第3章基因工程3.3

基因工程的應用010204050306CONTENTS教學設計思路點擊此處添加正文教學目標點擊此處添加正文教學重難點點擊此處添加正文教學過程點擊此處添加正文教學反思點擊此處添加正文目錄教材分析點擊此處添加正文本章教材分析說教材說學情說目標說重難點說過程3.3

基因工程的應用說教與學

與本節(jié)內(nèi)容對應的課程標準的“內(nèi)容要求”是：舉例說明基因工程在農(nóng)牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的廣泛應用改善了人類的生活品質(zhì)。

結合教材內(nèi)容，確定本節(jié)的教學目標如下。本節(jié)教材分析說教材說學情說目標說重難點說過程說教與學教學目標1.舉例說出基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)等方面的應用。2.認同基因工程的成果豐碩、應用廣泛；理性看待基因工程的應用。3.關注基因工程的進展。重點難點說教材說學情說目標說重難點說過程說教與學基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面的應用。乳腺生物反應器說教材說學情說目標說重難點說過程說教與學教學設計思路調(diào)查導入

分析資料 建構新知學以致用課后調(diào)查身邊的基因工程產(chǎn)品基因工程的應用提出不同的解決實際問題的方案，并評估方案的可行性基因工程在其他領域的應用在農(nóng)牧業(yè)方面在醫(yī)藥衛(wèi)生領域在食品工業(yè)方面一．復習舊知，引入新知創(chuàng)設情境說教材說學情說目標說重難點說過程說教與學一．復習舊知，引入新知創(chuàng)設情境說教材說學情說目標說重難點說過程說教與學1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應用（1）植物方面①1996-2017年，全世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積增加了100多倍。

轉(zhuǎn)基因作物的種植使化學農(nóng)藥的施用量減少了8.2%，作物產(chǎn)量增加了6.6×108t,增加經(jīng)濟效益1.3萬億。②美國是世界上轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的國家③世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的是大豆，其次是玉米、棉花；④我國轉(zhuǎn)基因作物的種植面積位居世界第八位，商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物有棉花和番木瓜；一.基因工程的應用①幾乎每年都有令人矚目的研究成果報道，有些成果正在進入實用化和商業(yè)化開發(fā)的階段；②2015年11月，第一種用于食用的轉(zhuǎn)基因動物——轉(zhuǎn)基因大西洋鮭（俗稱“三文魚”）在美國獲得批準上市。轉(zhuǎn)基因鮭魚（后排）和正常鮭魚（前排）1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應用（1）動物方面一.基因工程的應用基因工程在農(nóng)牧業(yè)中的應用發(fā)展迅速。已被廣泛用于改良動植物品種、提高作物和畜產(chǎn)品產(chǎn)量等方面。轉(zhuǎn)基因抗蟲植物農(nóng)牧業(yè)方面的應用轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改良植物的品質(zhì)提高動物的生長速率改良畜產(chǎn)品的品質(zhì)抗逆性1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應用一.基因工程的應用A.培育方法：B.實例：讓轉(zhuǎn)基因哺乳動物批量生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體對微生物或動植物的細胞進行基因改造生產(chǎn)藥物醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用一.基因工程的應用

我國生產(chǎn)的重組人干擾素、血小板生成素、促紅細胞生成素和粒細胞集落刺激因子等

可以用來預防和治療人類腫瘤、心血管疾病、傳染病、糖尿病和類風濕關節(jié)炎等；（1）對微生物或動植物的細胞進行基因改造生產(chǎn)藥物①藥物舉例：細胞因子、抗體、疫苗和激素等。②應用：③實例：2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用一.基因工程的應用①干擾素的化學本質(zhì)是什么？②干擾素的作用機理是怎樣的？③干擾素用于哪些疾病的治療？④傳統(tǒng)生產(chǎn)干擾素的方法是什么？⑤目前大量生產(chǎn)干擾素的方法是什么？⑥我國批準生產(chǎn)的第一個基因工程藥物的名稱叫什么？用于治療哪些疾??？糖蛋白干擾病毒復制病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多發(fā)骨髓瘤和某些白血病等從人血液中的白細胞內(nèi)提取用基因工程方法從大腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得重組人干擾素α-1b主要用于治療慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等【思考】：資料卡——干擾素一.基因工程的應用

目前已經(jīng)在牛、山羊等動物的乳腺生物反應器中，獲得了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產(chǎn)品（2）讓轉(zhuǎn)基因哺乳動物批量生產(chǎn)藥物①實例：乳腺生物反應器或乳房生物反應器②培育過程：藥用蛋白基因乳腺中特異表達的基因的啟動子等調(diào)控元件基因表達載體顯微注射受精卵泌乳期分泌乳汁轉(zhuǎn)基因動物藥物發(fā)育③應用：2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用一.基因工程的應用注意：啟動子具有物種和組織的特異性④乳腺生物反應器A.動物泌乳期有間隔B.有些蛋白不能在乳腺里表達C.某些蛋白在乳腺中的修飾可能與天然狀態(tài)不同

優(yōu)點

缺點A.適合于表達高等動物體內(nèi)的復雜蛋白B.制備乳腺反應器的方法成熟C.乳腺是天然的高效合成蛋白質(zhì)的器官D.乳汁中重組蛋白的提取和純化相對容易（2）讓轉(zhuǎn)基因哺乳動物批量生產(chǎn)藥物2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用一.基因工程的應用⑤膀胱生物反應器A.可以從動物一出生就收集產(chǎn)物，不論動物的性別和是否處于生殖期。B.從尿液中提取蛋白質(zhì)比從乳汁中提取更簡便、高效。

尋求可替代的移植器官，如用豬的器官來解決人類器官移植的來源問題（3）用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體①人體器官移植的難題：人體移植器官短缺是世界性難題②解決途徑：a.豬的內(nèi)臟構造、大小、血管分布與人極為相似b.豬體內(nèi)隱藏的、可導致人類疾病的病毒遠遠少于靈長類動物A.豬的優(yōu)點：B.最大難題：免疫排斥2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用一.基因工程的應用

一種普遍使用的甜味劑，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，這兩種氨基酸可通過基因工程實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

利用基因工程菌，除了可以生產(chǎn)藥物，還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等(1)基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類。①概念：②應用：(2)實例：①阿斯巴甜：②凝乳酶：A.應用：奶酪生產(chǎn)中用來凝聚固化奶中的蛋白質(zhì)

將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)凝乳酶B.制備方法：3.基因工程在食品工業(yè)方面的應用一.基因工程的應用比較項目乳腺（房）生物反應器基因工程菌生產(chǎn)藥物基因結構基因產(chǎn)物受體細胞導入方式生產(chǎn)條件產(chǎn)物提取哺乳動物基因的結構與人類結構基本相同細菌或酵母菌等生物的基因結構與人類基因結構有較大差異與天然蛋白質(zhì)完全相同細菌細胞內(nèi)缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器，合成的蛋白質(zhì)可能不具有生物活性哺乳動物的受精卵微生物細胞顯微注射法Ca2+處理法（感受態(tài)細胞法）不需要嚴格的滅菌，溫度等外界條件對其影響不大需嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件從動物乳汁中提取，相對簡單（一般經(jīng)過工業(yè)發(fā)酵后）從微生物細胞（或發(fā)酵液）中提取，相對復雜3.基因工程在食品工業(yè)方面的應用一.基因工程的應用【課堂小結】鞏固練習03說教材說學情說目標說重難點說過程說教與學四．鞏固練習本節(jié)課的主要特點如下。1.通過翔實豐富的資料，充分展現(xiàn)基因工程的應用成果

從學生身邊的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品人手，激發(fā)了學生的學習興趣。然后，從農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)等方面介紹了很多基因工程應用的實例。在教學中，教師并不是簡單地呈現(xiàn)實例。

而是結合了對一些生產(chǎn)原理、過程等的分析，讓學生既加深了對基因工程操作流程的認識。又深刻感受到了基因工程的應用價值。反思2.通過引導學生分析用基因工程生產(chǎn)產(chǎn)品的優(yōu)勢，來滲透造福人類的態(tài)度和價值觀