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《基因工程的應用》教學設(shè)計 教學目標 1.舉例說出基因工程應用及取得的豐碩成果。 2.關(guān)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。 教學重難點 1.教學重點 基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應用。 2.教學難點 基因治療。 教學工具 多媒體 教學過程 （一） 上一節(jié)課我們介紹了基因工程，先復習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)提取出來在體外進行操作和加工，然后再把它導入一個新生物體；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)中都有廣泛的應用。下面每個學習小組把查找到 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，芬蘭科學家通過1~3次實驗才把它培育出來的。這頭牛所擠出的奶牛含有促紅細胞素，也就是它能幫助人生成紅細胞，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；一類是非越變形果實。我們知道越變形果實在成熟過程中，會出現(xiàn)明顯的呼吸高峰。而非越變形果實則沒有這樣的高峰，于是就產(chǎn)生了一個問題。越變形果實它在成熟中因為它的呼吸作用往往是突然的又無法控制。所以常常造成巨大的經(jīng)濟摸失。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進行保鮮?？茖W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家的進一步研究發(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)就是通過向細胞內(nèi)補充與mRNA互補的RNA，然后使它與mRNA形成雙鏈達到很不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。從而容易降解，通過這樣的方法，科學家就對番茄進行了實驗。那么也就是說我們找到了一條比較可行而且經(jīng)濟的途徑來真正對水果進行保鮮，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。我們有理由堅信，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在將來有進一步的發(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)計結(jié)果顯示：在申請環(huán)境釋放的實驗報告中，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菌中提取的對棉鈴蟲有致命作用的基因。目前科學家還在創(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)委員會批準商品化生產(chǎn)。1998年在安徽、陜西、湖南等地試種15萬畝，估計在2000年可達到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，一些科學家認為對 基因進行人工提取時，當人們達到了某些目的后，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。 課后習題 1、切取某動物合成生長激素的基因，用某種方法將此基因轉(zhuǎn)移到鲇魚的受精卵中，從而鲇魚比同類個體大3～4倍，此項研究遵循的原理是( ) 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水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，這標志著我國轉(zhuǎn)基因研究向產(chǎn)業(yè)化的目標邁進了一步。那么“轉(zhuǎn)基因動物”是指( ) A．提供基因的動物 B．基因組成中轉(zhuǎn)人了外源基因的動物 C．能產(chǎn)生白蛋白的動物 D．能表達基因遺傳信息的動物 3．下列各項不屬于基因工程在實際中的應用的是( ) A．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育成功 B．利用DNA探針檢測飲用水中有無病毒 C．培育工程菌使之能產(chǎn)生胰島素 D．將C4植物細胞內(nèi)的葉綠體移入C3植物細胞內(nèi) 4．有關(guān)基因工程的成果及應用的說法正確的是( ) A．用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧業(yè)上應用的主要目的是培養(yǎng)體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動物 C．基因工程在農(nóng)業(yè)上的應用主要是培育高產(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)達國家，基因治療已用于臨床實踐 5、運用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產(chǎn)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(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用，保護農(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基因的化學成分是蛋白質(zhì) B、Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì) C、轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因 D、轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機物 參考答案：DBDCC 板書 3.1基因工程的應用 一、基因工程的應用 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)