資源簡介

學習任務單
課程基本信息
學科 生物 年級 高二 學期 春季
課題 第四章 第二節 基因工程及其延伸技術應用廣泛
學習目標
1.觀看“新冠核酸檢測”視頻，聯系舊知，了解基因工程相關技術的應用，加深對科學、技術、社會相互關系的認識，培養社會責任； 2．循著科學史，從蛋白質、多肽、基因三個層面對鐮刀型細胞貧血癥患者進行診斷，尋找病因，了解基因工程相關技術在疾病診斷方面的應用，培養科學思維； 3.運用基因工程技術原理，進行產前診斷、遺傳咨詢等，提出防治建議，培養生命觀念； 4.探討比較“鐮刀型細胞貧血癥”的不同治療方案，培養社會責任和生命觀念； 5.通過實例了解基因編輯技術在疾病研究方面的應用，并能運用相關知識探討社會議題。
課前學習任務
1. 收集“鐮刀型細胞貧血癥治療方法”相關資料
課上學習任務
【學習任務一】
一、疾病診斷——鐮刀型細胞貧血癥 1.蛋白質層面 史料1：1948年，鮑林（Linus C. Pauling）等使用當時研究蛋白質的新方法電泳法，探究正常紅細胞內血紅蛋白（normal hemoglobin A，HbA）與鐮刀型紅細胞內血紅蛋白（sickle hemoglobin，HbS）的差異 問題1：請結合電泳原理分析電泳結果說明鐮刀型細胞貧血癥與正常人在蛋白質水平上產生差異的原因 史料2：通過蛋白質測序技術可獲得組成蛋白質的氨基酸種類、數目及排列順序等信息。首次完成蛋白質測序工作的是科學家桑格，他利用10年完成了胰島素的測序。血紅蛋白的分子量是胰島素的6倍，完成其全測序工作難度大且耗時長，科學家英格拉姆決定在桑格測序基礎上轉變實驗策略。 問題2：你覺得英格拉姆的實驗策略是什么？討論后嘗試以流程圖的形式將大概步驟呈現出來。 2.基因層面
問題3：在書寫基因序列的過程中遇到了哪些問題？ 問題4：如何從基因層面對鐮刀型細胞貧血癥患者進行檢測？小組討論并派代表說出你的方法
【學習任務二】疾病治療——鐮刀型細胞貧血癥的治療方案 比較各種治療方案的優缺點，選擇最佳治療方案 （表格行數可增加） 方案及基本思路優點缺點學習任務單
課程基本信息
學科 生物 年級 高二 學期 春季
課題 第四章 第二節 基因工程及其延伸技術應用廣泛
學習目標
1.根據不同基因工程藥物的特點和生活實際選擇不同的受體細胞，并分析原因，培養科學思維； 2.設計簡單的實驗，理解乳腺生物反應器的原理及應用； 3.通過改良基因工程產物“胰島素”的時效性，了解蛋白質工程的原理和過程，利用比較和分析的科學思維方法，歸納蛋白質工程和基因工程的區別和聯系，形成結構與功能觀； 4.舉例說明基因工程在法醫鑒定、農牧業、環境保護等方面的應用，認同基因工程產生的社會效益和經濟效益；
課前學習任務
收集“基因工程在生產藥物方面的應用及局限性”相關資料 收集“基因工程的應用及對生活產生的影響”相關資料
課上學習任務
【學習任務一】
基因工程在醫療制藥方面的應用——選擇適合的受體細胞 情境一：糖尿病是近年來高發的“富貴病”，常見類型有Ⅰ型糖尿病即遺傳性糖尿病和Ⅱ型糖尿病,Ⅱ型糖尿病需要注射胰島素治療。傳統生產胰島素的方法是從豬、牛等動物的胰腺中提取。曾經生產供一位糖尿病病人使用一年的胰島素需要上千頭牛，生產的成本非常高。 問題1：如何利用基因工程獲取更多的胰島素，從而降低醫療成本？ 資料1：利用大腸桿菌生產胰島素技術簡單，前期研發成本低。隨著生物工程的研究和發展，發現用大腸桿菌生產的很多藥物由于缺乏轉譯后修飾，失去了天然產物所固有的生物活性。 問題2：為什么會出現“缺乏轉譯后修飾”？ 受體細胞的選擇作何調整？請說明理由 資料2：利用動物細胞發酵生產生物藥品產量極低，且培養過程需動物血清維持細胞活性，不僅提高了成本，而且給下游產物的純化帶來極大的困難。 問題3：如何解決以上問題？ 該基因插入的位點有何要求？請以獲取“血清白蛋白”為目的簡要說明該基因工程思路。 資料3：有人提議將乳腺蛋白基因的啟動子換成UroplakinⅡ基因啟動子(促進目的基因在膀胱特異性表達。） 問題4：比較乳腺生物反應器和膀胱生物反應器 綜上，請小結不同受體細胞的利與弊，分析適用條件。
【學習任務二】
基因工程在醫療制藥方面的應用——產物優化 情境二：目前臨床使用胰島素制劑注射后120 min才出現高峰，與人體生理狀態不符。將胰島素B鏈的28號和29號氨基酸互換，可以加快胰島素的起效時間。科研人員通過一定的工程技術手段，將胰島素B鏈的28號和29號氨基酸互換，獲得了速效胰島素，已在臨床上廣泛應用。 問題1：該工程技術是在什么層面進行操作？ 問題2：你能推測該工程技術的操作思路嗎？ 以“蛋白質、氨基酸、mRNA、DNA”為骨架構，利用合適的箭頭和文字說明建蛋白質工程的基本過程 問題3：該工程技術與基因工程有何區別與聯系？

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