生產(chǎn)的凝血酶Ⅲ已通過第三期臨床實(shí)驗(yàn)，即將投放市場。②第二代醫(yī)用蛋白質(zhì)，主要有抗體、降鈣素、人的生長激素、胰島素等藥物蛋白，乳白蛋白、乳鐵蛋白等營養(yǎng)蛋白，疫苗，組織修復(fù)物等。③生產(chǎn)“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶變成像人奶的一種基因工程奶。
動物乳腺生物反應(yīng)器的做法與轉(zhuǎn)基因動物的操作是相同的，只是為了將目標(biāo)產(chǎn)品在乳汁中形成，需要使用乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子，即在目標(biāo)產(chǎn)品蛋白質(zhì)編碼框的前面加上乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子等，構(gòu)建成表達(dá)載體后通過注射導(dǎo)入受精卵中，再將其送入母體動物內(nèi)，發(fā)育成動物個體，這個轉(zhuǎn)基因動物就會在奶中產(chǎn)生所需要的目標(biāo)產(chǎn)品。
2、用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程是怎樣的?
用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程與轉(zhuǎn)基因動物操作過程相同。
不同之處：為了將目標(biāo)產(chǎn)品在奶中形成，需要使用乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子，要在編碼目的蛋白質(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)建成表達(dá)載體。
操作過程大致歸納為：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))。
3、什么叫工程菌?
關(guān)于工程菌的學(xué)習(xí)，也可結(jié)合基因工程操作程序，予以說明，并結(jié)合微生物生長和代謝的特點(diǎn)，說明工程菌生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性。
補(bǔ)充：利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性何在?
所謂利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達(dá)載體后導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物。與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性：
2020高中生物基因工程的應(yīng)用教案三
教學(xué)目標(biāo)
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。
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)提取出來在體外進(jìn)行操作和加工，然后再把它導(dǎo)入一個新生物體;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，請看一下教科書的封面。
這就是世界上第一只轉(zhuǎn)基因動物。
是1982年誕生的!美國科學(xué)家把一種大鼠的生長激素基因轉(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控制，放映到哪張圖片，請
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，它有兩個地方比較特殊：一個是它來之不易，芬蘭科學(xué)家通過1~3次實(shí)驗(yàn)才把它培育出來的。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，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)在成熟過程中，會出現(xiàn)明顯的呼吸高峰。而非越變形果實(shí)則沒有這樣的高峰，于是就產(chǎn)生了一個問題。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)往往是通過乙烯催熟在還沒有成熟時就把它采摘下來，然后在出售時用乙烯催熟，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對果實(shí)進(jìn)行保鮮?？茖W(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)了這樣一個過程。
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
我在黑板上寫出來的就是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的乙烯(ACC)合成過程，從這個過程上我們可以看到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降低RNA的含量來間接地降低乙烯的含量?？茖W(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，通過這樣的方法，科學(xué)家就對番茄進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。那么也就是說我們找到了一條比較可行而且經(jīng)濟(jì)的途徑來真正對水果進(jìn)行保鮮，也許在不久的將來大家的餐桌上會出現(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、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%左右都是抗病蟲和抗除草劑的作物。如1996年以來美國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)菌中提取的對棉鈴蟲有致命作用的基因。目前科學(xué)家還在創(chuàng)造含天然殺蟲劑基因的玉米和馬鈴薯。而在中國，在科技部國家生物工程研究開發(fā)中心863項(xiàng)目支持下，中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心，根據(jù)植物偏愛的密碼子成功合成了B2B，并轉(zhuǎn)入了適合我國生態(tài)條件的棉花品種獲得了高抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因植物，成為了美國之后世界上第二個擁有轉(zhuǎn)gene抗蟲棉的國家，現(xiàn)已獲得農(nóng)業(yè)生物gene工程安全生產(chǎn)委員會批準(zhǔn)商品化生產(chǎn)。1998年在安徽、陜西、湖南等地試種15萬畝，估計(jì)在2000年可達(dá)到500萬畝左右。
由于基因工程在農(nóng)業(yè)上具有極大的經(jīng)濟(jì)價值，各國政府都非常重視。美國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200萬公頃的基因工程作物，其中美國大約占了2000萬公頃。在美國的超市里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加工轉(zhuǎn)基因食品的工廠外面，懸掛標(biāo)語牌：gene危險。
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 基因進(jìn)行人工提取時，當(dāng)人們達(dá)到了某些目的后，同時也增加了其微量的毒素，而這 些微量毒素的累計(jì)也可能對人體有害，第二，過敏性問題，一些人本來對某些食品過 敏，但是他吃了轉(zhuǎn)基因食品之后，對本來不過敏的食品，也過敏了，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，那么對玉米過敏的人 吃了這種小麥后也會過敏。
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