性基因遗传突变频率和多态性方面有所不同;(7)中科院昆明植物所成功研制出世界上第一个通过严格科学验证的抗艾滋病中药复方制剂;(8)两种肿瘤基因药物获国家一类新药证书:深圳赛百诺基因技术有限公司采用基因工程方法研制出用于头颈部肿瘤基因治疗的腺病毒载体;(9)第四军医大学生物技术中心将重组改构肿瘤坏死因子正式用于临床;(10)中科院上海神经科学研究所关于大脑胶质细胞与学习记忆关系、大脑对视觉信号识别模式、疼痛相关基因表达谱以及神经递质传递和神经发育调控机制等取得重大进展。
如何降低发病率,使社会公众远离癌症呢? 板 书: (二)癌症的病因与预防措施 学生活动:以问题为目标指向,阅读课本P2“癌症的病因和预防措施”,并在小组内交流自己的观点,由学习小组记录员记录。
第一组:目前,癌症依旧是人类的“第一大杀手”,大多数的癌症仍然是不治之症。
第二组:物理因素、化学因素与生物因素会导致癌症的发生。例如:大剂量的紫外线、X射线会导致癌症的发生;腌制食品中的亚硝酸盐也会导致癌症的发生;某些病毒会导致癌症的发生。
第三组:与20世纪70年代相比,20世纪90年代我国范围内的癌症发病率呈现不同的态势,部分癌症的发病率下降,部分癌症的发病率上升。发病率下降的癌症主要是宫颈癌、鼻咽癌、食管癌与女性的乳腺癌;发病率上升的癌症主要是胃癌、肝癌、肺癌与白血病。其中发病率上升最快的是肺癌,其次是肝癌。同时,死亡率增长了11.56%。
第四组:从数据可以看出,农村的癌症发病率上升速度高于城市,这可能与农村的医疗条件、卫生保障制度、农民的生活习惯以及发现癌症之后未能及时、有效的得到治疗有关。
第五组:根据世界卫生组织的统计,世界范围内的癌症患者,2003年与1990年相比,发病率与死亡率均明显增长。
第六组:癌症的发病率增长的原因可能是多方面的,如环境污染、吸烟、人口老龄化、工作压力大、不注意体育锻炼以及其他不健康的生活方式等。
第七组:要降低癌症的发病率,首先要避免接触物理、化学、病毒等各种致癌因子,其次要注意积极参加体育锻炼以增强体质,保持心态健康,养成良好的生活习惯,当然我们还要倡导健康积极的生活方式;对于癌症,目前只能做到早检查、早治疗,对于中晚期癌症患者的治愈率是比较低的,因此建议每年做例行身体检查,有病及时就医,同时加强社会医疗保障体系。 课件展示:
(1)2003年春夏之交,非典型性肺炎在我国流行爆发,部分城市出现了学校停课、工厂停产、商场停业的现象,很多与非典患者共同工作和生活的人被隔离在家。为什么人们对非典型性肺炎这么恐惧呢?这是因为它具有较高的传染性和致死率,而这一切都是由SARS病毒造成的。
(2)展示与SARS病毒有关的录像,也可展示SARS病毒的结构示意图、SARS患者肺部的X光照片等。
师:除了癌症,我们的健康还面临着很多的挑战,非典、疯牛病、禽流感、心血管疾病与糖尿病等等字眼,时常出现于电视、报刊与网络等传媒中,成为我们生活中不应有的一部分。那么,除了上述疾病之外,还有哪些传染性疾病在困
扰着我们的健康呢?
学生活动:阅读课本P3相关内容,并对自己了解的某种传染性疾病阐述自己的见解,与同学们分享自己的感受。
板 书: (三)传染病威胁人类健康 师:与2001年相比,2002年的各种传染性疾病的发病率与死亡率呈何态势?其中发病率与病死率较高的传染病分别是哪几种?
生:与2001年相比,2002年的各种传染性疾病的发病率与死亡率基本稳定;发病率较高的传染病是病毒性肝炎、肺结核、痢疾、淋病与麻疹;病死率较高的传染病依次是狂犬病、艾滋病、白喉、新生儿破伤风和流脑。 课堂小结
(1)“社会就是科学,生活就是哲学”,现代科学的主要目标之一,就是关注社会,关注公众,关注人类社会的过去、现在与将来。在当今社会不断进步、科学技术与公众的科学素养不断发展的同时,一些严重威胁全人类生存和可持续发展的问题也日益加剧,引起了许多有识之士的关注和深深的忧虑。
(2)总体而言,全球化进程加速,社会、经济、环境问题愈发严重,三者如何和谐发展的矛盾不断加剧,当今社会正进入抉择性发展的新阶段。
(3)具体而言,当今世界,人类面临的全球性问题诸多,主要包括粮食问题、人口问题、资源问题、生态环境问题、能源问题、贫困问题、疾病问题、技术的局限性问题等等。
(4)生命科学将与其他学科一起共同关注社会发展和人类进步,我们为已取得的辉煌成就而自豪,更为灿烂的明天而欢欣鼓舞。
板书设计
第一章 生物科学和我们 第一节 身边的生物科学
一、人类面临的问题:健康问题
(一)近年来生命科学取得的成就及其对社会发展的影响 (二)癌症的病因与预防措施 (三)传染病威胁人类健康
第2课时 基因诊断与基因治疗
教学过程
导入新课
课件展示:
(1)假如某地区正在流行“非典型性肺炎”(SARS),一个患者突然出现不明原因的发热、咳嗽,假如你是科技工作者,你该怎样对该患者进行诊断?
(2)在东南亚某地区,突然发现大量家禽不明原因的死亡,怀疑是感染了禽流感,假如你是科技工作者,你该怎么办?
(3)一个母亲患有一种遗传病,现她怀有一胎儿,怀疑也患有该遗传病,该如何对该胎儿进行检测,以确认他(她)是否患有该遗传病呢?
学生活动:阅读课本P3相关内容,并以小组为单位,讨论上述问题并阐述自己的观点,小组记录员记录并整理本组观点。
生:对于“非典型性肺炎”(SARS)、禽流感与遗传病检测的方式有很多种,如通过病理学等手段进行检测;而现代生物技术中的基因诊断技术可以使得上述疾病的检测更加快速、灵敏、简便,使得疾病的防治更为有效。
师:第一例基因诊断技术应用于临床实践是在什么时候?诊断的是何种疾病? 推进新课
板 书: 二、基因诊断与基因治疗 (一)基因诊断 通过多媒体呈示以下情景,教师对相关问题进行描述、分析。 基因诊断的对象主要有:
①病原微生物的侵入:一般侵入体内的病原微生物可通过显微镜检查及免疫学方法进行诊断。但是,直接检测病原微生物的遗传物质可以大大提高诊断的敏感性。而在无法得到商业化抗体时,基因诊断就成为检测病原微生物感染,尤其是病毒感染的唯一手段。此外,由于基因碱基配对原理的基因诊断可直接检测病原微生物的遗传物质,所以诊断的特异性也大为提高。目前,基因诊断已在病毒性肝炎、艾滋病等传染病的诊断中发挥了不可代替的作用。
②先天遗传性疾病:目前,大多数遗传病还缺乏有效的治疗手段,因而可对胎儿进行产前基因诊断。对确诊患病的胎儿实施人工流产是避免遗传病患儿出生的有效措施。
已有多种传统的遗传性疾病的发病原因被确定为特定基因的突变。例如:苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起苯丙酮尿症;腺苷脱氨酶基因突变可引起重症联合免疫缺陷症(SCID);而淋巴细胞表面分子CD40或其配体(CD40L)基因突变则可引起无丙种球蛋白血症。这类疾病的诊断除了仔细分析临床症状及生化检查结果外,从病因角度作出诊断则需要用基因诊断的方法检测其基因突变的发生。用基因诊断的方法检测这些位点的改变,不仅对临床诊断,而且对疾病的病因和发病机理的研究都具有重要的意义。
③后天基因突变引起的疾病:这方面最典型的例子就是肿瘤。虽然肿瘤的发病机理尚未完全明了,但人们可以初步认为肿瘤的发生是由于个别细胞基因突变而引起的细胞无限增殖。无论是抑癌基因发生突变还是癌基因发生突变,如果确定这些改变的发生,都必须进行基因诊断。
④其他:如DNA指纹、个体识别、亲子关系识别、法医物证等。 板 书: (二)基因治疗 师:你了解重症联合免疫缺陷症(SCID)的疾病机理吗?这种疾病在医生的指导下服用一些抗生素或抗病毒类药物,多喝白开水,注意休息,几天之后可痊愈吗?
学生活动:阅读课本P4基因治疗的相关知识,并思考上述问题。
生:患有重症联合免疫缺陷症(SCID)的个体,其体内腺苷脱氨酶基因突变,
不能正常合成腺苷脱氨酶,而该酶对于降解毒素是关键的,因此患者将出现免疫缺陷。由于是基因突变导致的疾病,因而不能用治疗流感的方法来治疗重症联合免疫缺陷症(SCID)。
师:假如某人患了重症联合免疫缺陷症(SCID),该如何进行治疗? 生:可以通过基因治疗技术来治疗该疾病。
师:什么是基因治疗?基因治疗的原理(基因治疗的两种途径)是什么? 学生活动:阅读课本P4中“基因治疗的两种途径”图群,并思考上述问题。
生:基因治疗(gene therapy)是指采用转基因技术将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的。基因治疗(gene therapy)的原理是指采用转基因技术将目的基因导入患者的某种细胞中,体外培养使其增殖,然后输回患者体内,这样重组受体细胞因导入正常的基因,可以纠正或弥补缺陷基因带来的影响;或将带有治疗作用的基因通过载体直接送入患者的某些细胞中,从而达到治疗疾病的目的。
师:基因治疗技术能有效治疗疾病、提高人类健康水平,那么目前来说,是否所有的遗传性疾病都可以采用基因治疗?
生:不可以,例如神经细胞不能以基因治疗技术进行治疗。 师:进行基因治疗必须具备哪些条件? 师:
进行基因治疗必须具备下列条件:①选择适当的疾病,并对其发病机理及相应基因的结构功能了解清楚;②纠正该病的基因已被克隆,并了解该基因表达与调控的机制与条件;③该基因具有适宜的受体细胞并能在体外有效表达;④具有安全有效的转移载体和方法,以及可供利用的动物模型。 课堂小结
(1)复合免疫缺陷综合征的基因治疗:1991年美国批准了人类第一个对遗传病进行体细胞基因治疗的方案,即将腺苷脱氨酶(ADA)导入一个4岁患有严重复合免疫缺陷综合征(SCID)的女孩。采用的是反转录病毒介导的间接法,即用含有正常人腺苷脱氨酶基因的反转录病毒载体培养患儿的白细胞,并用白细胞介素Ⅱ(IL-2)刺激其增殖,经10天左右再经静脉输入患儿。大约1~2月治疗一次,8个月后,患儿体内ADA水平达到正常值的25%,未见明显副作用。此后又进行第2例治疗获得类似的效果。
(2)我国复旦大学等单位对乙型血友病的基因治疗也进行了有意义的探索,他们在兔模型的基础上,将人第Ⅸ因子基因通过重组质粒(pcmvix)或重组反转录病毒(N2CMVIX)导入自体皮肤成纤维细胞,获得可喜的阶段性成果,相信不久的将来,基因治疗会在我国取得成功。
(3)总体来说,目前已批准治疗的病例约120例,其中约110例为肿瘤,遗憾的是,除黑色素瘤有些端倪外,全都未能成功。治疗了10余例单基因病,除ADA缺乏症和乙型血友病有一定疗效外,其余都还在实验阶段。但人们再也不怀疑基因治疗不仅可能办到,而且指日可待。
板 书: (三)研究性学习交流 活动主题:以学习小组为单位,交流关于“现代生命科学的发展热点是什么”的研究性学习成果。