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2019-2020年高中生物 基因診斷與基因治療 第2課時(shí)示范教案 蘇教版 導(dǎo)入新課 課件展示： （1）假如某地區(qū)正在流行“非典型性肺炎”(SARS)，一個(gè)患者突然出現(xiàn)不明原因的發(fā)熱、咳嗽，假如你是科技工作者，你該怎樣對(duì)該患者進(jìn)行診斷？ （2）在東南亞某地區(qū)，突然發(fā)現(xiàn)大量家禽不明原因的死亡，懷疑是感染了禽流感，假如你是科技工作者，你該怎么辦？ （3）一個(gè)母親患有一種遺傳病，現(xiàn)她懷有一胎兒，懷疑也患有該遺傳病，該如何對(duì)該胎兒進(jìn)行檢測(cè)，以確認(rèn)他（她）是否患有該遺傳病呢？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀課本P3相關(guān)內(nèi)容，并以小組為單位，討論上述問題并闡述自己的觀點(diǎn)，小組記錄員記錄并整理本組觀點(diǎn)。 生 對(duì)于“非典型性肺炎”(SARS)、禽流感與遺傳病檢測(cè)的方式有很多種，如通過病理學(xué)等手段進(jìn)行檢測(cè)；而現(xiàn)代生物技術(shù)中的基因診斷技術(shù)可以使得上述疾病的檢測(cè)更加快速、靈敏、簡(jiǎn)便，使得疾病的防治更為有效。 師 第一例基因診斷技術(shù)應(yīng)用于臨床實(shí)踐是在什么時(shí)候？診斷的是何種疾?。开お? 推進(jìn)新課 　板　書： 二、基因診斷與基因治療 （一）基因診斷 生 是1978年科學(xué)家對(duì)一位孕婦作了鐮刀狀貧血癥的產(chǎn)前診斷。 師 那么基因診斷技術(shù)目前可以用來診斷哪些疾病因子呢？ 通過多媒體呈示以下情景，教師對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行描述、分析。 基因診斷的對(duì)象主要有： ①病原微生物的侵入：一般侵入體內(nèi)的病原微生物可通過顯微鏡檢查及免疫學(xué)方法進(jìn)行診斷。但是，直接檢測(cè)病原微生物的遺傳物質(zhì)可以大大提高診斷的敏感性。而在無法得到商業(yè)化抗體時(shí)，基因診斷就成為檢測(cè)病原微生物感染，尤其是病毒感染的唯一手段。此外，由于基因堿基配對(duì)原理的基因診斷可直接檢測(cè)病原微生物的遺傳物質(zhì)，所以診斷的特異性也大為提高。目前，基因診斷已在病毒性肝炎、艾滋病等傳染病的診斷中發(fā)揮了不可代替的作用。 ②先天遺傳性疾?。耗壳?，大多數(shù)遺傳病還缺乏有效的治療手段，因而可對(duì)胎兒進(jìn)行產(chǎn)前基因診斷。對(duì)確診患病的胎兒實(shí)施人工流產(chǎn)是避免遺傳病患兒出生的有效措施。 已有多種傳統(tǒng)的遺傳性疾病的發(fā)病原因被確定為特定基因的突變。例如：苯丙氨酸羥化酶基因突變可引起苯丙酮尿癥；腺苷脫氨酶基因突變可引起重癥聯(lián)合免疫缺陷癥（SCID）；而淋巴細(xì)胞表面分子CD40或其配體（CD40L）基因突變則可引起無丙種球蛋白血癥。這類疾病的診斷除了仔細(xì)分析臨床癥狀及生化檢查結(jié)果外，從病因角度作出診斷則需要用基因診斷的方法檢測(cè)其基因突變的發(fā)生。用基因診斷的方法檢測(cè)這些位點(diǎn)的改變，不僅對(duì)臨床診斷，而且對(duì)疾病的病因和發(fā)病機(jī)理的研究都具有重要的意義。 ③后天基因突變引起的疾?。哼@方面最典型的例子就是腫瘤。雖然腫瘤的發(fā)病機(jī)理尚未完全明了，但人們可以初步認(rèn)為腫瘤的發(fā)生是由于個(gè)別細(xì)胞基因突變而引起的細(xì)胞無限增殖。無論是抑癌基因發(fā)生突變還是癌基因發(fā)生突變，如果確定這些改變的發(fā)生，都必須進(jìn)行基因診斷。 ④其他：如DNA指紋、個(gè)體識(shí)別、親子關(guān)系識(shí)別、法醫(yī)物證等。 師 假如某人患了流行性感冒，該如何進(jìn)行治療？ 生 在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用一些抗生素或抗病毒類藥物，多喝白開水，注意休息，幾天之后就可痊愈。 板　書： （二）基因治療 師 你了解重癥聯(lián)合免疫缺陷癥（SCID）的疾病機(jī)理嗎？這種疾病在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用一些抗生素或抗病毒類藥物，多喝白開水，注意休息，幾天之后可痊愈嗎？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀課本P4基因治療的相關(guān)知識(shí)，并思考上述問題。 生 患有重癥聯(lián)合免疫缺陷癥（SCID）的個(gè)體，其體內(nèi)腺苷脫氨酶基因突變，不能正常合成腺苷脫氨酶，而該酶對(duì)于降解毒素是關(guān)鍵的，因此患者將出現(xiàn)免疫缺陷。由于是基因突變導(dǎo)致的疾病，因而不能用治療流感的方法來治療重癥聯(lián)合免疫缺陷癥（SCID）。 師 假如某人患了重癥聯(lián)合免疫缺陷癥（SCID），該如何進(jìn)行治療？ 生 可以通過基因治療技術(shù)來治療該疾病。 師 什么是基因治療？基因治療的原理（基因治療的兩種途徑）是什么？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀課本P4中“基因治療的兩種途徑”圖群，并思考上述問題。 生 基因治療（gene therapy）是指采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源正?；?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達(dá)到治療目的?；蛑委煟╣ene therapy）的原理是指采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將目的基因?qū)牖颊叩哪撤N細(xì)胞中，體外培養(yǎng)使其增殖，然后輸回患者體內(nèi)，這樣重組受體細(xì)胞因?qū)胝５幕颍梢约m正或彌補(bǔ)缺陷基因帶來的影響；或?qū)в兄委熥饔玫幕蛲ㄟ^載體直接送入患者的某些細(xì)胞中，從而達(dá)到治療疾病的目的。 師 基因治療技術(shù)能有效治療疾病、提高人類健康水平，那么目前來說，是否所有的遺傳性疾病都可以采用基因治療？ 生 不可以，例如神經(jīng)細(xì)胞不能以基因治療技術(shù)進(jìn)行治療。 師 進(jìn)行基因治療必須具備哪些條件？ 生 …… 師 進(jìn)行基因治療必須具備下列條件：①選擇適當(dāng)?shù)募膊?，并?duì)其發(fā)病機(jī)理及相應(yīng)基因的結(jié)構(gòu)功能了解清楚；②糾正該病的基因已被克隆，并了解該基因表達(dá)與調(diào)控的機(jī)制與條件；③該基因具有適宜的受體細(xì)胞并能在體外有效表達(dá)；④具有安全有效的轉(zhuǎn)移載體和方法，以及可供利用的動(dòng)物模型。 師 基因治療的前景十分誘人，那么基因治療的現(xiàn)狀與前景如何呢？ 生 …… 課堂小結(jié) （1）復(fù)合免疫缺陷綜合征的基因治療：1991年美國(guó)批準(zhǔn)了人類第一個(gè)對(duì)遺傳病進(jìn)行體細(xì)胞基因治療的方案，即將腺苷脫氨酶（ADA）導(dǎo)入一個(gè)4歲患有嚴(yán)重復(fù)合免疫缺陷綜合征（SCID）的女孩。采用的是反轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的間接法，即用含有正常人腺苷脫氨酶基因的反轉(zhuǎn)錄病毒載體培養(yǎng)患兒的白細(xì)胞，并用白細(xì)胞介素Ⅱ（IL－2）刺激其增殖，經(jīng)10天左右再經(jīng)靜脈輸入患兒。大約1～2月治療一次，8個(gè)月后，患兒體內(nèi)ADA水平達(dá)到正常值的25%，未見明顯副作用。此后又進(jìn)行第2例治療獲得類似的效果。 （2）我國(guó)復(fù)旦大學(xué)等單位對(duì)乙型血友病的基因治療也進(jìn)行了有意義的探索，他們?cè)谕媚Ｐ偷幕A(chǔ)上，將人第Ⅸ因子基因通過重組質(zhì)粒（pcmvix）或重組反轉(zhuǎn)錄病毒（N2CMVIX）導(dǎo)入自體皮膚成纖維細(xì)胞，獲得可喜的階段性成果，相信不久的將來，基因治療會(huì)在我國(guó)取得成功。 （3）總體來說，目前已批準(zhǔn)治療的病例約120例，其中約110例為腫瘤，遺憾的是，除黑色素瘤有些端倪外，全都未能成功。治療了10余例單基因病，除ADA缺乏癥和乙型血友病有一定療效外，其余都還在實(shí)驗(yàn)階段。但人們?cè)僖膊粦岩苫蛑委煵粌H可能辦到，而且指日可待。 師 你還了解其他生命科學(xué)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)、實(shí)踐中的應(yīng)用情況嗎？ 生 …… 　板　書： （三）研究性學(xué)習(xí)交流 活動(dòng)主題：以學(xué)習(xí)小組為單位，交流關(guān)于“現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展熱點(diǎn)是什么”的研究性學(xué)習(xí)成果。 給活動(dòng)的組織者與交流者幾點(diǎn)建議： （1）我們一定要本著“求是唯真、崇文揚(yáng)善、創(chuàng)新臻美”的態(tài)度去做科學(xué)，注意每一個(gè)細(xì)節(jié)，以使我們第一次的研究成果經(jīng)得起別人的推敲。 （2）我們要從“小”處做“大科學(xué)”，不要從“大”處做“小科學(xué)”。 （3）若以圖片、表格等形式來反映研究成果，會(huì)讓你的研究成果更容易被聽眾所接受。 （4）研究性學(xué)習(xí)需要提出自己的研究報(bào)告，同時(shí)也要讓聽眾看到研究過程中的第一手資料，以增加研究成果的說服力。 （5）不妨向別人介紹一下自己在這個(gè)研究過程中親歷的一些事情以及自己的感受，這容易引起別人的共鳴。 （6）研究性學(xué)習(xí)的交流時(shí)間設(shè)置要合理，要給匯報(bào)者提供展示自己成果的機(jī)會(huì)，也要給聽眾提出問題、質(zhì)詢的機(jī)會(huì)。 板書設(shè)計(jì) 二、基因診斷與基因治療 （一）基因診斷 （二）基因治療 （三）研究性學(xué)習(xí)交流 習(xí)題詳解 1.（略） 2.教師可以讓學(xué)生聯(lián)系生活與當(dāng)代科技發(fā)展現(xiàn)狀，利用報(bào)紙、雜志、書籍、電視節(jié)目、廣播節(jié)目、互聯(lián)網(wǎng)等手段，通過走訪、調(diào)查、收集、咨詢等方法，整理有關(guān)人類目前在基因診斷與基因治療方面取得的進(jìn)步與存在的問題的相關(guān)資料，并寫成調(diào)查報(bào)告，在一定范圍內(nèi)交流、展示。 