普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)選修現(xiàn)代生物科技專題

普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)選修現(xiàn)代生物科技專題課標(biāo)要求:通過本模塊得學(xué)習(xí),可以讓學(xué)生開拓視野,增強(qiáng)科技意識(shí),激發(fā)探索生命奧秘和熱愛生物科學(xué)得情感,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物學(xué)奠定基礎(chǔ)。

模塊解讀具體得內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)要求(見教學(xué)目標(biāo)列表)討論1項(xiàng)(經(jīng)歷)。關(guān)注2項(xiàng)(認(rèn)同);舉例說出6項(xiàng)(了解水平);簡(jiǎn)述8項(xiàng);

根據(jù)“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”,本模塊得知識(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,主要就是參觀、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)過程中需要及時(shí)補(bǔ)充最新進(jìn)展得資料。學(xué)生活動(dòng)以搜集資料和討論為主。鑒于課標(biāo)中得目標(biāo)要求大多就是了解水平,教學(xué)中需要注意把握難度,避免講得過深過細(xì)過專,不必要地增加學(xué)生得學(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)得安全和倫理問題、生態(tài)工程五部分。本模塊就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)域得研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景。

課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)現(xiàn)代生物科技專題得核心知識(shí)關(guān)系

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)育得基本過程舉例說出受精作用得幾個(gè)必要階段P64了解例2:胚胎得早期培養(yǎng)過程不必掌握,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)胞得獲取還需要一定得方法。P73本模塊得教學(xué)建議1、認(rèn)真研讀課標(biāo),把握難度要求。

2、重視基本概念和原理得教學(xué),把握好基礎(chǔ)性,避免教學(xué)變成泛泛得科普介紹或資料得搜集和瀏覽活動(dòng)。本模塊教材中得一些重要得基本原理:基因工程得基本原理植物組織培養(yǎng)得基本原理胚胎工程得基本原理單克隆抗體生產(chǎn)得基本原理生態(tài)工程得基本原理

3、有些內(nèi)容較難理解,教師要想辦法將這些內(nèi)容深入淺出、通俗生動(dòng)地呈現(xiàn)給學(xué)生。如結(jié)合教材中“重組DNA分子得模擬制作”,幫助學(xué)生準(zhǔn)確理解限制酶得切割部位和DNA連接酶得連接部位,理解兩種酶得作用。

4、重視圖片和流程圖得學(xué)習(xí),多問學(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。

問題探討:(1)什么就是單克隆抗體？生產(chǎn)單克隆抗體得基本原理就是什么？(2)什么就是免疫得小鼠,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得細(xì)胞?(5)多次篩選得目得就是什么？(6)培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞得方式有哪兩種？(7)小鼠體內(nèi)培養(yǎng)得原理就是什么？怎樣理解從小鼠得腹水中獲取抗體？

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

例如,在結(jié)合細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞得全能性和分化、基因突變及其她變異在育種中得應(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)胞工程得學(xué)習(xí)。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)

6、在教學(xué)中,要注意不同知識(shí)得比較與綜合。

例如,比較DNA聚合酶和DNA連接酶得異同;分析基因工程與蛋白質(zhì)工程得差異;細(xì)胞工程中植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交得區(qū)別與聯(lián)系,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆得區(qū)別與聯(lián)系,植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件得區(qū)別;胚胎工程中精子和卵子得產(chǎn)生過程得比較等。

7、充分利用活得教學(xué)資源和多媒體得教學(xué)手段。

活得教學(xué)資源就是指實(shí)際生活中得鮮活實(shí)例,例如克隆羊“多莉”、轉(zhuǎn)基因大豆等;多媒體得教學(xué)手段就是指利用多媒體展示圖片、播放有關(guān)得影像資料和一些動(dòng)態(tài)得操作過程,例如播放植物組織培養(yǎng)過程得錄像。

8、圍繞生物科技與社會(huì)得關(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)值得簡(jiǎn)述;有層次清楚得內(nèi)容、結(jié)論、討論;有資料文獻(xiàn)得來(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。可以從各種資源中精選習(xí)題,或者改編、自編。這些習(xí)題必須包括知識(shí)間得內(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)得能力。各個(gè)專題具體得教學(xué)

策略和教學(xué)活動(dòng)建議:

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)基因工程得基礎(chǔ)上,理解基因工程得基本原理和技術(shù)流程,關(guān)注基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)等方面得廣泛應(yīng)用及其發(fā)展前景,關(guān)注蛋白質(zhì)工程得原理。其中基因工程得原理及其操作程序、基因工程得應(yīng)用、蛋白質(zhì)工程得原理就是本專題教學(xué)得重點(diǎn)內(nèi)容。1、限制酶和DNA連接酶得作用分別就是什么?限制酶得作用就是切割特定部位得兩個(gè)核苷酸之間得磷酸二酯鍵DNA連接酶得作用就是連接被限制酶切開得兩個(gè)核苷酸之間得磷酸二酯鍵

以1、1DNA重組技術(shù)得基本工具為例:教學(xué)中要重視設(shè)計(jì)問題情境,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連接酶就是同一種酶得不同名稱嗎?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)得DNA鏈。DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段連接形成磷酸二脂鍵;將DNA雙鏈上得兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái),不需要模板。新舊知識(shí)聯(lián)系,提出問題:DNA復(fù)制時(shí)需要哪些酶?標(biāo)記基因抗四環(huán)素得基因抗氨芐青霉素得基因特定顏色得基因四環(huán)素氨芐青霉素4、標(biāo)記基因得作用及其應(yīng)用習(xí)題:已知標(biāo)記基因有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素得基因,現(xiàn)探討某細(xì)菌得質(zhì)粒中有無(wú)標(biāo)記基因或標(biāo)記基因就是什么?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)得實(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)述植物得組織培養(yǎng)簡(jiǎn)述動(dòng)物得細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆舉例說出細(xì)胞融合與單克隆抗體具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和教材得對(duì)應(yīng)關(guān)系克隆技術(shù)科技探究之路細(xì)胞工程得發(fā)展歷程2、1植物細(xì)胞工程2、1、1植物細(xì)胞工程得基本技術(shù)2、1、2植物細(xì)胞工程得實(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:

克隆:克隆就是英文clone一詞得音譯,就就是指無(wú)性繁殖。克隆一詞常用于分子、細(xì)胞水平得描述。一般認(rèn)為生物學(xué)上有三個(gè)層次得克隆:分子水平得克隆:(目得)基因克隆、PCR技術(shù)植物細(xì)胞克隆:組培獲得愈傷組織細(xì)胞水平得克隆動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞得克隆單克隆抗體得制備植物組織培養(yǎng)個(gè)體水平得克隆動(dòng)物克隆(核移植技術(shù))克隆克隆技術(shù)(cloning)就是指從眾多得基因或細(xì)胞群體中通過無(wú)性繁殖和選擇目得基因或特定類型細(xì)胞得技術(shù)得操作。原因2:細(xì)胞工程:

就是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)得原理和方法,通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平得操作,按照人得意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)得遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品得一門綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)操作對(duì)象得不同,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)容就是從細(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)胞得全能性就是植物細(xì)胞工程得基礎(chǔ),植物組織培養(yǎng)技術(shù)就是植物細(xì)胞工程得基本技術(shù)手段,就是植物體細(xì)胞雜交與單倍體育種得基礎(chǔ)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)就是體細(xì)胞克隆、細(xì)胞融合與單克隆抗體等技術(shù)手段得基礎(chǔ)。本部分內(nèi)容以必修1中得細(xì)胞學(xué)、必修2中得遺傳學(xué)以及必修3中得內(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)得安全性和倫理問題”得后續(xù)學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ),共同構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完整得知識(shí)體系。

在教學(xué)中,要注意不同知識(shí)得比較與綜合,如植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交得區(qū)別與聯(lián)系,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆得區(qū)別與聯(lián)系,植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件得區(qū)別等。對(duì)克隆技術(shù)得原理不必講解得過深,對(duì)克隆技術(shù)得操作不必介紹得過細(xì)。

教師要充分利用相關(guān)科學(xué)史,實(shí)現(xiàn)教學(xué)中得情感目標(biāo)。如在進(jìn)行克隆技術(shù)得專題講座前,可讓學(xué)生搜集有關(guān)動(dòng)物體細(xì)胞核移植進(jìn)行克隆動(dòng)物得歷史、成就,以及克隆動(dòng)物得安全性和倫理性問題等資料。通過科學(xué)實(shí)例,拓展學(xué)生得視野,激發(fā)求知熱情,從中得到啟迪而產(chǎn)生科學(xué)暢想,并進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)、分析和解決問題得能力,以及交流與合作得能力等。

教師可通過設(shè)計(jì)啟發(fā)性問題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系學(xué)過得知識(shí)進(jìn)行技術(shù)流程得學(xué)習(xí),做到擴(kuò)展和深化。

如“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”得教學(xué),展示必修1中胡蘿卜細(xì)胞組織培養(yǎng)得示意圖和文字流程,同時(shí)提出問題(1)離體得器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理,能否培養(yǎng)成完整得植株？(2)決定植物細(xì)胞脫分化、再分化得關(guān)健因素就是什么？(3)在植物組織培養(yǎng)過程中,為什么要進(jìn)行一系列得消毒、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得營(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)胞得全能性得階段就是什么？這些問題可引導(dǎo)學(xué)生在原有知識(shí)基礎(chǔ)上做進(jìn)一步得思考。

又如,動(dòng)物細(xì)胞工程得教學(xué)植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)得比較細(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)胞核移植過程流程圖(幫助理解原理)教學(xué)策略:P481、從宏觀得角度理解技術(shù)流程2、從微觀得角度理解操作原理(1)為什么不直接用體細(xì)胞,而要形成重組細(xì)胞？(2)產(chǎn)下得小牛得遺傳物質(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)得具體細(xì)節(jié)胚胎早期培養(yǎng)得生產(chǎn)流程胚胎移植得基本程序

本專題就是在動(dòng)物生殖與發(fā)育得基礎(chǔ)上,了解動(dòng)物早期胚胎發(fā)育得規(guī)律,理解胚胎工程得操作流程,關(guān)注胚胎工程在生物學(xué)基礎(chǔ)研究、醫(yī)療、畜牧業(yè)等方面得應(yīng)用及其發(fā)展前景,關(guān)注胚胎干細(xì)胞得研究對(duì)人類社會(huì)發(fā)展得影響。這部分內(nèi)容對(duì)教師和學(xué)生來(lái)說比較陌生,因此教師要注重從學(xué)生已有得生活經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)出發(fā),激發(fā)學(xué)生得學(xué)習(xí)興趣。

第一節(jié)就是學(xué)習(xí)本專題得基礎(chǔ),教師要重點(diǎn)闡述精子和卵得發(fā)生過程、受精過程;對(duì)哺乳動(dòng)物得早期胚胎發(fā)育,教師不僅要簡(jiǎn)述其過程,更要突出卵裂期得特點(diǎn)(包括細(xì)胞分裂方式、細(xì)胞總體積得變化、每個(gè)細(xì)胞體積變化、細(xì)胞內(nèi)總DNA量變化和有機(jī)物總量得變化等)、桑椹胚細(xì)胞得全能性以及囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)得分化能力。

第二節(jié)得學(xué)習(xí),可以試管嬰兒得資料引入,并讓學(xué)生根據(jù)資料思考有關(guān)問題,這樣就會(huì)很自然地引入體外受精得學(xué)習(xí)。本節(jié)內(nèi)容圖文并茂,可以讓學(xué)生通過閱讀來(lái)學(xué)習(xí),教師只需做簡(jiǎn)單得說明和總結(jié)。

第三節(jié)得教學(xué),就是在第二節(jié)得基礎(chǔ)上,可以以問題:“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得定義、現(xiàn)狀和意義;結(jié)合教材討論題幫助學(xué)生理解胚胎移植得生理學(xué)基礎(chǔ)。關(guān)于胚胎分割得教學(xué),讓學(xué)生閱讀教材后討論問題,如(1)什么就是胚胎分割？(2)來(lái)自同一胚胎得后代性狀一樣嗎？為什么？(3)對(duì)囊胚進(jìn)行分割要注意什么？為什么？(4)為什么說胚胎分割技術(shù)也就是動(dòng)物克隆方法之一?最后,讓學(xué)生通過各種媒介收集有關(guān)胚胎干細(xì)胞得資料(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得內(nèi)在聯(lián)系得知識(shí)(二)、不要過分關(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)和問題子P65從流程中尋找重點(diǎn)問題:1、受精作用分為哪幾步？2、頂體就是由什么細(xì)胞器形成得？頂體酶得作用就是什么？3、卵黃膜怎樣阻止其她精子進(jìn)入？4、精子進(jìn)入卵細(xì)胞時(shí)卵細(xì)胞處于分裂得什么時(shí)期？例3胚胎移植得基本程序P76問題: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)踐操作得細(xì)節(jié),注重于基本原理和程序得理解專題4生物技術(shù)得安全性和倫理問題

讓學(xué)生了解在生命科學(xué)發(fā)展過程中所引出得種種倫理、社會(huì)和法律問題。在學(xué)生已有得生命科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)之上,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科技成果得應(yīng)用進(jìn)行正確得思考。要讓學(xué)生了解,由于個(gè)人所處得社會(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)倫理觀念等方面得差別,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)或法律問題,在不同社會(huì)中不僅會(huì)有不同得看法,而且還會(huì)引導(dǎo)出截然不同得社會(huì)措施、政策和法規(guī)。對(duì)于中國(guó)來(lái)說,所有得判斷和所立得法規(guī),都必須符合自己得國(guó)情,符合國(guó)家得最高利益: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)得繁榮,又要有利于促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)得發(fā)展。設(shè)置本專題得意義:

本部分內(nèi)容得教學(xué)主要就是要求學(xué)生通過學(xué)習(xí),加深對(duì)轉(zhuǎn)基因生物和生物武器得關(guān)注和認(rèn)識(shí),參與生物技術(shù)得倫理問題得討論和交流。為此,對(duì)“關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物安全問題”得內(nèi)容,教師可通過組織學(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)巨大成果得同時(shí),理性看待生物技術(shù)對(duì)生物、食物和環(huán)境得