生物|北师版八年级下册25.2《现代生物技术》视频微课+知识点

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知识点讲解

25.2《现代生物技术》

精品课件：

教学设计

25.2《现代生物技术》

【教学目标】

（一）知识与能力 

1.举例说明转基因技术和克隆技术的应用。

2.引导学生关注和评价生物技术的发展对人类未来的影响。 

（二）过程与方法 

1.通过活动分析科学家利用细菌合成人胰岛素的研究过程，知道转基因技术的基本过程。 

2.通过举例说明转基因技术在制药、遗传病诊治、农业、环境保护中的应用，认识现代生物技术对人类生活产生的影响。 

3.通过活动分析、寻找科学家培养克隆羊“多莉”的成功奥秘，了解体细胞克隆技术的基本过程。 

4.通过角色扮演，让学生关注现代生物技术发展及其引发的社会问题。 

（三）情感、态度与价值观 

1.使学生领会现代生物技术和克隆技术的一般过程，感悟生物技术在生活中的应用。 

2.引导学生去关注和评价生物科学的发展对未来社会的影响，树立利用生物科学为人类服务的意识。

【教学重点】

1.转基因技术的应用。

2.活动：寻找科学家培养克隆羊“多莉”的成功奥秘。

3.现代生物技术引发的社会问题。

【教学难点】

活动：分析科学家利用细菌合成人胰岛素的研究过程。

【教学准备】

1.教师准备：

准备转基因技术应用的相关图片和实例；制作PPT课件、视频、图片。

2.学生准备：

课前预习；收集现代生物技术的发展及其引发的社会问题方面的资料。

【教学内容】

（一）创设情景引入

讲述：1953年沃森和克里克提出了DNA分子双螺旋结构，揭开了基因的面纱，引发了生命科学领域的一场技术革命；1997年威尔穆特掀起了一场“克隆风暴”；这些都为现代生物技术的发展提供了重要的基础。21世纪教育网版权所有

提问：现代生物技术已经进入到了生活的各方面，同学们能举一些例子吗？

学生：例如会发光的鱼、转基因的辣椒等……

媒体展示：科学家改造的转基因的生物。

教师：今天我们就来了解一下什么是现代生物技术。

（二）活动：分析科学家利用细菌合成人胰岛素的研究过程。

提问：同学们知道目前治疗糖尿病最有效的方法是什么？（学生回答）

出示资料：胰岛素是治疗糖尿病的特效药。（多媒体展示）

提问：胰岛素是从哪儿来的？传统方法产生胰岛素的特点是什么？科学家用什么方法生产胰岛素？（学生回答）

教师：指导学生阅读教材P120图25—7转基因技术示意图，提问：想一想科学家是怎样操作的？（学生讨论）

根据学生的讨论总结归纳合成胰岛素的操作步骤。（幻灯片展示其过程）

媒体展示：“转有人的ａ—抗胰岛素的酶的转基因羊”并提问这是什么动物？（学生回答）

讲解：“转基因羊”的一些特点。（学生展示收集到的有关图片）

（三）转基因技术的应用

1. 转基因技术与制药：

提问：

（1）利用转基因技术制药有哪些特点？

（2）目前有哪些转基因药品？

（3）其前景怎样？

指导学生阅读教材P121-P122相关内容，并讨论提出的问题。

归纳小结上述三个问题。

2. 转基因技术与遗传病诊治：

出示资料：基因诊断肿瘤。（多媒体展示）

提出问题：怎样才能尽早诊断疾病呢？（学生思考并讨论）

3.转基因技术与农业：

提问：

（1）科学家利用转基因技术培育一些农作物新品种，你能举例吗？

（2）科学家利用转基因技术改良农作物的品质。分析教材P124的表格，你能得出什么结论？

指导学生阅读教材P123—P124的有关内容，思考并讨论提出的问题。（学生回答问题）

4.转基因技术与环境保护：

提问：转基因技术在治理环境方面有哪些作用？

指导学生阅读教材P125的内容并讨论。（学生回答）

（四）克隆技术

教师：展示植物繁殖的实例，如一盆开着不同色彩的月季花植物（或其它的无性繁殖植物的图片）。

提问：想一想，这是怎样形成的？（学生回答）。

提问：动物能像植物那样克隆吗？动物是怎样被克隆的？（学生讨论回答）。

活动：寻找科学家培育克隆羊“多莉”的成功奥秘

指导学生看图25-14克隆羊“多莉”的培育过程示意图，并提问：

1.“多莉”有几个亲代？为它提供了什么？

2.“多莉”像哪一只羊？

3.哪一只羊是“多莉”的母亲？

4.“多莉”有父亲吗？

5.“多莉”的培育与一般的羊有什么不同？

6.“多莉”是一只克隆羊吗？为什么？

（让学生带作问题认真地看书，教师要进行指导，然后让学生进行回答上述的问题）。

羊“多莉”被克隆的基本程序是：取去核的卵细胞和取乳腺体细胞核重组卵细胞,体外培养.胚胎移植至代理母新体内     

发育   分娩   克隆羊“多莉”。

（五）现代生物技术引发的社会问题

教师：指导学生讨论转基因食品的安全性。

（学生讨论并展示自己搜集的资料。）

教师的注意给学生所讨论的问题要给予充分的肯定，但要注意对学生发表的观点进行适时评价。

小结：从同学们搜集的资料和大家参与讨论得出的结果：生物技术已成为21世纪高科技革命的核心内容，生物技术的发展在为人类带来巨大利益的同时，也带来了某些潜在的威胁和负面影响。

教师：陈述有关克隆方面的一些资料内容。强调我国在克隆人的态度是禁止克隆人。一再重申“四不”原则，即不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。

提问：

（1）你愿意科学家克隆吗？为什么？

（2）你赞同克隆人吗？当克隆人来了，你怎么办？

（3）如果国际上和各国政府都来支持克隆人的研究，一旦克隆人成功，我们可能面临哪些社会问题？

（4）如果以治疗为目的，克隆人的器官或组织供病人自己利用，你能赞成吗？学生讨论并相互交流看法。

小结：我们通过活动内容了解了克隆技术的一般过程及其应用；通过讨论知道了现代技术引发的社会问题，加强了关注和评价生物技术的发展对人类未来影响的意识，即理性看待转基因技术，正确面对克隆技术引发的伦理之争，让现代科学技术为人类造福。

知识点归纳

25.2《现代生物技术》

专题一、基因工程

一、基因工程的诞生

(一)基因工程的概念

基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工的，又叫做 DNA 重组技术。

二、基因工程的原理及技术

原理：基因重组

技术：(一)基因工程的基本工具

1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）

(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

(2)功能：能够识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。

(3)结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶

(1)两种 DNA 连接酶(E·coliDNA连接酶和 T4DNA 连接酶)的比较：

①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coliDNA连接酶来源于 T4 噬菌体，只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而 T4DNA 连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

(2)与 DNA 聚合酶作用的异同:­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到

已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——载体

(1)载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入。③具有标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择。

(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状 DNA 分子。

(3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒

(二)基因工程的基本操作程序

第一步：目的基因的获取

1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。

2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法

有反转录法_和化学合成法_。

3.PCR 技术扩增目的基因

(1)原理：DNA 双链复制

(2)过程：第一步：加热至 90～95℃DNA 解链;第二步：冷却到 55～60℃，引物结合到互补 DNA 链;第三步：加热至 70～75℃，热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成。

第二步：基因表达载体的构建

1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。

2.组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因

(1)启动子：是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需的蛋白质。

(2)终止子：也是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的尾端。

(3)标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。

第三步：将目的基因导入受体细胞_

1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

2.常用的转化方法：

将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。

将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。

将目的基因导入微生物细胞：

3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。

第四步：目的基因的检测和表达

1.首先要检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。

2.其次还要检测目的基因是否转录出了 mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交。

3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交。

4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

三、基因工程的应用

1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。

2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。

3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。

四、蛋白质工程的概念

蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因

修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)

(1)蛋白质工程

崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质

(2)蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。

基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）

设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列

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