學習任務單課程信息單元名稱第三單元基因工程年級高二年級學期春季教材版本生物學選擇性必修3生物技術與工程人民教育出版社（2019年版）課時題目第3節(jié)基因工程的應用學生信息姓名學校班級學號學習目標1.能夠準確舉例說出基因工程在農牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)方面的應用。2.能夠準確闡述基因工程應用的技術方法。3.能夠準確描述基因工程的應用價值、認同基因工程的成果；理性看待基因工程的應用。課前預學概念5：基因工程賦予生物新的遺傳特性。一、基因工程在農牧業(yè)的應用有哪些？、、、、、二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用1.對微生物或動植物的細胞進行，使它們能夠，是目前基因工程取得實際應用成果非常多的領域。這些藥物包括、、、等，它們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。我國生產的、、和等基因工程藥物均已投放市場2.利用基因工程技術，還可以讓哺乳動物。目前，科學家已經在牛、山羊等動物中，獲得了、、和等重要的醫(yī)藥產品。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應用1.利用基因工程菌除了可以生產藥物，還能生產、和等。2.利用基因工程能培育出可以降解多種污染物的“”來處理環(huán)境污染。課內探究【驅動任務1】基因工程在農牧業(yè)方面的應用【資料】1996—2017年，全世界轉基因作物的種植面積增加了一百多倍，轉基因作物的種植使化學殺蟲劑施用量減少了8.2%，作物產量增加了6.6×108t，增加經濟收益近1.3萬億元【資料】轉基因動物方面的成果正在進入實用化和商業(yè)化開發(fā)的階段，2015年11月，第一種用于食用的轉基因動物——轉基因大西洋鮭（俗稱“三文魚”）在美國獲得批準上市。轉基因鮭魚縮短了其成長周期，因此它受到的污染和體內聚集的有毒物質殘留比普通鮭魚少得多1.轉基因作物有怎樣的優(yōu)點？________________________________________________________________?！举Y料】將有關酶的基因導入水稻中，并誘導它們在水稻細胞中得以表達，使水稻中的雙香葉素－二磷酸能轉化成胡蘿卜素。含有胡蘿卜素的大米顏色金黃，其中的胡蘿卜素會在人體內轉化成維生素A，為深受維生素A缺乏癥之苦的人們帶來了“金色希望”。2.結合資料，填寫下列表格主要應用為什么做怎樣做（技術方法）成果轉基因抗蟲植物轉基因抗病植物轉基因抗除草劑植物改良植物品質提高動物生長速率改善畜產品品質【驅動任務2】基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用1.基因工程藥物①如何解決從人或動物組織中提取藥物含量很低的問題？_____________________________________________________________________________。②干擾素的化學本質和作用機理是怎樣的？_____________________________________________________________________________。③干擾素用于哪些疾病的治療？目前大量生產干擾素的方法是什么？_____________________________________________________________________________。④填寫干擾素的生產過程2.乳腺生物反應器與工程菌生產藥物的比較【資料】利用基因工程生產干擾素有兩種方法:方法一:將干擾素基因轉入細菌細胞,進行微生物培養(yǎng),提取干擾素;方法二:將干擾素基因轉入高等哺乳動物的受精卵,培養(yǎng)成轉基因動物并從其乳汁中提取干擾素。上述兩種方法中,哪種方法得到的干擾素需要進一步加工和修飾以使其獲得生物活性?試解釋其原因。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.乳腺生物反應器①完成乳腺生物反應器的構建過程②目的基因有哪些？請舉例。_____________________________________________________③如何構建基因表達載體？怎樣將其導入受體細胞？_____________________________________________________④運用乳腺生物反應器生產藥物有哪些優(yōu)點和缺點？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________⑤【資料】繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培養(yǎng)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）通常采用_________________技術檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。（3）在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的_________________細胞中特異表達。（4）膀胱生物發(fā)生器比乳腺生物反應器有什么優(yōu)點？______________________________________________________________________________。4.基因工程應用于器官移植①為什么選用豬作為器官供體？______________________________________________________________________________。②用豬器官進行移植的難題是什么？如何解決？______________________________________________________________________________?！掘寗尤蝿?】基因工程在食品工業(yè)方面的應用1.什么是基因工程菌？____________________________________________________________________________。2.利用基因工程技術可以生產哪些酶？這些酶有何作用？____________________________________________________________________________。3.凝乳酶的制備方法是怎樣的？____________________________________________________________________________。4.基因工程獲得的工業(yè)用酶有什么優(yōu)點？____________________________________________________________________________。課終歸納【總結目標】1.請在此基礎框架上完善本課時內容的知識梳理。2.學習感悟：效果檢測1.利用乳腺生物反應器生產藥用蛋白是動物基因工程的重要應用，目前科學家已在牛和山羊等動物乳腺生物反應器中獲得了抗疑血酶、血清白蛋白、生長激素和α抗胰蛋白酶等醫(yī)藥產品。下列有關乳腺生物反應器的敘述中，錯誤的是（）A.受體細胞可選用受精卵或胚胎干細胞B.獲得轉基因動物需利用胚胎移植技術C.鑒別藥用蛋白基因是否導入受體細胞一般利用DNA分子雜交法D.轉基因動物產生的生殖細胞可能含有藥用蛋白基因2.運用現代生物技術的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉移到優(yōu)質油菜中，培育出轉基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對油菜的危害，提高油菜產量，減少農藥作用，保持生態(tài)環(huán)境。根據以上信息，下列敘述正確的是（）A.Bt基因的化學成分是蛋白質B.Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質C.轉基因抗蟲油菜能產生殺蟲蛋白是Bt基因在其體內得以表達的結果D.轉基因抗蟲油菜產生的殺蟲蛋白是無機物3.基因工程產物可能存在著一些安全性問題，但不必擔心的是（）A.四倍體轉基因鯉魚與正常鯉魚的雜交，導致自然種群被淘汰B.載體的標記基因(如抗生素抗性基因)可能指導合成有利于抗性進化的產物C.目的基因(如殺蟲基因)本身編碼的產物可能會對人體產生毒性D.目的基因通過花粉的散布轉移到其他植物體內，從而可能打破生態(tài)平衡4.圖為利用生物技術獲得生物新品種的過程,有關說法錯誤的是()A.A→B過程中用到的原料有4種,加入的引物有2種B.A→B過程利用了DNA半保留復制原理,需要使用耐高溫的DNA聚合酶C.B→C為轉基因綿羊的培育過程,常選用的受體細胞是卵母細胞D.B→D為轉基因植物的培育過程,其中④過程常用的方法是農桿菌轉化法5.糖尿病已經成為危害人類健康的嚴重疾病之一，注射胰島素是目前治療糖尿病最為有效的途徑和手段。如何生產優(yōu)質而不昂貴的人胰島素，是當下醫(yī)藥界急需攻克的科學難題。下圖為利用基因工程技術生產人胰島素的操作過程示意圖，請回答：(1)在基因表達載體中，__________是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA。(2)圖中細胞1是___________細胞。過程②必需的酶是______________。過程③④⑤為利用___________技術擴增目的基因，此過程必需的酶是_________________________________。過程③斷開的是____________________鍵，在體外進行PCR操作時，實現該過程的處理方法是___________________________________________________________________________。能否利用人的皮膚細胞來完成過程①，為什么？________________________