高中生物 《現(xiàn)代生物科技專題》教案 浙科版選修3

1、選修3 現(xiàn)代生物科技專題一、本模塊目標(biāo)概述 本模塊的內(nèi)容包括基因工程、克隆技術(shù)、胚胎工程、生物技術(shù)的安全和倫理問題、生態(tài)工程五部分，與選修2相比，本模塊以專題的形式介紹現(xiàn)代生物科學(xué)和技術(shù)中一些重要領(lǐng)域的研究熱點、發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景。通過本模塊的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生開拓視野，增強科技意識，激發(fā)探索生命奧秘和熱愛生物科學(xué)的情感，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物學(xué)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”，本模塊的知識性目標(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)過程中需要及時補充最

2、新進(jìn)展的資料，學(xué)生活動以搜集資料和 討論為主。鑒于課程標(biāo)準(zhǔn)中的目標(biāo)要求大多是了解水平，教學(xué)中要避免教學(xué)內(nèi)容過深過專。二、學(xué)習(xí)要求與教學(xué)建議6.1 基因工程（1）學(xué)習(xí)要求具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求簡述基因工程的誕生說出基因工程的概念簡述基因工程的誕生歷程認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論突破和技術(shù)創(chuàng)新簡述基因工程的原理及技術(shù)分析基因工程研究的理論基礎(chǔ)說出DNA重組技術(shù)所需的三種基因工具的作用簡述基因工程基本操作程序的四個步驟簡述目的基因的獲得、運載體的構(gòu)建、目的基因的導(dǎo)入與檢測等常用的方法及其基本原理舉例說出基因工程的應(yīng)用舉例說出基因工程在農(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)注基因工程的

3、發(fā)展，認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高簡述蛋白質(zhì)工程舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由簡述蛋白質(zhì)工程的原理通過討論、進(jìn)展追蹤等活動，提高收集資料、處理資料、撰寫專題綜述報告的能力。（2）教學(xué)建議本部分內(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)的重點內(nèi)容。教學(xué)中要重視設(shè)計問題情境，積極引導(dǎo)學(xué)生在思索和探究中學(xué)習(xí)新知識。例如，通過大腸桿菌生產(chǎn)出胰島素、酵母菌生產(chǎn)乙肝疫苗、牛的乳腺生物反應(yīng)器 制造出蛋白質(zhì)類藥物、植

4、物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白等內(nèi)容激發(fā)學(xué)生對基因工程原理、基本操作及其應(yīng)用前景產(chǎn)生探索的欲望，并展開豐富的聯(lián)想。在分析基因工程 表達(dá)產(chǎn)物時，可通過天然蛋白質(zhì)是不同生物在長期進(jìn)化過程中形成的，它的結(jié)構(gòu)、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要等問題，分析蛋白質(zhì)工程的誕生及原理。按照循序漸進(jìn)的原則，要重視調(diào)動學(xué)生已有的知識經(jīng)驗。理解兩種工具酶的功能，理解基因工程原理及操作程序，都必須重溫DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及遺傳 信息的傳遞等基礎(chǔ)知識。學(xué)習(xí)基因工程應(yīng)用時，應(yīng)聯(lián)系基因與性狀的關(guān)系，聯(lián)系抗原、抗體、激素、某些營養(yǎng)品的化學(xué)本質(zhì)及功能。比較轉(zhuǎn)基因動物培育過程及轉(zhuǎn)基 因植物的培育過程時，應(yīng)聯(lián)系細(xì)胞的全能性、動植物細(xì)胞

5、全能性的差異、動物細(xì)胞工程、植物細(xì)胞工程等相關(guān)內(nèi)容。在教學(xué)“基因工程的操作程序及基因工程的應(yīng)用”這部分內(nèi)容時，可將相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行簡單的分類，如培育轉(zhuǎn)基因微生物、轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基 因細(xì)胞等，在理解一般操作程序的基礎(chǔ)上，分析差異及其原因。蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸和發(fā)展，教學(xué)中應(yīng)重視分析基因工程與蛋白質(zhì)工程的差異，結(jié)合蛋白質(zhì) 的結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的合成等基礎(chǔ)知識，加強對蛋白質(zhì)工程原理的理解。充分利用圖片、動畫等直觀教學(xué)手段，結(jié)合動手實際操作，準(zhǔn)確理解限制酶的切割部位和DNA連接酶的連接部位，理解“黏性”的內(nèi)涵；利用多媒體教學(xué)課件，模擬演示基因工程操作技術(shù)的連續(xù)性和過程性，展示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性

6、與特異性等。此外，要重視本專題與生產(chǎn)生活實際的聯(lián)系，關(guān)注基因工程的發(fā)展?；蚬こ痰漠a(chǎn)品早就滲入我們的生活，通過“觀看基因工程的影像資料”、“調(diào)查基 因工程產(chǎn)品在社會中的應(yīng)用情況，討論轉(zhuǎn)基因生物的利與弊”等活動，既加深了基因工程的操作程序及其應(yīng)用的理解，又提高學(xué)生收集資料、處理資料、撰寫專題綜 述報告的能力。6.2克隆技術(shù)（1）學(xué)習(xí)要求具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求簡述植物的組織培養(yǎng)說出細(xì)胞全能性的含義及其在植物組織培養(yǎng)中的應(yīng)用嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng),體驗植物組織培養(yǎng)技術(shù)簡述植物體細(xì)胞雜交技術(shù)列舉植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用簡述動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆簡述動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及其應(yīng)用簡述克隆動物的概念和原理

7、簡述體細(xì)胞核移植技術(shù)和體細(xì)胞克隆及其應(yīng)用前景，關(guān)注體細(xì)胞克隆技術(shù)的安全性和倫理性問題舉例說出細(xì)胞融合與單克隆抗體簡述動物細(xì)胞融合的方法和過程說出單克隆抗體的制備過程及其應(yīng)用認(rèn)同細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開發(fā)之間的關(guān)系關(guān)注細(xì)胞工程研究的發(fā)展和應(yīng)用前景。（2）教學(xué)建議本部分內(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)等知識為基礎(chǔ)，

8、為后面“胚胎工程”、“生物技術(shù)的安全性和倫理問題”的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，共同構(gòu)成一個相對完整的 知識體系。在教學(xué)中，要注意不同知識的比較與綜合，如植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的區(qū)別與聯(lián)系，動物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆的區(qū)別與聯(lián)系，植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)條件的區(qū)別等。對克隆技術(shù)的原理不必拓展得過深，對克隆技術(shù)的操作不必介紹得過細(xì)。教師要充分利用相關(guān)科學(xué)史，實現(xiàn)教學(xué)中的情感目標(biāo)。例如，在進(jìn)行克隆技術(shù)的專題講座前，可讓學(xué)生搜集有關(guān)動物體細(xì)胞核移植進(jìn)行克隆動物的歷史、 成就，以及克隆動物的安全性和倫理性問題等資料。通過科學(xué)實例，拓展學(xué)生的視野，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、

9、分析 和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等。在教學(xué)中，教師還應(yīng)充分利用其他課程資源。例如，可以組織學(xué)生到附近高校參觀克隆技術(shù)的實驗室，增強感性認(rèn)識。也可以邀請克隆技術(shù)的研究專家到學(xué)校作專題報告，以豐富這部分的教學(xué)內(nèi)容，開拓學(xué)生眼界，拓寬知識領(lǐng)域，全面提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。6.3 胚胎工程（1）學(xué)習(xí)要求具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程說出受精作用的概念簡述動物早期胚胎發(fā)育的基本過程簡述胚胎工程的理論基礎(chǔ)簡述生殖細(xì)胞的形成過程說出獲取動物胚胎的一般方法簡述動物早期胚胎培養(yǎng)常用的方法及其基本原理說出胚胎移植技術(shù)的概念及其應(yīng)用認(rèn)同理論和技術(shù)的發(fā)展對胚胎工程的影響舉例說出胚胎干細(xì)胞的

10、移植舉例說出胚胎干細(xì)胞的移植在基礎(chǔ)生物學(xué)研究、醫(yī)療、畜牧業(yè)等方面的廣泛應(yīng)用及其發(fā)展前景關(guān)注胚胎干細(xì)胞的研究對人類社會發(fā)展所帶來的影響舉例說出胚胎工程的應(yīng)用舉例說出胚胎工程在畜牧業(yè)、醫(yī)學(xué)實踐等領(lǐng)域的應(yīng)用認(rèn)同胚胎工程的發(fā)展對生產(chǎn)力的促進(jìn)作用收集胚胎工程研究和發(fā)展方面的資料，提高自己對信息的收集處理以及對問題的探究能力。（2）教學(xué)建議本部分內(nèi)容的教學(xué)要求是在動物生殖與發(fā)育的基礎(chǔ)上，了解動物早期胚胎發(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)胞的研究對人類社會發(fā)展的影響。其中胚胎工程的理論基礎(chǔ)和操作流程、胚胎工程的應(yīng)用以及對人類

11、社會的發(fā) 展所產(chǎn)生的影響是本專題教學(xué)的重點內(nèi)容。在教學(xué)中，要從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。胚胎工程是生物技術(shù)四大工程之一，在內(nèi)容的呈現(xiàn)方式上側(cè)重于與技術(shù)相關(guān) 的生物學(xué)基本原理，在此基礎(chǔ)上貫穿相關(guān)的生物學(xué)基礎(chǔ)知識。本部分內(nèi)容的教學(xué)應(yīng)側(cè)重于胚胎工程的理論基礎(chǔ)以及胚胎工程的應(yīng)用前景，對胚胎工程的操作技術(shù)可以 從簡，只讓學(xué)生作為一般性的了解。同時，在教學(xué)過程中還應(yīng)通過收集胚胎工程方面的相關(guān)資料，組織形式多樣、內(nèi)容豐富的討論，讓學(xué)生對胚胎工程的研究和發(fā)展 有進(jìn)一步的了解，關(guān)注胚胎工程特別是胚胎干細(xì)胞研究對人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生的正負(fù)面影響。要充分利用課程資源，通過介紹我國科技工作者在

12、胚胎工程領(lǐng)域的研究成果，激發(fā)學(xué)生愛祖國、愛科學(xué)的思想情感，對學(xué)生進(jìn)行卓有成效的情感態(tài)度價值 觀的教育。有條件的學(xué)?？山M織學(xué)生到有關(guān)研究單位或工廠參觀胚胎工程研究實驗室或生產(chǎn)車間，請有關(guān)胚胎工程技術(shù)研究專家做專題報告，到附近的畜牧養(yǎng)殖農(nóng)場 進(jìn)行訪問、調(diào)研等活動，以開拓學(xué)生視野，拓寬知識領(lǐng)域，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。6.4 生物技術(shù)的安全性和倫理問題（1）學(xué)習(xí)要求具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物的安全問題收集我國轉(zhuǎn)基因食物安全性的監(jiān)控和預(yù)防措施等方面的資料舉例說出轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)成果的實例簡述轉(zhuǎn)基因生物與食物安全、生物安全和環(huán)境安全等方面的觀點參與轉(zhuǎn)基因生物安全性的討論和交流嘗試調(diào)查當(dāng)?shù)厥袌龅霓D(zhuǎn)基

13、因食物，或農(nóng)村栽培或飼養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因生物舉例說出生物武器對人類的威脅說出能充當(dāng)生物武器的病原體舉例說出生物武器對人類的危害討論生物技術(shù)中的倫理問題舉例說出生物技術(shù)的倫理問題選擇合適的角度，參與生物技術(shù)倫理問題的討論說出我國和國外關(guān)于生物技術(shù)使用的規(guī)定、立場或態(tài)度（2）教學(xué)建議本部分內(nèi)容的教學(xué)主要是要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，加深對轉(zhuǎn)基因生物和生物武器的關(guān)注和認(rèn)識，參與生物技術(shù)的倫理問題的討論和交流。在教學(xué)“關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物安全問題”的內(nèi)容時，教師可通過組織學(xué)生收集資料、討論、交流、辯論等活動，讓學(xué)生充分認(rèn)識轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)帶來巨大成果 的同時，理性看待生物技術(shù)對生物、食物和環(huán)境的影響。在組織學(xué)生參與轉(zhuǎn)基因生物的

14、安全問題討論時，教師可引導(dǎo)學(xué)生在收集資料的基礎(chǔ)上，通過梳理、分析和思 考，形成一定的觀點和證據(jù)后，再展開一定的討論。對“舉例說出生物武器對人類的威脅”等內(nèi)容，教師可以從我國深受侵華日軍細(xì)菌戰(zhàn)災(zāi)難的事實入手，讓學(xué)生認(rèn) 識生物武器對人類的巨大危害。關(guān)于“討論生物技術(shù)中的倫理問題”內(nèi)容，教師首先要組織學(xué)生收集我國和國外有關(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)和生活帶來的變化。6.5 生態(tài)工程（1）學(xué)習(xí)要求具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)知道生態(tài)工程的概念，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀

15、念參觀當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)工程建設(shè)，體驗生態(tài)工程帶來的收益收集當(dāng)?shù)鼗驀鴥?nèi)生態(tài)工程建設(shè)資料為當(dāng)?shù)啬成鷳B(tài)工程建設(shè)寫一份建議或報告簡述生態(tài)工程的原理說出生態(tài)工程與傳統(tǒng)工程的差異簡述生態(tài)工程的主要原理，如物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理等利用生態(tài)工程原理，分析、解釋生態(tài)環(huán)境中出現(xiàn)的現(xiàn)象舉例說出生態(tài)工程的實例收集當(dāng)?shù)鼗驀鴥?nèi)生態(tài)工程的實例就某一生態(tài)工程實例，說出建立生態(tài)工程的原因、建立生態(tài)工程的流程和產(chǎn)生的效益討論生態(tài)工程發(fā)展的前景調(diào)查當(dāng)?shù)啬骋簧鷳B(tài)工程的實施情況（2）教學(xué)建議生態(tài)工程的建設(shè)，在我省各地都是比較常見的，尤其是農(nóng)村學(xué)校，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)生充分體驗到生態(tài)工程的建設(shè)與我們每個人關(guān)系非常密切。有了這份關(guān)注，學(xué)生就會對生態(tài)工程的原理產(chǎn)生濃厚的興趣。關(guān)于對生態(tài)工程的原理的了解，學(xué)生必須具有扎實的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞、