《現(xiàn)代生物科技專題》2課件

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）選修3

《現(xiàn)代生物科技專題》的教學(xué)思考與建議

根據(jù)“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”，本模塊的知識(shí)性目標(biāo)以了解水平為主，情感性目標(biāo)以經(jīng)歷（感受）水平為主，技能性目標(biāo)體現(xiàn)在活動(dòng)建議中，主要是參觀、調(diào)查、資料收集等。教學(xué)以專題講座和學(xué)生討論為主。由于課程內(nèi)容多屬于生物科學(xué)前沿領(lǐng)域，進(jìn)展迅速，教學(xué)過(guò)程中需要及時(shí)補(bǔ)充最新進(jìn)展的資料。學(xué)生活動(dòng)以搜集資料和討論為主。鑒于課標(biāo)中的目標(biāo)要求大多是了解水平，教學(xué)中需要注意把握難度，避免講得過(guò)深過(guò)細(xì)過(guò)專，不必要地增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。本模塊教材內(nèi)容：

包括基因工程、克隆技術(shù)、胚胎工程、生物技術(shù)的安全和倫理問(wèn)題、生態(tài)工程五部分。本模塊是以專題形式介紹現(xiàn)代生物科學(xué)和技術(shù)中一些重要領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景。

例1:胚胎工程-“受精階段”內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)具體要求目標(biāo)層次簡(jiǎn)述動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程舉例說(shuō)出受精作用的幾個(gè)必要階段P64了解例2：胚胎的早期培養(yǎng)過(guò)程不必掌握，只要求學(xué)生理解體外受精時(shí)還需要對(duì)精子進(jìn)行處理、卵細(xì)胞的獲取還需要一定的方法。P73本模塊的教學(xué)建議1.認(rèn)真研讀課標(biāo)，把握難度要求?？颇恳豢荚嚲W(wǎng)科目一模擬考試2016金手指駕校網(wǎng)金手指駕駛員考試2016

2、重視基本概念和原理的教學(xué)，把握好基礎(chǔ)性,避免教學(xué)變成泛泛的科普介紹或資料的搜集和瀏覽活動(dòng)。本模塊教材中的一些重要的基本原理：基因工程的基本原理植物組織培養(yǎng)的基本原理胚胎工程的基本原理單克隆抗體生產(chǎn)的基本原理生態(tài)工程的基本原理

4、重視圖片和流程圖的學(xué)習(xí)，多問(wèn)學(xué)生為什么，加強(qiáng)理解和記憶。例：?jiǎn)慰寺】贵w的制備

借助于流程圖：既要關(guān)注宏觀步驟，也要關(guān)注對(duì)一些重要步驟的解讀和理解。

問(wèn)題探討：(1)什么是單克隆抗體？生產(chǎn)單克隆抗體的基本原理是什么？(2)什么是免疫的小鼠，怎樣對(duì)小鼠進(jìn)行免疫？(3)怎樣才能將B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合？(4)融合后可能有幾種類型的細(xì)胞?(5)多次篩選的目的是什么？(6)培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的方式有哪兩種？(7)小鼠體內(nèi)培養(yǎng)的原理是什么？怎樣理解從小鼠的腹水中獲取抗體？

5、注意建立起各模塊相關(guān)知識(shí)間的聯(lián)系，以達(dá)到知識(shí)的融匯貫通、加強(qiáng)知識(shí)的理解與應(yīng)用。

例如，在結(jié)合細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的全能性和分化、基因突變及其他變異在育種中的應(yīng)用以及內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)等知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)胞工程的學(xué)習(xí)。

7、充分利用活的教學(xué)資源和多媒體的教學(xué)手段。

活的教學(xué)資源是指實(shí)際生活中的鮮活實(shí)例，例如克隆羊“多莉”、轉(zhuǎn)基因大豆等；多媒體的教學(xué)手段是指利用多媒體展示圖片、播放有關(guān)的影像資料和一些動(dòng)態(tài)的操作過(guò)程，例如播放植物組織培養(yǎng)過(guò)程的錄像。

8、圍繞生物科技與社會(huì)的關(guān)系，切實(shí)組織好資料搜集分析、討論和辯論等活動(dòng)。并指導(dǎo)學(xué)習(xí)撰寫(xiě)綜述報(bào)告1~2篇(分期分批進(jìn)行；要進(jìn)一步拓展和延伸；有明確主題，有對(duì)主題意義和價(jià)值的簡(jiǎn)述；有層次清楚的內(nèi)容、結(jié)論、討論；有資料文獻(xiàn)的來(lái)源等。教師要對(duì)報(bào)告評(píng)價(jià)。)

9、要結(jié)合高考要求，強(qiáng)化有效訓(xùn)練和階段性考試?？梢詮母鞣N資源中精選習(xí)題，或者改編、自編。這些習(xí)題必須包括知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，突出理論聯(lián)系實(shí)際，以提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

專題1基因工程

本專題以講授、啟發(fā)式引導(dǎo)為主

這部分內(nèi)容要求在必修課有關(guān)基因工程的基礎(chǔ)上，理解基因工程的基本原理和技術(shù)流程，關(guān)注基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)等方面的廣泛應(yīng)用及其發(fā)展前景，關(guān)注蛋白質(zhì)工程的原理。其中基因工程的原理及其操作程序、基因工程的應(yīng)用、蛋白質(zhì)工程的原理是本專題教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。1、限制酶和DNA連接酶的作用分別是什么?限制酶的作用是切割特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用是連接被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵

以1.1DNA重組技術(shù)的基本工具為例：教學(xué)中要重視設(shè)計(jì)問(wèn)題情境，積極引導(dǎo)學(xué)生在思索和探究中學(xué)習(xí)新知識(shí)。

2、為什么限制酶和DNA連接酶在微生物中能夠分離到，而高等植物和動(dòng)物中沒(méi)有?引導(dǎo)學(xué)生從噬菌體侵染細(xì)菌中獲得靈感3、DNA聚合酶與DNA連接酶是同一種酶的不同名稱嗎?相同區(qū)別DNA聚合酶形成磷酸二脂鍵只能將單個(gè)核苷酸連接到核酸片段上;以一條DNA鏈為模板,形成互補(bǔ)的DNA鏈。DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段連接形成磷酸二脂鍵；將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)，不需要模板。新舊知識(shí)聯(lián)系，提出問(wèn)題:DNA復(fù)制時(shí)需要哪些酶?習(xí)題:已知標(biāo)記基因有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素的基因,現(xiàn)探討某細(xì)菌的質(zhì)粒中有無(wú)標(biāo)記基因或標(biāo)記基因是什么?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)照組：不添加抗生素實(shí)驗(yàn)組1：添加一定濃度的四環(huán)素實(shí)驗(yàn)組2：添加一定濃度的氨芐青霉素實(shí)驗(yàn)組3：添加一定濃度的四環(huán)素和氨芐青霉素對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組1實(shí)驗(yàn)組2實(shí)驗(yàn)組3結(jié)論預(yù)期一++++既含有抗四環(huán)素基因也含有抗氨芐青霉素基因預(yù)期二++——只含有抗四環(huán)素基因預(yù)期三+—+—只含有抗氨芐青霉素基因預(yù)期四+———既不含有抗四環(huán)素基因也不含有抗氨芐青霉素基因簡(jiǎn)述植物的組織培養(yǎng)簡(jiǎn)述動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆舉例說(shuō)出細(xì)胞融合與單克隆抗體具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和教材的對(duì)應(yīng)關(guān)系克隆技術(shù)科技探究之路細(xì)胞工程的發(fā)展歷程2.1植物細(xì)胞工程2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)2.1.2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用2.2動(dòng)物細(xì)胞工程2.2.1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)2.2.2動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體專題2細(xì)胞工程問(wèn)題：為什么課標(biāo)中為”克隆技術(shù)”，而教材中為”細(xì)胞工程”?基因工程克隆技術(shù)細(xì)胞工程胚胎工程生態(tài)工程原因1：細(xì)胞工程：

是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平的操作，按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)操作對(duì)象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程兩大領(lǐng)域。

本部分內(nèi)容是從細(xì)胞水平和分子水平了解植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程。細(xì)胞的全能性是植物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)，植物組織培養(yǎng)技術(shù)是植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)手段，是植物體細(xì)胞雜交與單倍體育種的基礎(chǔ)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是體細(xì)胞克隆、細(xì)胞融合與單克隆抗體等技術(shù)手段的基礎(chǔ)。本部分內(nèi)容以必修1中的細(xì)胞學(xué)、必修2中的遺傳學(xué)以及必修3中的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)等知識(shí)為基礎(chǔ)，為后面“胚胎工程”、“生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題”的后續(xù)學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，共同構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完整的知識(shí)體系。

教師可通過(guò)設(shè)計(jì)啟發(fā)性問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行技術(shù)流程的學(xué)習(xí)，做到擴(kuò)展和深化。

如“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”的教學(xué)，展示必修1中胡蘿卜細(xì)胞組織培養(yǎng)的示意圖和文字流程，同時(shí)提出問(wèn)題（1）離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植株？（2）決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)健因素是什么？（3）在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作？如何進(jìn)行消毒、滅菌？（4）脫分化和再分化需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和光照條件有何異同？為什么？（5）表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性的階段是什么？這些問(wèn)題可引導(dǎo)學(xué)生在原有知識(shí)基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的思考。

又如，動(dòng)物細(xì)胞工程的教學(xué)植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較細(xì)胞株、細(xì)胞系愈傷組織或植物體培養(yǎng)結(jié)果獲得細(xì)胞或細(xì)胞分泌蛋白快速繁殖、培育無(wú)病毒植株培養(yǎng)目的（應(yīng)用）葡萄糖、動(dòng)物血清蔗糖、植物激素培養(yǎng)基特有成分液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基性質(zhì)細(xì)胞有絲分裂細(xì)胞的全能性及有絲分裂原理動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)比較項(xiàng)目體細(xì)胞核移植過(guò)程流程圖(幫助理解原理)教學(xué)策略：P481、從宏觀的角度理解技術(shù)流程2、從微觀的角度理解操作原理(1)為什么不直接用體細(xì)胞，而要形成重組細(xì)胞？(2)產(chǎn)下的小牛的遺傳物質(zhì)有何特點(diǎn)，性別有何特點(diǎn)？專題3胚胎工程編寫(xiě)特點(diǎn)：1、技術(shù)細(xì)節(jié)較多、較細(xì)2、與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系較緊密受精作用（受精階段）體外培養(yǎng)的具體細(xì)節(jié)胚胎早期培養(yǎng)的生產(chǎn)流程胚胎移植的基本程序

本專題是在動(dòng)物生殖與發(fā)育的基礎(chǔ)上，了解動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的規(guī)律，理解胚胎工程的操作流程，關(guān)注胚胎工程在生物學(xué)基礎(chǔ)研究、醫(yī)療、畜牧業(yè)等方面的應(yīng)用及其發(fā)展前景，關(guān)注胚胎干細(xì)胞的研究對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的影響。這部分內(nèi)容對(duì)教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)比較陌生，因此教師要注重從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第一節(jié)是學(xué)習(xí)本專題的基礎(chǔ)，教師要重點(diǎn)闡述精子和卵的發(fā)生過(guò)程、受精過(guò)程；對(duì)哺乳動(dòng)物的早期胚胎發(fā)育，教師不僅要簡(jiǎn)述其過(guò)程，更要突出卵裂期的特點(diǎn)（包括細(xì)胞分裂方式、細(xì)胞總體積的變化、每個(gè)細(xì)胞體積變化、細(xì)胞內(nèi)總DNA量變化和有機(jī)物總量的變化等）、桑椹胚細(xì)胞的全能性以及囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的分化能力。

第二節(jié)的學(xué)習(xí)，可以試管嬰兒的資料引入，并讓學(xué)生根據(jù)資料思考有關(guān)問(wèn)題，這樣就會(huì)很自然地引入體外受精的學(xué)習(xí)。本節(jié)內(nèi)容圖文并茂，可以讓學(xué)生通過(guò)閱讀來(lái)學(xué)習(xí)，教師只需做簡(jiǎn)單的說(shuō)明和總結(jié)。

第三節(jié)的教學(xué)，是在第二節(jié)的基礎(chǔ)上，可以以問(wèn)題：“當(dāng)我們?cè)隗w外獲得了早期胚胎，下一步應(yīng)怎樣做才能得到幼體呢?”引入，結(jié)合教材插圖介紹胚胎移植的定義、現(xiàn)狀和意義；結(jié)合教材討論題幫助學(xué)生理解胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)。關(guān)于胚胎分割的教學(xué)，讓學(xué)生閱讀教材后討論問(wèn)題，如（1）什么是胚胎分割？（2）來(lái)自同一胚胎的后代性狀一樣嗎？為什么？（3）對(duì)囊胚進(jìn)行分割要注意什么？為什么？（4）為什么說(shuō)胚胎分割技術(shù)也是動(dòng)物克隆方法之一?最后，讓學(xué)生通過(guò)各種媒介收集有關(guān)胚胎干細(xì)胞的資料（課后完成），在課堂上以小組形式進(jìn)行匯報(bào)和交流。（一）、重視必修與選修之間的內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)（二）、不要過(guò)分關(guān)注于技術(shù)細(xì)節(jié)，而應(yīng)從技術(shù)流程中尋找關(guān)鍵環(huán)節(jié)和問(wèn)題子P65從流程中尋找重點(diǎn)問(wèn)題：1、受精作用分為哪幾步？2、頂體是由什么細(xì)胞器形成的？頂體酶的作用是什么？3、卵黃膜怎樣阻止其他精子進(jìn)入？4、精子進(jìn)入卵細(xì)胞時(shí)卵細(xì)胞處于分裂的什么時(shí)期？例3胚胎移植的基本程序P76問(wèn)題：為什么要進(jìn)行胚胎移植？（意義）胚胎的獲取胚胎的移植1、將優(yōu)良的種公牛和母牛進(jìn)行配種或人工授精形成胚胎2、收集胚胎并進(jìn)行質(zhì)量檢查1、移植于受體母牛2、產(chǎn)下優(yōu)良的小牛（三）淡化實(shí)踐操作的細(xì)節(jié)，注重于基本原理和程序的理解專題4生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題

讓學(xué)生了解在生命科學(xué)發(fā)展過(guò)程中所引出的種種倫理、社會(huì)和法律問(wèn)題。在學(xué)生已有的生命科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)之上，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科技成果的應(yīng)用進(jìn)行正確的思考。要讓學(xué)生了解，由于個(gè)人所處的社會(huì)在政治制度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、宗教信仰、歷史背景、傳統(tǒng)倫理觀念等方面的差別，就會(huì)產(chǎn)生出不同價(jià)值觀。這樣，對(duì)于生命科學(xué)中同一個(gè)倫理、社會(huì)或法律問(wèn)題，在不同社會(huì)中不僅會(huì)有不同的看法，而且還會(huì)引導(dǎo)出截然不同的社會(huì)措施、政策和法規(guī)。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，所有的判斷和所立的法規(guī)，都必須符合自己的國(guó)情，符合國(guó)家的最高利益：既要有利于中國(guó)科學(xué)家占領(lǐng)科學(xué)研究制高點(diǎn)、有利于國(guó)家科學(xué)技術(shù)的繁榮，又要有利于促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。設(shè)置本專題的意義：

本部分內(nèi)容的教學(xué)主要是要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，加深對(duì)轉(zhuǎn)基因生物和生物武器的關(guān)注和認(rèn)識(shí)，參與生物技術(shù)的倫理問(wèn)題的討論和交流。為此，對(duì)“關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物安全問(wèn)題”的內(nèi)容，教師可通過(guò)組織學(xué)生收集資料、討論、交流、辯論等活動(dòng)，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)帶來(lái)巨大成果的同時(shí)，理性看待生物技術(shù)對(duì)生物、食物和環(huán)境的影響。

在組織學(xué)生參與轉(zhuǎn)基因生物的安全問(wèn)題討論時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生在收集資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)梳理、分析和思考，形成一定的觀點(diǎn)和證據(jù)后，再展開(kāi)一定的討論。對(duì)“舉例說(shuō)出生物武器對(duì)人類的威脅”等內(nèi)容，教師可以從我國(guó)深受侵華日軍細(xì)菌戰(zhàn)災(zāi)難的事實(shí)入手，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)生物武器對(duì)人類的巨大危害。

關(guān)于“討論生物技術(shù)中的倫理問(wèn)題”內(nèi)容，教師首先要組織學(xué)生收集我國(guó)和國(guó)外有關(guān)的法律和法規(guī)，這樣可以豐富討論的內(nèi)容。此外，教師可利用當(dāng)?shù)氐馁Y源，安排一定的時(shí)間，組織學(xué)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因生物或轉(zhuǎn)基因食物的調(diào)查，由此讓學(xué)生深切感受生物技術(shù)給人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)的變化。舉出事例，引出話題討論現(xiàn)象，發(fā)表看法閱讀教材，熟悉觀點(diǎn)分析觀點(diǎn)，展開(kāi)討論保留意見(jiàn)，形成共識(shí)總的教學(xué)策略專題5生態(tài)工程

生態(tài)工程的建設(shè)，在我市各地都是比較常見(jiàn)的，這部分的教學(xué)資源十分豐富。本專題的教學(xué)，教師可以組織學(xué)生收集當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)工程建設(shè)或生態(tài)工程的范例，讓學(xué)生充分體驗(yàn)到生態(tài)工程的建設(shè)與我們每個(gè)人關(guān)系非常密切。有了這份關(guān)注，學(xué)生就會(huì)對(duì)生態(tài)工程的原理產(chǎn)生濃厚的