学习任务单
课程基本信息
学科 生物 年级 高二 学期 春季
课题 第四章 第二节 基因工程及其延伸技术应用广泛
学习目标
1.观看“新冠核酸检测”视频，联系旧知，了解基因工程相关技术的应用，加深对科学、技术、社会相互关系的认识，培养社会责任； 2．循着科学史，从蛋白质、多肽、基因三个层面对镰刀型细胞贫血症患者进行诊断，寻找病因，了解基因工程相关技术在疾病诊断方面的应用，培养科学思维； 3.运用基因工程技术原理，进行产前诊断、遗传咨询等，提出防治建议，培养生命观念； 4.探讨比较“镰刀型细胞贫血症”的不同治疗方案，培养社会责任和生命观念； 5.通过实例了解基因编辑技术在疾病研究方面的应用，并能运用相关知识探讨社会议题。
课前学习任务
1. 收集“镰刀型细胞贫血症治疗方法”相关资料
课上学习任务
【学习任务一】
一、疾病诊断——镰刀型细胞贫血症 1.蛋白质层面 史料1：1948年，鲍林（Linus C. Pauling）等使用当时研究蛋白质的新方法电泳法，探究正常红细胞内血红蛋白（normal hemoglobin A，HbA）与镰刀型红细胞内血红蛋白（sickle hemoglobin，HbS）的差异 问题1：请结合电泳原理分析电泳结果说明镰刀型细胞贫血症与正常人在蛋白质水平上产生差异的原因 史料2：通过蛋白质测序技术可获得组成蛋白质的氨基酸种类、数目及排列顺序等信息。首次完成蛋白质测序工作的是科学家桑格，他利用10年完成了胰岛素的测序。血红蛋白的分子量是胰岛素的6倍，完成其全测序工作难度大且耗时长，科学家英格拉姆决定在桑格测序基础上转变实验策略。 问题2：你觉得英格拉姆的实验策略是什么？讨论后尝试以流程图的形式将大概步骤呈现出来。 2.基因层面
问题3：在书写基因序列的过程中遇到了哪些问题？ 问题4：如何从基因层面对镰刀型细胞贫血症患者进行检测？小组讨论并派代表说出你的方法
【学习任务二】疾病治疗——镰刀型细胞贫血症的治疗方案 比较各种治疗方案的优缺点，选择最佳治疗方案 （表格行数可增加） 方案及基本思路优点缺点学习任务单
课程基本信息
学科 生物 年级 高二 学期 春季
课题 第四章 第二节 基因工程及其延伸技术应用广泛
学习目标
1.根据不同基因工程药物的特点和生活实际选择不同的受体细胞，并分析原因，培养科学思维； 2.设计简单的实验，理解乳腺生物反应器的原理及应用； 3.通过改良基因工程产物“胰岛素”的时效性，了解蛋白质工程的原理和过程，利用比较和分析的科学思维方法，归纳蛋白质工程和基因工程的区别和联系，形成结构与功能观； 4.举例说明基因工程在法医鉴定、农牧业、环境保护等方面的应用，认同基因工程产生的社会效益和经济效益；
课前学习任务
收集“基因工程在生产药物方面的应用及局限性”相关资料 收集“基因工程的应用及对生活产生的影响”相关资料
课上学习任务
【学习任务一】
基因工程在医疗制药方面的应用——选择适合的受体细胞 情境一：糖尿病是近年来高发的“富贵病”，常见类型有Ⅰ型糖尿病即遗传性糖尿病和Ⅱ型糖尿病,Ⅱ型糖尿病需要注射胰岛素治疗。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素需要上千头牛，生产的成本非常高。 问题1：如何利用基因工程获取更多的胰岛素，从而降低医疗成本？ 资料1：利用大肠杆菌生产胰岛素技术简单，前期研发成本低。随着生物工程的研究和发展，发现用大肠杆菌生产的很多药物由于缺乏转译后修饰，失去了天然产物所固有的生物活性。 问题2：为什么会出现“缺乏转译后修饰”？ 受体细胞的选择作何调整？请说明理由 资料2：利用动物细胞发酵生产生物药品产量极低，且培养过程需动物血清维持细胞活性，不仅提高了成本，而且给下游产物的纯化带来极大的困难。 问题3：如何解决以上问题？ 该基因插入的位点有何要求？请以获取“血清白蛋白”为目的简要说明该基因工程思路。 资料3：有人提议将乳腺蛋白基因的启动子换成UroplakinⅡ基因启动子(促进目的基因在膀胱特异性表达。） 问题4：比较乳腺生物反应器和膀胱生物反应器 综上，请小结不同受体细胞的利与弊，分析适用条件。
【学习任务二】
基因工程在医疗制药方面的应用——产物优化 情境二：目前临床使用胰岛素制剂注射后120 min才出现高峰，与人体生理状态不符。将胰岛素B链的28号和29号氨基酸互换，可以加快胰岛素的起效时间。科研人员通过一定的工程技术手段，将胰岛素B链的28号和29号氨基酸互换，获得了速效胰岛素，已在临床上广泛应用。 问题1：该工程技术是在什么层面进行操作？ 问题2：你能推测该工程技术的操作思路吗？ 以“蛋白质、氨基酸、mRNA、DNA”为骨架构，利用合适的箭头和文字说明建蛋白质工程的基本过程 问题3：该工程技术与基因工程有何区别与联系？
