(共16张PPT)
第六单元 · 第四章 ·
现代生物技术
这些发光生物是怎样产生的？
一、转基因技术
就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术。
原理：DNA含有指导生物生命活动的遗传信息，每个DNA分子包含着成百上千个基因，基因控制着生物性状的表达。
研究证实:遗传密码在动物、植物、微生物之间是通用的。
转基因过程图解
思考：人的生长素基因在细菌细胞内得到了表达，这说明什么问题？
科学家将一个人的胰岛素基因插入到细菌的质粒中，一旦这个质粒进入某个细菌体内，细菌细胞及其后代都会含有人胰岛素基因，结果细菌就开始生产人胰岛素，由于细菌繁殖速度很快，且新陈代谢旺盛，结果，细菌就开始生产人胰岛素。
1982年，美国科学家把大白鼠的生长素基因转入家鼠受精卵内，培育出二倍于普通家鼠的“超级鼠”。
胰岛素
生长素
干扰素
凝血因子
转基因技术可以使动物、植物甚至微生物成为制造药物的“微型工厂”。
转基因技术与制药
转基因技术还可用于遗传病的诊断与治疗。
如果基因诊断的结果确实发现了某人有基因缺陷或基因破损等问题，可以通过转换病人细胞中损坏了的基因或引入正常的基因，使其遗传病得到根治。
转基因技术与遗传病诊治
血友病为遗传缺陷
取出病人細胞
腺病毒
插入修正基因
感染病人細胞
注射修正細胞
修正基因
修正基因
转入病人
細胞中
转基因技术与农业
苏云金杆菌体内能产生一种毒蛋白，农作物害虫吃下这种毒蛋白就会死亡，这种毒蛋白对人和牲畜五任何毒害作用。科学家讲这种毒蛋白基因转移到棉花等作物体内，使农作物能有效抵御害虫，不仅提高了产量，而且减少了农药对环境的污染。
乙烯是植物体内合成的促进果实成熟的物质，自然成熟的西红柿乙烯含量高，运输和储藏时极易腐烂、变质。
科学家向西红柿中转入抑制乙烯合成的基因，这种西红柿成熟时乙烯含量低，便于长期保存、保鲜和运输。
超级细菌→分解污染海洋的石油或者“吞噬”汞。
转基因技术与环境保护
中国农业部已经批准种植的转基因农作物有：甜椒、西红柿、土豆；
主粮作物有玉米、水稻。
目前只有花生油不是转基因的。
二、克隆技术
克隆是英文"clone"的音译，在台湾与港澳一般意译为复制或转殖，是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，含义是无性繁殖。克隆技术在现代生物学中被称为"生物放大技术"。
克隆技术，已经经历了三个发展时期：第一个时期是微生物克隆，即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌，而变成一个细菌群；第二个时期是生物技术克隆，比如用遗传基因――DNA克隆；第三个时期是动物克隆，即由一个细胞克隆成一个动物。克隆绵羊“多利”由一头母羊的体细胞克隆而来，使用的便是动物克隆技术。
奇妙的克隆克隆技术已展示出广阔的应用前景，概括起来大致有以下四个方面：
（1）培育优良畜种和生产实验动物；
（2）生产转基因动物；
（3）生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法；
（4）复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源,
自第一种转基因生物问世，人类有关转基因技术和转基因食品的争论就从未停止。对转基因技术的主要担心有：
1、含有抗虫害基因的食品是否会威胁人类健康。
2、转基因产品对环境的影响。
3、基因重新组合会不会产生灾难性的新病毒？
4、转基因产品是否会破坏生物多样性等等。
你对这些问题的看法是怎样的呢？
讨论：《现代生物技术》
本节课《现代生物技术》,从生活中的生物技术入手，通过学生课前收集资料，丰富学生关于生物技术的知识。精心设计每一个环节，使学生在教师的适当引导下，有针对性地研究问题，解决问题。分析图片资料，描述原理，培养学生的合作能力、语言表达能力以及分析问题和解决问题的能力。通过对现代生物技术的了解，学生感悟生物技术在日常生活中的应用，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。
【知识与能力目标】
1.举例说出转基因技术、克隆技术的应用。
2.区分基因工程和细胞工程。
3.举例说出生物技术在工业、农业、环境保护、医药等领域的作用。
【过程与方法目标】
通过查阅相关资料解释生活实际问题，培养学生实事求是的科学态度。
【情感态度价值观目标】
1.正确理解和对待现代生物技术产物对人类生活产生的影响。
2.通过对社会热点问题的关注，认同科学技术是把双刃剑。
【教学重点】
现代生物技术的基本常识。
【教学难点】
1.转基因抗冻番茄及克隆牛的培育过程。
2.生物技术的安全性及社会伦理道德问题。
制作PPT课件、视频、图片等。
【导入新课】
你们见过在夜里会闪闪发光的猪吗？中国华南农业大学成功研发了10只荧光猪，这些猪在黑暗中会呈现荧光绿色。那么，这些荧光猪是怎样培育出来的呢？今天，就让我们来学习《现代生物技术》。打开课件第2页。
【讲授新课】
（一）转基因技术
师：西红柿是我们大家非常喜欢的一种蔬菜，但是却不易保存，容易腐烂。1997年，我国科学家首次成功培育出了转基因抗冻番茄。这种番茄可以在-6℃的环境中生存几个小时，成功地避开了北方晚秋凌晨低温的危害，使消费者一年四季都可品尝到新鲜味美的番茄。这种番茄是怎样培育的呢？请同学们阅读教材探究竟中的“资料分析”，试着总结转基因抗冻番茄的培育过程。
生：（阅读教材、分析资料）将“美洲拟蝴蝶鱼”的抗冻基因提取出来，移植到番茄细胞的DNA上而育成的。
师：让我们具体来分析转基因抗冻番茄的培育过程。（边展示图片边讲解）首先，在“美洲拟蝴蝶鱼”的细胞核中，将抗冻基因提取出来，移植到番茄细胞的DNA上，再将其种子播种下去，生长出来开花结出的果实才是转基因抗冻番茄。被导入的基因称作“外源基因”。同学们想一想，转基因抗冻番茄的培育过程中，是不是把抗冻基因转入到番茄细胞的任何结构中都能获得抗冻番茄呢？为什么？
生：不是。要转入到DNA中，因为DNA是主要的遗传物质，把抗冻基因转入到番茄细胞的DNA中才能获得抗冻番茄。
师：根据对转基因抗冻番茄的分析，你能试着将转基因技术的概念补充完整吗？
生：转基因技术就是按照人们的愿望设计出生物蓝图，然后把所需要的 基因 从一种生物的细胞中提取出来，再导入 另一种生物 的细胞中，从而有目的地改造生物的 遗传特性 ，创造出符合人类需要的 新品种 。
师：转基因技术与我们的生活息息相关。你们还知道哪些转基因植物呢？
生：根据自己所知回答。
师：利用转基因技术进行植物品种的改良，可以提高作物的产量、品质和抗耐性。比如，苏云金杆菌形成芽孢时会产生一种蛋白质，可以导致昆虫死亡。人们把苏云金杆菌的这种蛋白转入到植物中，培育出了抗虫玉米、棉花等作物。此外，还有抗病毒烟草、抗除草剂大豆、一年内可以成熟的转基因柑橘等。转基因技术也可以应用在动物身上。你们知道哪些转基因动物吗？
生：回答。
师：科学家利用外源基因控制人分泌乳铁蛋白的基因导入动物（牛）体内的DNA中，这种转基因牛产生的乳汁中有乳铁蛋白。另外，我国科学工作者还繁育出了自闭症转基因猴，这项研究发现显示了利用遗传工程改造非人类灵长类从而研究神经发育障碍的可行性，为治愈自闭症患者打开了大门。另外，转基因技术在制药业上也得到了广泛的应用。阅读教材，哪些药物用到了转基因技术？根据图片将填空补充完整。
生：（阅读）利用 大肠杆菌 生产大量人胰岛素；利用转基因羊的乳汁生产人 凝血因子 ；利用胡萝卜、番茄生产抗 乙肝病毒 的抗体；利用 烟草 生产出多种有用的动物蛋白等。
师：现在，资源和生态环境问题是全球性的问题。转基因技术也在可持续发展中起到了不可估量的作用。读教材，说一说转基因技术与可持续发展有什么关系？
生：可以生产燃料酒精；利用转基因微生物工程菌处理污水能力强；能回收重金属；能降解农药；转基因固氮植物可以减少氮肥的使用等。
师：对于转基因技术，人们关注的重点是转基因作物的环境安全性和转基因食品的安全性。阅读下面的资料，你有什么想法？（展示图片资料）
生：（自由表达自己的看法，答案不唯一）转基因作物是否会打破原有的生态平衡。外源基因或转基因产物是否会对人畜有毒。
师：我们应该科学合理利用转基因技术，更好地为人类服务。除了转基因技术外，克隆技术也是现代生物技术的一部分。
（二）克隆技术
师：什么是克隆呢？
生：克隆是指生物体通过无性繁殖形成与亲本基因型完全相同的后代的过程，包括克隆植物和克隆动物。
师：2013年1月18日，克隆牛“委委”在著名的畜牧生产基地——山东省曹县出生。这是我国第一头本土克隆牛。克隆奶牛是如何培育出来的呢？请同学们分析教材图6-4-3“克隆牛的培育过程示意图”，将过程中的空白处补充完整。
生：（阅读分析并填空）
师：根据示意图，同学们思考下面几个问题。
1.克隆小牛有几个母亲？
2.后代小牛和哪个母亲相似？为什么？
3. 克隆技术属于有性生殖还是无性生殖？为什么？
生：1.三个。一个“供核母亲”，一个“供卵母亲”，一个“代孕母亲”。
2.与提供细胞核的母亲相似，因为细胞核上有遗传物质DNA。
3.无性生殖，因为没有经过精子和卵细胞相结合的过程。
师：你能试着用文字将克隆技术的基本过程描述出来吗？
生：克隆技术的基本过程是先提取供体细胞的细胞核，移植到去除了细胞核的卵细胞中，使两者融合为一，然后促使这一新细胞分裂繁殖，发育成胚胎。当胚胎发育到一定程度后再植入到动物子宫中发育。
师：你还知道哪些克隆动物呢？
生：克隆羊、克隆牛、克隆狗、克隆猴、克隆兔等。
师：克隆技术的成功有什么意义呢？
生：不仅证明高度分化了的细胞核仍然具有指导完整发育过程的“全能性”，对人类进一步揭示生命现象的奥秘具有重大的理论意义，而且对物种的保存、挽救濒危动物提供了有效途径。
师：很多国家已经成功地克隆出了多种动物，但有些国家也曾经想过尝试克隆人。观察下面这幅漫画，你有什么感想？
生：各抒己见。
师：2002年2月，联合国举行的关于拟定《反对生殖性克隆人国际公约》会议上，中国代表表明了我国立场：反对克隆人，不赞成、不允许、不支持、不接受任何克隆人实验。
师：除了转基因技术和克隆技术，还有哪些技术属于现代生物技术呢？
生：现代生物技术包括了基因工程、细胞工程，还有发酵工程、蛋白质工程和酶工程等。
师：现在，现代生物技术已经应用到了农业、食品、医药卫生、化工、环保、资源、能源和海洋开发等各个领域。但是，任何科学技术都是一把双刃剑，我们要学会辨证对待。
【课堂小结】
1. 现代生物技术包括了基因工程、细胞工程、还有发酵工程、蛋白质工程和酶工程。
2.转基因技术就是按照人们的愿望设计出生物蓝图，然后把所需要的基因从一种生物的细胞中提取出来，再导入另一种生物的细胞中，从而有目的地改造生物的遗传特性，创造出符合人类需要的新品种。
3. 克隆技术是指生物体通过无性繁殖形成与亲代基因型完全相同的后代的过程。
略。
1《现代生物技术》同步练习
1. 转基因生物细胞中被导入的是( )
A. 内源基因 B. 外源基因
C. 内源DNA D. 外源DNA
2. 克隆是指不经过受精作用而获得新个体的方法。下列哪一项不属于克隆技术？( )
A. “多利”羊的培育
B. 兰花的组织培养
C. “巨型小鼠”的培育
D. 果树的扦插、嫁接
3. 下列关于转基因技术说法错误的是( )
A. 转基因抗虫棉中合成的毒蛋白可能会杀死对人类有益的动物
B. 转基因食品中可能含有新的过敏源
C. 带有抗除草基因的转基因作物与其近缘野生种杂交，会产生抗除草剂的“超级杂草”
D. 转基因农作物只要某些重要成分与天然食品没有差别，就不必再对其进行安全检测
4. 产生克隆羊多莉的融合细胞的细胞核来自于( )
A. 体细胞 B. 神经细胞
C. 生殖细胞 D. 胚胎细胞
5.下列有关生物技术的叙述中错误的是( )
A. 当前生物技术正在引发新的革命
B. 生物技术是21世纪发展最快的学科
C. 生物技术已在农业、工业、环保、医药等方面发挥着重要作用
D. 生物技术的发展只会为人类带来巨大利益
6. 今年，转基因食品的安全问题引起了很多人的关注，以下关于基因的说法正确的是( )
A. 基因位于DNA上，一个DNA分子上有一个基因
B. 利用基因的多样性可以培育很多农作物新品种
C. 如果由于外部因素导致基因改变，这一改变的基因就会遗传给后代
D. 每一种生物都是一个基因库，它们的基因都是相同的
7.如图是转基因鼠的研制过程，请据图回答问题：
（1）在这项实验中，被研究的性状是鼠的______，控制这个性状的基因是______。
（2）转基因超级鼠的获得，说明性状与基因之间的关系是：______。
（3）由此推断，在生物传种接代的过程中，传下去的是______（填“性状”或“基因”）。
（4）在这项实验中，出生的超级鼠的变异______（填“会”或“不会”）遗传给后代。
（5）以上研究过程主要利用了现代生物技术中的______技术。
答案与解析
1.B
【解析】运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因，即将外源基因转入另一种生物中，使与另一种生物的基因进行重组，从而产生特定的具有优良遗传性状的物质。
2.C
【解析】1982年，美国科学家培育出“巨型小鼠”这项技术，是利用改变鼠基因的方法，让鼠的性状发生变异，因此属于转基因技术。
3.D
【解析】转基因生物改变了生物体的基因组成，可能会对人类健康造成影响，应慎重对待。因此转基因技术给人类带来巨大利益的同时也带来了潜在的威胁和负面影响。我们当今的科技伎俩不能确保转基因食品将来的损害，对其进行安全检测，很有必要。
4.A
【解析】克隆羊的培育过程大致如下：科学家将供核母羊的乳腺细胞的细胞核移入供卵细胞母羊的去核的卵细胞中形成“融合细胞”，“融合细胞”发育成胚胎并移入代孕母羊的子宫中，最终代孕母羊产下了克隆羊多莉。因此产生克隆羊多利的融合细胞中的细胞核来自于乳腺细胞，即体细胞。
5.D
【解析】生物技术的发展为人类带来巨大利益的同时，也带来了一些明显的或潜在的威胁或一些社会伦理问题。
6.B
【解析】利用基因的多样性可以培育很多农作物新品种如利用野生水稻与普通水稻杂交，培育出了高产的杂交水稻。
7.（1）个体大小（或“大小”） 大鼠生长激素基因
（2）基因控制（或“决定”） 性状
（3）基因
（4）会
（5）转基因
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