优秀教案系列
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第3节基因工程的应用
教学分析
教学分析
教学目标
1.举例说出基因工程在农牧业、医药卫生领域和食品工业等方面的应用。
2.认同基因工程的应用价值。
3.关注基因工程的发展。
评价目标
1.通过学习,能够说出基因工程应用的实例。
2.通过学习,能够设计用乳腺生物反应器生产药物的流程。
教学重难点
1.基因工程在农牧业、医药卫生领域和食品工业等方面的应用。
2.乳腺生物反应器。
教学方法
学案导学、小组讨论、自学释疑。
课时安排
1课时
教学准备
学案,课件等。
教学
教学设计
导入新课
学生汇报自己搜集的基因工程的实例。
教师通过PPT展示重组人胰岛素注射液的图片。胰岛素的生产方式:传统方法是从猪、牛等动物胰腺中提取;现代方法是利用基因工程技术,将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞中,使其在大肠杆菌中表达来实现大量生产。
那么,利用基因工程还能生产什么产品或培育具有什么特定性状的生物呢?今天我们一起来了解一下。
讲授新课
一、基因工程在农牧业方面的应用
学生自主阅读教材内容,获取如下信息。
①1996—2017年,全世界转基因作物的种植面积增加了一百多倍,从1.7×106hm2发展到1.898×108hm2。2016年世界范围的统计数据表明,转基因作物的种植使化学杀虫剂施用量减少了8.2%,作物产量增加了6.6×108t,增加经济收益近1.3万亿元。
②美国的转基因作物种植面积最大,转基因棉花、玉米、大豆的种植面积占相关作物种植面积的比例都超过了90%。
③2017年,我国转基因作物的种植面积位居世界第八位,商业化种植的转基因作物有棉花和番木瓜。
④2015年11月,第一种用于食用的转基因动物——转基因大西洋鲑(俗称“三文鱼”)在美国获得批准上市。
【师】基因工程在农牧业领域的应用,我们主要从提高产品产量和品质两方面分别予以举例分析。
PPT展示问题,组织学生自主阅读教材进行学习。
1.植物基因工程
(1)转基因抗虫植物:优点、实例。
(2)转基因抗病植物:实例。
(3)转基因抗除草剂植物:实例。
(4)改良植物的品质。
2.动物基因工程
动物基因工程主要用于哪两个方面?举例说明。
学生回答后,教师评价、总结。
1.植物基因工程
(1)转基因抗虫植物:从某些生物中分离出抗虫基因,将它导入作物,使作物具有抗虫性。
①优点:减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害、降低生产成本、提高产量。
②实例:转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
(2)转基因抗病植物:将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中,培育出了转基因抗病植物。
实例:转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
(3)转基因抗除草剂植物
①转基因抗除草剂植物:将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物,可以培育出抗除草剂的作物品种。这样在喷洒除草剂时,田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。
②实例:转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
(4)改良植物的品质
①改良植物的营养价值:将某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,可提高这种氨基酸的含量。
②改良植物的观赏价值:将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中,使它呈现出自然界没有的颜色变异。
2.动物基因工程
(1)提高动物的生长速率:外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快。
实例:将外源生长激素基因导入鲤鱼体内,使其生长速率提高。
(2)改善畜产品的品质
乳糖不耐受:有些人乳糖酶分泌少,不能完全消化牛奶中的乳糖,食用牛奶后会出现腹泻等不适症状。
解决方法:将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响。
二、基因工程在医药卫生领域的应用
【师】基因工程在医药卫生领域的应用,我们从生物制药、异种器官移植、疾病动物模型、基因治疗等方面进行学习。通过学习了解前沿科技及基因工程技术的基本原理。
PPT展示问题,学生阅读教材进行学习。
现阶段,基因工程药物主要有哪些?我国投放市场的有哪些?
【生】(1)基因工程药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素(胰岛素、生长激素)等。
(2)我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物已投放市场。
【师】利用基因工程技术,可以让哺乳动物批量生产药物。为什么动物的乳腺细胞能成为基因药物最理想的表达场所呢?
教师与学生一起总结:①乳腺是一个外分泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。