專題一基因工程第3節(jié)《基因工程的應用》教學課件一、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，它是其它幾個章節(jié)的基礎。和第二章克隆技術中植物組織培養(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，是考試的重點和難點。上承DNA重組技術的基本工具，下接基因工程的應用，難點多，內(nèi)容雜，比較抽象，學生不易理解。二、教學目標（一）知識與技能1.舉例說出基因工程應用及取得的豐碩成果。2.關注基因工程的進展。3.認同基因工程的應用促進生產(chǎn)力的提高。（二）能力目標1.基因工程與植物組織培養(yǎng)技術的結合，使學生逐漸形成生物技術的知識網(wǎng)絡。2.在復習中讓學生了解世界最前沿技術，追蹤社會熱點，提高學生收集處理信息能力，提高學生語言表達能力和信息交流能力，培養(yǎng)學生的獨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今世界的前沿技術有更深刻的了解。2.通過對四步基本操作程序的具體操作技術的學習以及各國對此技術的重視，增強學生愛科學，學科學的情感和建設祖國的社會責任感，并且建立起知識創(chuàng)造價值，知識為人類服務，使人類生活質(zhì)量更好的美好愿望。三、教學重難點（一）教學重點基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應用。（二）教學難點基因治療。四、教學過程師：基因工程自20世紀70年代興起后，在短短的30年間，得到了飛速發(fā)展，現(xiàn)在已成為生物科學的核心技術。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到了廣泛應用。下面，我們從基因工程在植物、動物等方面的應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.目前用于殺蟲的轉基因抗蟲植物基因有哪些?作用機制是什么？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。作用機制：引導學生閱讀教材P18<生物技術資料卡>2.引起植物生病的微生物有哪些？抗病轉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、真菌和細菌等；②抗病轉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制酶基因；抗真菌轉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：病毒外殼蛋白基因導入植物后的抗病機理是什么？師：CP基因在植物細胞內(nèi)表達積累后，當入侵的病毒裸露核酸進入植物細胞后，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導入番茄，可提高番茄的耐寒能力。4.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?舉例說明科學家如何提高氨基酸的含量?生答：略師總結：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)編碼基因導入玉米，獲得轉基因玉米中賴氨酸含量比對照組提高了30%。師總結：基因工程在植物方面的應用可概括為：①提高作物抗逆能力(抗蟲轉基因植物、抗病轉基因植物、其它抗逆轉基因植物（抗旱、寒、鹽堿等）)；②改良農(nóng)作物的品質(zhì)如：轉基因玉米；③生產(chǎn)藥物。師：基因工程在動物方面有哪些應用呢？----引導學生回答下列問題(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提高動物的生長速率?生答：將外源生物激素基因的表達可以使轉基因的生物更快。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：將乳糖酶基因導入奶?；蚪M，使獲得的轉基因牛分泌的乳汁，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.目前科學家已在山羊等動物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a-抗胰蛋白酶,科學家是怎樣獲得轉基因動物的?思考：1、什么是乳房／腺生物反應器？用動物乳房作為反應器生產(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)藥物的反應器稱為乳房生物反應器；產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取簡述乳房生物反應器的操作過程？乳房生物反應器的操作過程與轉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）→構建基因表達載體（在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子）→顯微注射導入哺乳動物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動物→發(fā)育成轉基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個體中，轉入的基因才能表達；要在編碼蛋白質(zhì)的基因序列前加上乳腺組織中特異；表達的啟動子構成表達載體。因為產(chǎn)品在奶中形成，需要乳腺組織中特異表達的啟動子。（基因的選擇性表達）隨堂練習：繼哺乳動物乳腺生物反應器研發(fā)成功后，膀胱生物反應器的研究也取得一定進展。最近，科學家培育出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細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導入小鼠受體細胞，常用方法是。（2）進行基因轉移時，通常要將外源基因轉入中，原因是。（3）通常采用技術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器時，應使外源基因在小鼠的細胞中特異表現(xiàn)。（5）為使外源基因在后代長期保持，可將轉基因小鼠體細胞的轉入細胞中構成重組細胞，使其發(fā)育成供體具有相同性狀的個體。該技術稱為?！窘馕觥匡@微注射技術是轉基因動物中采用最多的、也是最有效的一種方法。轉基因動物的受體細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。檢測目的基因是否導入時一般是采用DNA分子雜交的技術，就是將轉基因生物的基因組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胞中特異性表達。核移植技術可以促進優(yōu)良畜群繁育，保護個體較少的優(yōu)良品種?！敬鸢浮浚?）顯微注射（2）受精卵（或早期胚胎）受精卵（或早期胚胎細胞）具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞表達（3）DNA分子雜交（核酸探針）（4）膀胱上皮（5）細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的菌類細胞株系稱為“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?；驅氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮作用，從而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的方法。從病人體內(nèi)獲得某種細胞，例如T淋巴細胞，進行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉移，再篩選成功轉移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，稱為體外基因治療；直接向體組織細胞中轉移基因的治病方法稱體內(nèi)基因治療。前者如復合型免疫缺陷癥；后者如遺傳性囊性纖維病?；蛑委焾D解：師總結：提高動物生長速度。如轉基因綿羊、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基因技術成果為背景，設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)所學內(nèi)容，試概括寫出基因工