3.3基因工程的应用教学设计2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

课题

第3章 第3节 基因工程的应用

时间

教材分析

学情分析

教学目标

1.举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。（生命观念、科学思维）

2.认同基因工程的应用价值。（生命观念、社会责任）

3.关注基因工程的进展。（社会责任）

教学重难点

1.教学重点

基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。

2.教学难点

乳腺生物反应器。

教学内容及流程

学习任务

教学过程

备注

新课导入

【教师讲述】胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。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。1978 年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程药物 —— 重组人胰岛素已经研制成

引导学生主动联系生活中的实例，感受基因工程带来的影响，激发他们的学习兴趣。

引发学生对基因工程的应用的学习兴

功并得到广泛应用。

自 20 世纪 70 年代基因工程兴起后，得到飞速发展，展示出广阔前景。

趣，用我国重组人胰岛素的科研成果激发学生的民族自豪感。

基因工程在农牧业方面的应用

【教师讲述】转基因作物相关资料

资料一、基因工程在农牧业中的应用发展迅速。1996—2017 年，全世界转基因作物的种植面积增加了一百多倍，从 1.7×10⁶ hm² 发展到 1.898 ×10⁸ hm²。据 2016 年世界范围的统计数据表明，转基因作物的种植使化学杀虫剂施用量减少了 8.2%，作物产量增加了 6.6×10⁸t，增加经济收益近 1.3 万亿元。美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家。世界转基因作物种植面积最大的是大豆，其次是玉米、棉花。我国转基因作物的种植面积位居世界第八位，商业化种植的转基因作物有棉花和番木瓜。

资料二、在转基因动物方面，近些年几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正在进入实用化和商业化开发的阶段。2015 年 11 月，第一种用于食用的转基因动物 —— 转基因大西洋鲑（俗称 “三文鱼”）在美国获得批准上市。

资料三、黄金大米资料

普通水稻不含维生素 A，以稻米为主食的一些发展中国家，就可能由于维生素 A 的缺乏导致严重的健康问题。人们将有关酶的基因导入水稻中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达，使水稻中的双香叶素－二磷酸能转化成 β- 胡萝卜素。含有 β- 胡萝

让学生基于教材进行梳理、总结，认同转基因技术在农牧业上有广阔的应用前景。

卜素的大米颜色金黄，被形象地称为 “金米”。

人们食用这种 “金米” 后，其中的 β- 胡萝卜素会在人体内转化成维生素 A，为深受维生素 A 缺乏症之苦的人们带来了 “金色希望”。

·转化路径：双香叶素 - 二磷酸→（酶 - 1）八氢番茄红素→（酶 - 2）番茄红素→（酶 - 3）β- 胡萝卜素

【教师讲述】具体应用类型：

1.转基因抗虫植物

从某些生物中分离出抗虫基因，将它导入作物中，培育出具有抗虫性的作物。例：Bt 抗虫蛋白基因。实例：转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻、马铃薯。

2.转基因抗病植物

将某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，培育出转基因抗病植物。实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜、烟草。优点：减少化学农药的使用，降低生产成本，提高产量。

3.转基因抗除草剂植物

大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物品种。目前已经获得转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。

4.改良植物的品质

利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。

实例 1：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高 30%。

实例 2：将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵