高中生物选修3优质教学设计11：1.3 基因工程的应用 教案

基因工程的应用

一、教材内容分析

基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简单一些。

二、教材内容分析

基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简单一些。

三、教学目标

知识与技能：

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。

过程与方法：

1.通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养收集处理信息的能力；

2.分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

情感目标：

1.培养理论联系实际的良好学风，培养爱国主义热情。

2.关注科学与社会。

四、教学重点和难点

教学重点：基因工程在植物和动物等方面的应用

教学难点：乳腺生物反应器

五、新课内容：

（一）植物基因工程的应用领域

(1)提高农作物的抗逆能力。

(2)改良农作物的品质。

(3)利用植物生产药物等。

1．抗虫转基因植物与抗病转基因植物

阅读教材，总结表格内容：

【合作探究】

（1）转基因抗虫棉的目的基因是什么？是从哪种生物获取的？抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？

提示：Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。不能，因为抗虫基因具有专一性。

（2）从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比，在害虫防治方面有哪些优越性？

提示：减少化学农药的使用量，降低环境污染。

【设计意图】阅读教材，回答表格内容，与老师一起小结，培养了学生的读书思考、自学能力。

（3）抗逆转基因植物[连线]

（4）利用转基因改良植物的品质[连线]

【设计意图】

阅读教材，紧扣目标，树立知识点，用连线方式，形成知识结构。

（二）动物基因工程应用的几个方面

2．基因工程药物

（1）方式：利用基因工程培育“工程菌”来生产药品。

（2）利用工程菌生产的药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

（3）干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，因此它是一种抗病毒的特效药。

【合作交流】

1．动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制？

提示：优点：产量高、质量好、成本低、易提取。局限：受动物性别和是否处于生殖期的限制。

2．用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物的操作过程有什么异同？

提示：二者过程相似，不同的是在获得转基因动物时，需要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起构建表达载体。

（三）基因治疗

1．概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞中，可治疗复合型免疫缺陷症。

3．方法：

(1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。

(2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。

【合作交流】分析教材复合型免疫缺陷症的基因治疗，回答下列问题：

(1)研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的什么细胞？为什么不能转入其他的体细胞？

(2)如何鉴定该患者是否治疗成功？

提示：(1)淋巴细胞。腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。

(2)鉴定患者产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。

2．基因治疗的实质是利用外源基因替换了原基因本身，还是代替了原基因的功能？治疗后的性状能否遗传给后代？

提示：代替了原基因的功能。基因治疗只是改变了病人体细胞的遗传物质，所以恢复的正常性状不会遗传给子女。

【设计意图】按照教材知识安排层次，有步骤地引导学生分析问题，激发学生学习的兴趣，培养自学的能力。

六、小结：

1.用于转基因植物的杀虫基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。

2．抗病转基因植物所采用的基因最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。

3．利用转基因的工程菌生产的药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

4．基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。

七、教学反思：