1.3《基因工程的应用》教案
高中生物教案：了解基因工程的应用
高中生物教案：了解基因工程的应用一、基因工程的概述基因工程是现代生物学的重要分支，它利用技术手段对生物体的遗传物质进行人为操作和改变，以实现特定目的。
基因工程的应用范围广泛，对于人类生活和医学健康有着重要的影响。
本文将介绍基因工程的应用以及对于高中生物教育的意义。
二、基因工程在医学领域的应用1. 基因诊断与治疗基因工程的一个重要应用是基因诊断与治疗。
通过检测个体的基因组中是否存在有害突变，可以及早发现并预防一些遗传性疾病。
此外，基因治疗技术也被广泛研究，例如使用载体将正常基因导入细胞中，来治疗某些遗传性疾病，为疾病的治疗提供了新思路。
2. 转基因生物的研究与应用基因工程技术还可应用于转基因生物的研究与应用。
转基因技术通过将外源基因导入生物体中，使其获得新的性状或改善原有性状。
在农业领域，转基因作物能够抵抗害虫、耐受恶劣环境、提高产量和品质，为粮食安全和生态环境保护提供了有效途径。
三、基因工程在环境保护中的应用1. 生物修复技术基因工程技术在环境保护中有着重要的应用价值。
生物修复技术利用转基因微生物来降解污染物，如石油污染、重金属污染等，可以有效减少环境污染物的危害，保护生态环境。
2. 基因荧光标记技术基因工程还可应用于环境中物种的鉴定和保护。
基因荧光标记技术可以通过引入荧光基因或标记基因，对物种进行标记，辅助进行保护和研究。
这对于保护濒危物种和生态系统的稳定具有重要意义。
四、基因工程对高中生物教育的意义1. 培养科学素养基因工程是现代科学技术的重要代表之一，教授基因工程的概念和应用，可以帮助学生了解生物学的前沿科技，培养学生的科学素养和创新思维。
2. 激发学习兴趣基因工程应用领域广阔，包含医学、农业、环境等多个领域，这为学生带来了更多的学习兴趣。
教师可以通过有趣生动的案例，引导学生深入探索基因工程的应用领域，激发学生对生物学的兴趣。
3. 培养实践能力基因工程是一个实践性强的学科，教学过程中可以设置生物实验，让学生亲自操作，并培养学生的操作和思考能力。
人教版高中生物选修三：1.3《基因工程的应用》ppt课件
转基因克隆猪器官
提示:生长激素基因
启动子
免疫排斥
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2.动物乳腺生物反应器的原理、生产流程及优点是怎样的? 提示:(1)原理:利用基因工程,把动物的乳腺作为生产工具,使目的 基因在其内表达,在分泌的乳汁中获得人类需要的生物产品。 (2)生产流程:
(3)优点: ①产量高,易获得目标产品; ②目标产品质量好,因为乳腺组织具有一整套全面对蛋白质进行 合成和加工的能力; ③产品成本低; ④从乳汁中提取产品,操作简单。
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四、基因治疗曙光初照
1.基因治疗是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。可分为体外基因治疗和体内基因治疗 两种。 2.无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段。
预习交流
1.患者通过基因治疗后,其后代还患遗传病吗?为什么? 提示:其后代很可能还患有这种遗传病。对患者进行相关细胞的基 因替换,但这种局部细胞的基因替换,并没有改变其他部位细胞的基因, 如精原细胞。其后代很可能还会患遗传病。 2.基因治疗现在应用于临床治疗了吗? 提示:基因治疗的很多技术还不成熟 ,目前只是处于临床试验阶段。
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2.抗病转基因植物 (1)引起植物生病的微生物称为病原微生物,主要有病毒、真菌和细 菌等。 (2)目的基因:病毒外壳蛋白基因、 病毒复制酶基因、 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因。 (3)意义:能够获得杂交育种无法获得的抗病毒的新品种。 3.抗旱、抗盐碱植物 (1)原理:干旱和盐碱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关。 (2)目的基因:调节细胞渗透压的基因。 (3)成果:抗盐抗旱烟草等。 4.利用转基因改良植物的品质 (1)应用范围:可以提高植物中氨基酸的含量、延长贮存时间、改变 花色等,从而提高作物品质。 (2)提高氨基酸含量和种类的方法:将某些氨基酸含量多的蛋白质 编码基因导入植物;改变氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,提高氨 基酸的含量。
13基因工程的应用
基因工程的应用
一、植物基因工程硕果累累 二、动物基因工程前景广阔 三、基因工程药物异军突起
四、基因治疗初见曙光
一、植物基因工程硕果累累 P17
硕果：提高农作物的抗逆能力；改良
农作物的品质；利用植物生产药物等。
1、抗虫转基因植物 P17
（1）方法：从某些生物中分离出的具有杀虫
基因来源：抑制或除去抗原决定基因。 成果：培育出没有免疫排斥反应的转基因 克隆猪器官。
三、基因工程药品异军突起
（1）来源：利用转基因 工程菌生产药物。P21
基因工程肝炎疫苗
（2）成果：细胞因子、干扰素、抗体、疫苗、 激素。P21 （3）作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病 、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病 。P22
是什么？
与植物花青素代谢有 关的基因
转基因蓝玫瑰
二、动物基因工程前景广阔
1、用于提高动物生长速度
（基因来源：外源生长激素基因）
转基因绵羊
转基因鲤鱼
2、用于改善畜产品的品质
基因来源：肠乳糖酶基因。
将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因牛分泌 的乳汁中乳糖的含量大大减低。有助于消化。
3、用转基因的动物生产药物
活性的基因，将其导入农作物中，使其具有抗 虫性。
（2）抗虫的目的基因：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。从苏云金芽孢杆菌中分离出的Bt毒蛋白基 因培育出抗虫棉。
（3）、意义：减少化学农药的使用，降低生
产成本，减轻环境的污染。
2、抗病转基因植物 P18
（1）病原微生物： 引起生物生病的微生物，主 要有病毒、真菌和细菌等。
4、利用转基因改良植物的品质
基因工程及其应用教案
基因工程及其应用教案一、教学目标1. 了解基因工程的概念、原理和基本操作步骤。
2. 掌握基因工程在农业、医药和环境保护等领域的应用。
3. 探讨基因工程技术的伦理和法律问题。
4. 培养学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 基因工程的概念：基因、DNA、基因重组等。
2. 基因工程的原理：DNA重组技术、基因表达载体的构建等。
3. 基因工程的基本操作步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
4. 基因工程的应用：农业（转基因作物、抗病虫害育种）、医药（基因治疗、药物生产）、环境保护（生物降解、生物修复）等。
5. 基因工程技术的伦理和法律问题：基因歧视、生物安全、生物多样性保护等。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本概念、原理和应用。
2. 案例分析法：分析具体的基因工程应用实例，引导学生思考和讨论。
3. 小组讨论法：分组讨论基因工程技术的伦理和法律问题。
4. 实践操作法：安排实验室实践活动，如基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
四、教学资源1. 教材：基因工程及其应用。
2. 课件：基因工程的原理和应用。
3. 视频资料：基因工程技术的实际应用案例。
4. 实验室设备：PCR仪、电泳仪、转化系统等。
五、教学评价1. 平时成绩：课堂参与度、小组讨论表现等。
2. 书面作业：基因工程应用案例分析和伦理法律问题论述。
3. 实验报告：基因表达载体的构建和转化实验。
4. 期末考试：基因工程及相关知识的选择题、填空题和简答题。
六、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，其中理论课24课时，实验课8课时。
2. 教学计划：第1-4课时：基因工程的基本概念和原理。
第5-8课时：基因工程的基本操作步骤。
第9-12课时：基因工程在农业领域的应用。
第13-16课时：基因工程在医药领域的应用。
第17-20课时：基因工程在环境保护领域的应用。
第21-24课时：基因工程技术的伦理和法律问题。
第25-28课时：实验室实践活动，包括基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
1-3基因工程的应用
B
三、基因工程药物异军突起
细胞因子、抗 体、疫苗、激 素。
重组人胰岛素 转基因 工程菌
生产 药物
预防和治疗： 肿瘤、心血管 疾病、遗传病 、传染病、糖 尿病、类风湿 等。
四、基因治疗曙光初照
1、基因治疗概念：
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，是治 疗遗传病的最有效的手段。 （把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中， 从而达到治疗疾病的目的）
4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床 试验阶段
练习：基因治疗是指( ) A．把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中， 达到治疗疾病的目的 B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正 常，达到治疗疾病的目的 C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发 生基因突变，从而恢复正常 D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除， 达到治疗疾病的目的
合作探究5 5、在1990年，医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而 患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用 的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后 用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白 细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内， 经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。 （1）该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中 运载体是 某种病毒 ，目的基因是腺苷脱氨酶基因 ， 目的基因的受体细胞是 白细胞 。 （2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫 能力趋于正常是由于产生了 腺苷脱氨酶 ，产生 这种物质的两个基本步骤是 转录 和 翻译 。
2、实例：对严重复合型免疫缺陷症的治疗
将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中， 再将这种淋巴细胞转入患者体内。
3、基因治疗的类型 体外基因治疗：先从病人体内获得某种细 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。 体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转 移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的 正常基因转入患者肺组织）
第3节 基因工程的应用导学案
1.3 基因工程的应用导学案【学习目标】1.基因工程的原理和应用。
2.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。
3.通过了解我国基因工程的前景及成果，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路。
【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。
【难点预测】基因治疗。
【自主预习1】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。
)植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的______ __和利用植物生产等方面。
一、植物基因工程（硕果累累）1、抗虫转基因植物⑴杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、、、植物凝集素基因等。
⑵成果：_______ _____、______ ________等。
2、抗病转基因植物⑴植物的病原微生物：、和细菌等。
⑵抗病基因种类①抗病毒基因：病毒基因和基因。
②抗真菌基因：______ _______基因和基因。
⑶成果：抗烟草花叶病毒的烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
3、抗逆转基因植物⑴抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
⑵成果：具有抗寒能力的烟草、番茄。
4、利用转基因改良植物的品质⑴优良基因：、控制番茄成熟的基因等。
⑵成果：__________________________ ___________________________。
【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）1、利用基因工程培育抗盐碱、抗干旱作物，这些抗性基因实际上是什么基因？【自主预习2】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
)二、动物基因工程（前景广阔）1、用于提高动物的生长速度⑴基因：外源基因。
⑵成果：__________ _____________________。
2、用于改善畜产品的品质⑴优良基因：_________ ________。
生物人教版选修三优化课件：专题1 1.3 基因工程的应用
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2022/4/152022/4/15April 15, 2022
1．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作正确的是( ) A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B．用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C．重组 DNA 分子只能导入烟草的受精卵 D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞属于细胞水平的检测
解析：限制酶一般只切割 DNA 分子双链，而烟草花叶病毒是 RNA 病毒，A 项错误；DNA 连接酶连接目的基因和载体，构建基因表达载体(即重组 DNA 分子)，B 项正确；作为目 的基因的受体细胞，可以是烟草的受精卵，也可以是一般的体细胞或烟草的原生质体，C 项错误；D 项应该属于个体水平的检测，D 项错误。 答案：B
3．抗病转基因植物 (1)引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等。 (2)目的基因 抗病毒：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因； 抗真菌：几丁质酶基因和抗毒素合成基因。 (3)意义：能够获得杂交育种无法获得的抗病毒新品种。 4．抗逆转基因植物 (1)原理：干旱和盐碱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关。 (2)目的基因：调节细胞渗透压的基因。 (3)成果：抗盐抗旱烟草、抗寒番茄、耐除草剂玉米等。
1．3 基因工程的应用
[课标解读] 1.列举基因工程在植物、动物方面的具体应用及取得的丰硕成果(重点)。 2.列举基因工程在医疗方面的具体应用及取得的丰硕成果(重点)。3.举例讨论并用流程图 表示几种转基因生物的培育过程(重点)。4.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问 题的方案。5.关注基因工程的发展。
专题一 1.3 基因工程的应用
动物基因工程 1．目的：
(1)用于提高动物的____________ 生长速度 。
(2)改善畜产品的品质。 (3)用转基因动物生产药物。 (4)用转基因动物作______________ 的供体。 器官移植 2．成果：①转基因鱼、转基因绵羊等；②转基因牛分泌的 乳汁中乳糖含量少；③乳腺生物反应器生产药物；④没有免疫 排斥反应的转基因克隆猪器官等。
药作用，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的 是( )
A．Bt 基因的化学成分是蛋白质 B．Bt 基因中有菜青虫的遗传物质 C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于 Bt 基因在其体
内得以表达的结果
D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物
【名师点拨】Bt基因也被称为Bt毒蛋白基因，在该基因指 导下表达出的蛋白质对害虫有毒害作用，能够杀死害虫，但对 哺乳动物无害。该基因来自苏云金芽孢杆菌，把该基因通过基 因工程手段导入植物体内可培育成抗虫植物，能产生杀虫蛋白， 从而减少农药的使用量，既增加了农作物产量，也保护了环境。
1． 3
基因工程的应用
植物基因工程 抗逆 能力、改良农作物的品质、 1．目的：提高农作物的________ 利用植物生产药物等。
2．成果： (1)抗虫转基因植物：抗虫棉、抗虫水稻等。 抗病 转基因植物：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和 (2)________ 抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 抗逆 转基因植物：抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除 (3)________ 草剂玉米等。 (4)利用转基因改良植物的品质。
(1)优点：可以克服远缘杂交不亲和的障碍，目的性强，育 种时间短。 (2)植物基因工程的成果包括外源基因的来源和外源基因 的表达成果。
动物基因工程的成果 1．生产过程图解(以转基因牛生产过程为例)：
1.3 基因工程的应用
异想天开
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
2.用于改善畜产品的品质
例如将 乳糖酶基因 导入奶牛基因组，使转基 因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大 减低 。
3.用转基因的动物生产药物
方法： 乳腺生物反应器
注意： 雌性个体才能生产药物
★为什么乳腺能成为基因药物最理想的表 达场所呢？ ⑴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。 ⑵从乳汁中获取目的基因产物，产量高， 易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰 加工，具有稳定的生物活性。
一、植物基因工程硕果累累
转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及改 良农作物的品质和利用植物生产药物等方面.
1.抗虫转基因植物
主要杀虫基因：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
Bt毒蛋白 我国的转基因抗虫棉就是转入了 基因培育 出来的。因为用化学农药防治害虫最大的危害是环境 污染，因此可将具有杀虫活性的基因导入到农作物中。
1990年9月14日，安德森对一例患ADA缺乏症 的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗 传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免 疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他 们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺 陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白 血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在 以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗， 同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋 健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活， 并进入普通小学上学。
2.抗病转基因植物
引起生物生病的微生 物，主要有病毒、真菌 和细菌等
抗病基因： 病毒外壳蛋白基因、 病毒的复制酶基因. 抗真菌基因： 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因.
1-3 基因工程的应用
自查自纠(3min)
要求：1.深入思考， 2.规范认真， 3.标注疑难， 总结归纳。 落到实处。 准备讨论。
例 1： D 例 2： B 例 3： C 例 4： C 例 5： C 例 6： B 例7:（1）荧光素酶基因；人工合成法；（2） ABD （3）AD ；（4）动植物病毒、噬菌 体；CaCl2 、以增大细胞壁的通透性，使 重组基因能够导入到受体细胞内 （5）目的明确 培育周期短 可以克服远缘 杂交的不亲和性（只要合理，两点即得分）
要求：
1.出声阅读教材；
2.完善自主预习的答案，并将所
在空的内容在教材中做标记；
3.记忆自主预习中的内容。
集智研讨（8分钟）
研讨内容：课内探究的问题。
要求：
1.用时在8分钟之内。 2.先对学后群学，并将交流的成果及时整理到 学案上。 3.组长负责宏观调控，负责好结果反馈，并做 好展示、质疑的准备。
植物基因工程硕果累累 动物基因工程前景广阔
基因工程药物异目标】
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。
【学习重点】
基因工程在农业和医疗等方面的应用。
【学习难点】
基因治疗。
【通读教材】(8min)
用基于工程技术实现动物乳腺生物反应 器的操作过程是怎样的？
获取目的基因→构建基因表达载体→显微 注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→ 将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物。
基因治疗的途径？一般治疗过程？
⑴体外基因治疗和体内基因治疗。 ⑵体外基因治疗的治疗过程：从病人体内获 得淋巴细胞进行培养→在体外将正常的基因 转移到培养的淋巴细胞中→筛选成功转移的 细胞扩增培养→重新移入患者体内。 ⑶体内基因治疗的治疗过程：直接向人体组 织细胞中转移基因。
《基因工程及其应用》教案设计
《基因工程及其应用》教案设计一、教学目标1. 了解基因工程的概念、原理及其应用范围。
2. 掌握基因工程的基本操作步骤和技术手段。
3. 能够分析基因工程在生物技术和农业生产中的重要性。
二、教学内容1. 基因工程概述：基因工程的定义、历史与发展。
2. 基因重组技术：基因重组的概念、工具酶及其作用。
3. 基因表达载体的构建：表达载体的组成、构建方法及选择。
4. 基因转移技术：转化、转染和感染等基因转移方法的比较。
5. 基因工程的应用：生物技术、农业、医学等领域的应用实例。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 案例分析法：分析基因工程在实际应用中的具体案例。
3. 小组讨论法：分组讨论基因工程技术的优势和局限性。
4. 实验操作法：进行基因转移实验，加深对基因工程技术的理解。
四、教学资源1. 教材：《基因工程及其应用》相关章节。
2. 多媒体课件：基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
3. 实验材料：基因转移实验所需的试剂和设备。
4. 网络资源：相关基因工程研究的学术论文和新闻报道。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对基因工程基本概念的理解。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现和思考深度。
3. 实验报告：评价学生在实验操作中的技能和理解程度。
4. 课后作业：巩固学生对基因工程知识的掌握。
六、教学安排1. 第1-2课时：介绍基因工程的基本概念、原理及其应用范围。
2. 第3-4课时：讲解基因重组技术，包括工具酶的作用和应用。
3. 第5-6课时：学习基因表达载体的构建方法及其选择。
4. 第7-8课时：学习基因转移技术，比较转化、转染和感染等方法。
5. 第9-10课时：通过案例分析，了解基因工程在生物技术和农业生产中的应用。
6. 第11-12课时：进行基因转移实验，巩固理论知识。
7. 第13-14课时：讨论基因工程技术的优势和局限性。
8. 第15课时：进行课堂问答、小组讨论报告、实验报告和课后作业的点评。
1.3 基因工程的应用导学案
重点难点 重点难点
限制酶的作用特点是什么？作用结果如何？举例说明。 限制酶的作用特点是什么？作用结果如何？举例说明。
限制酶在基因工程中起什么作用？ 限制酶在基因工程中起什么作用？ 跟踪训练（ ： 跟踪训练（一） 1.我国科学家运用基因工程技术 将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达， 我国科学家运用基因工程技术， 1.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出 了抗虫棉。下列叙述不正确的是 ( D ) 了抗虫棉。 A.RNA A.RNA 聚合酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少 B.重组 分子中增加一个碱基对， B.重组 DNA 分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物， 抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染 你热爱生命吗？ 那么别浪费时间， 因为时间是组成生命的材料。 1 你热爱生命吗 ？ 那么别浪费时间 ， 因为时间是组成生命的材料 。
形成重组载体
重组载体的导胞输入患者骨髓中, 将含正常血红蛋白基因的造 将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中,此造血干细胞 产生正常血红蛋白, 血干细胞回输给患者骨髓 产生正常血红蛋白,以根治镰刀型细胞贫血症
跟踪训练（ ： 跟踪训练（三） 11、基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是（ B A、基因治疗可使人类遗传病得到根治 B、基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法 C、以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法 D、基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞
知识目标：举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 知识目标：举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
1.3 基因工程的应用
1.3 基因工程的应用【教学目标】1、列举基因工程在植物、动物、微生物方面的具体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。
【教学重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用；【学习指导】一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力（、、、、），以及改良农作物的和利用植物生产等方面。
（一）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。
2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。
【思考】请具体介绍四种抗虫基因的相关内容？(二)抗病转基因植物1．植物的病原微生物：、真菌和细菌等。
2．抗病基因种类(1)抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。
(2)抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。
3．抗病转基因成果：（1）（2）(三)抗逆转基因植物1.使用抗逆转基因原因：1．抗逆基因：；；。
2．成果：（1）（2）（3）(四)转基因改良植物品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。
2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是( )①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④ B．①③④ C．②③④ D．①②④（2）成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
二、动物基因工程的成果(一)提高动物的生长速度1．生长基因：外源基因。
2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。
(二)改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。
2．成果：转基因牛含量少。
(三)转基因动物生产药物1．成果：乳腺生物反应器2.基因组成：药用基因+ 蛋白基因+启动子。
3.操作过程:4.优点：5.特例：(四)转基因动物作器官移植的供体1．主要方法：①②（五）基因工程药物1．来源：转基因的。
课件13：1.3 基因工程的应用
观
通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。
培育流程如图:
思考：为检测病毒外壳蛋白
基因是否被导入4号猪并正
常表达，可采用的方法有？
①DNA测序 ②染色体倍性分析
③体细胞结构分析
④抗原—抗体杂交
3
PART 01
基因工程药物异军突起
20世纪80年代初，第一种基因工程药物——重组人胰岛素投 放市场以来，利用转基因工程菌生产的药物已有60多种，这 些药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
“工程菌”生产药物
为生产具有特定性能的α-淀粉酶，科学家从某种细菌中克隆 了α-淀粉酶基因，利用基因工程大量制备琢α-淀粉酶，实验 流程见下图。请回答下列问题：
α-淀粉酶基因
表达载体
构建重组表达载体
思考1：为何细菌是基因工程生产药 物时理想受体细胞？
导入大肠杆菌
工程菌的筛选与鉴定
工程菌的大量培养 α-淀粉酶产品分析
从健康人体分离得到功能正常的基因，用以 取代病变基因，或依靠其表达产物，来弥补 病变基因带来的生理缺陷。
通过产生的mRNA分子，与病变基因产生的 mRNA分子进行互补，从而阻断非正常蛋白 质的合成。
编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因。
基因治疗的方法讨论
方法
体内 基因 治疗
体外 基因 治疗
具体操作
案例
生殖隔离
Bt毒蛋白基因 转录 翻译
Bt毒蛋白
棉花 Bt毒蛋白基因 转录 翻译 Bt毒蛋白（抗虫）
利用Bt毒蛋白基因得到的转基因植物对人体有毒害吗？
已知转基因植物中毒蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受 体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类 的风险相对较小，为什么？
人教版高中选修三生物1.3基因工程的应用-学案(附答案)
专题1 §1.3 基因工程的应用知识目标：举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
能力目标：关注基因工程的进展，认同基因工程的应用促进生产力的提高。
学习重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用。
学习难点：基因治疗。
预习导学：一、植物基因工程的成果植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力、以及改良农作物的和利用植物产生等方面。
（一）抗虫转基因植物1、杀虫基因：、、、。
2、成果：抗虫植物如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。
3、好处：减轻、有利人类、可以降低生产等。
练习：转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的也应当。
在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。
这种做法的主要目的是（）A、维持棉田物种多样性B、减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度C、使食虫鸟有虫可食D、维持棉田生态系统中的能量流动（二）抗病转基因植物1、病原微生物：、、等。
2、抗病基因种类：（1）抗病毒基因：、等。
（2）抗真菌基因：、等。
3、成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
（三）抗逆转基因植物1、抗逆基因：调节细胞的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的使作物耐寒能力提高；使作物抗除草剂等。
2、成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂的大豆、玉米等。
练习：为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，其水分利用率提高了20％。
这项技术的遗传学原理是（）A．基因突变 B．基因重组 C．基因复制 D．基因分离（四）利用转基因改良植物品质1、优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因等。
2、成果：转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛花等。
二、动物基因工程的成果（一）提高动物的生长速度1、生长基因：外源基因2、成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼等。
（二）改善畜产品的品质1、优良基因：肠基因。
2、成果：转基因奶牛分泌的牛奶中减少。
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●知识目标
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。
●能力目标
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、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。
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重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用； 难点：基因治疗
课前预习学案
学点一、植物基因工程硕果累累
植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力，以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面。
1.抗虫转基因植物
（1）方法：从某些生物中分离出具有 ，将其导入作物中，使其具有抗虫性。
（2）杀虫基因种类： 基因、 抑制剂基因、 抑制剂基因、植物凝集素基因等。
（3）成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。
（4）意义：减少对 的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害。
2.抗病转基因植物
（1）植物的病原微生物： 、真菌和细菌等。
（2）抗病基因种类
①抗病毒基因：病毒____ _____基因和病毒复制酶基因。
②抗真菌基因：____ ___酶基因和抗毒素合成基因。
③成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
3.抗逆转基因植物
（1）抗逆基因：调节细胞_____ ___的基因，使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
（2）成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。
4.转基因改良植物品质
（1）优良基因：必需______ ______的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。
（2）成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
学点二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度：由于外源基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。
如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。
2.用于改善畜产品的品质：如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。
3.用转基因动物生产药物：基因工程最今人兴奋的应用是通过转基因技术把变成工厂。
科学家到药用的基因与基因的启动子等调控组件重组在一起；通过等方法，导入哺乳动物的中；将其送入母体内，生产出；到其泌乳期就能生产出所需药物；此过程称为或。
目前科学家已经在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药蛋白。
4.用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体是一个世界性的难题，用其它动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，采用方法是将器官供体基因组导入，以抑制的表达，或设法除去，再结合技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。
学点三、基因工程药品异军突起
1.来源：转基因_ __。
（用基因工程的方法，使外援基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。
）
2.成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
这些药物可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。
学点四、基因治疗曙光初照1.概念：基因治疗是把导入病人体内，使该基因的发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。
2.方法：和。
体外基因治疗：先从病人体内获得某种相关细胞，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，这种方法叫做体外基因治疗。
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叫做体内基因治疗。
3.用于基因冶疗的基因种类：第一类是从健康人体上分离得到的的基因，用以取代病变基因或依靠其表达产物，来弥补病变基因带来的生理缺陷。
如血友病和地中海贫血症等隐性遗传病。
第二类是
基因，即通过产生的mRNA分子与病变基因产生的mRNA进行互补，来阻断非正常蛋白质合成。
第三类是基因，又叫自杀基因。
课上探究案
探点一、植物基因工程硕果累累
问题1.试述四种可用于转基因植物的抗虫基因的作用机理？
问题2.转基因抗虫棉的目的基因是什么？它从何而来？抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉比普通棉在害虫防治方面有哪些优越性？种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？
问题3.利用转基因改良植物品质，目的基因是否一定是控制该性状的结构蛋白基因？
探点二、动物基因工程前景广阔
问题1.动物乳腺生物反应器有何优点？
问题2.利用基因工程如何实现动物乳腺生物反应器的操作过程？
问题3.为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？探点三、基因工程药品异军突起
思考如下问题：
（1）在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？
(2) 传统生产方法有何缺点？
（3）可利用什么方法来解决上述问题？
探点四、基因治疗曙光初照
问题1.请比较基因治疗两种途径及其特点？
问题2.能否通过人工诱变使有缺陷的基因恢复正常，从而达到治病的目的？知识网络构建：
教学反思：。