《現(xiàn)代生物科技專題》2課件

普通高中課程標準（實驗）選修3

《現(xiàn)代生物科技專題》的教學思考與建議

本模塊教材的特點：1、技術流程及細節(jié)較多2、涉及到較多的討論和辯論活動3、各章之間的知識難度相差較大

課標要求：通過本模塊的學習，可以讓學生開拓視野，增強科技意識，激發(fā)探索生命奧秘和熱愛生物科學的情感，為進一步學習現(xiàn)代生物學奠定基礎。

模塊解讀具體的內(nèi)容標準要求（見教學目標列表）討論1項（經(jīng)歷）。關注2項（認同）;舉例說出6項（了解水平）；簡述8項;本模塊教材內(nèi)容：

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

課程標準中有關現(xiàn)代生物科技專題的核心知識關系

例1:胚胎工程-“受精階段”內(nèi)容標準具體要求目標層次簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程舉例說出受精作用的幾個必要階段P64了解例2：胚胎的早期培養(yǎng)過程不必掌握，只要求學生理解體外受精時還需要對精子進行處理、卵細胞的獲取還需要一定的方法。P73本模塊的教學建議1.認真研讀課標，把握難度要求。

2、重視基本概念和原理的教學，把握好基礎性,避免教學變成泛泛的科普介紹或資料的搜集和瀏覽活動。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

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、通俗生動地呈現(xiàn)給學生。

如結合教材中“重組DNA分子的模擬制作”，幫助學生準確理解限制酶的切割部位和DNA連接酶的連接部位，理解兩種酶的作用。

4、重視圖片和流程圖的學習，多問學生為什么，加強理解和記憶。例：單克隆抗體的制備

借助于流程圖：既要關注宏觀步驟，也要關注對一些重要步驟的解讀和理解。

5、注意建立起各模塊相關知識間的聯(lián)系，以達到知識的融匯貫通、加強知識的理解與應用。

例如，在結合細胞結構和功能、細胞的全能性和分化、基因突變及其他變異在育種中的應用以及內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)等知識基礎上進行細胞工程的學習。

6、在教學中，要注意不同知識的比較與綜合。

例如，比較DNA聚合酶和DNA連接酶的異同；分析基因工程與蛋白質工程的差異；細胞工程中植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的區(qū)別與聯(lián)系，動物細胞培養(yǎng)與體細胞克隆的區(qū)別與聯(lián)系，植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)條件的區(qū)別；胚胎工程中精子和卵子的產(chǎn)生過程的比較等。

7、充分利用活的教學資源和多媒體的教學手段。

活的教學資源是指實際生活中的鮮活實例，例如克隆羊“多莉”、轉基因大豆等；多媒體的教學手段是指利用多媒體展示圖片、播放有關的影像資料和一些動態(tài)的操作過程，例如播放植物組織培養(yǎng)過程的錄像。

9、要結合高考要求，強化有效訓練和階段性考試。可以從各種資源中精選習題，或者改編、自編。這些習題必須包括知識間的內(nèi)在聯(lián)系，突出理論聯(lián)系實際，以提高學生綜合運用知識的能力。各個專題具體的教學

策略和教學活動建議：

專題1基因工程

本專題以講授、啟發(fā)式引導為主

這部分內(nèi)容要求在必修課有關基因工程的基礎上，理解基因工程的基本原理和技術流程，關注基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境保護等方面的廣泛應用及其發(fā)展前景，關注蛋白質工程的原理。其中基因工程的原理及其操作程序、基因工程的應用、蛋白質工程的原理是本專題教學的重點內(nèi)容。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核苷酸連接到核酸片段上;以一條DNA鏈為模板,形成互補的DNA鏈。DNA連接酶將兩個DNA片段連接形成磷酸二脂鍵；將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，不需要模板。新舊知識聯(lián)系，提出問題:DNA復制時需要哪些酶?標記基因抗四環(huán)素的基因抗氨芐青霉素的基因特定顏色的基因四環(huán)素氨芐青霉素4.標記基因的作用及其應用習題:已知標記基因有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素的基因,現(xiàn)探討某細菌的質粒中有無標記基因或標記基因是什么?請設計實驗、預期實驗結果，并得出相應的實驗結論對照組：不添加抗生素實驗組1：添加一定濃度的四環(huán)素實驗組2：添加一定濃度的氨芐青霉素實驗組3：添加一定濃度的四環(huán)素和氨芐青霉素對照組實驗組1實驗組2實驗組3結論預期一++++既含有抗四環(huán)素基因也含有抗氨芐青霉素基因預期二++——只含有抗四環(huán)素基因預期三+—+—只含有抗氨芐青霉素基因預期四+———既不含有抗四環(huán)素基因也不含有抗氨芐青霉素基因問題：為什么課標中為”克隆技術”，而教材中為”細胞工程”?基因工程克隆技術細胞工程胚胎工程生態(tài)工程原因1：

克?。嚎寺∈怯⑽腸lone一詞的音譯，就是指無性繁殖?？寺∫辉~常用于分子、細胞水平的描述。一般認為生物學上有三個層次的克隆：分子水平的克?。海康模┗蚩寺　CR技術植物細胞克?。航M培獲得愈傷組織細胞水平的克隆動物細胞培養(yǎng)動物細胞的克隆單克隆抗體的制備植物組織培養(yǎng)個體水平的克隆動物克隆（核移植技術）克隆克隆技術（cloning）是指從眾多的基因或細胞群體中通過無性繁殖和選擇目的基因或特定類型細胞的技術的操作。原因2：

在教學中，要注意不同知識的比較與綜合，如植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的區(qū)別與聯(lián)系，動物細胞培養(yǎng)與體細胞克隆的區(qū)別與聯(lián)系，植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)條件的區(qū)別等。對克隆技術的原理不必講解得過深，對克隆技術的操作不必介紹得過細。

教師要充分利用相關科學史，實現(xiàn)教學中的情感目標。如在進行克隆技術的專題講座前，可讓學生搜集有關動物體細胞核移植進行克隆動物的歷史、成就，以及克隆動物的安全性和倫理性問題等資料。通過科學實例，拓展學生的視野，激發(fā)求知熱情，從中得到啟迪而產(chǎn)生科學暢想，并進一步培養(yǎng)學生認識、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等。

教師可通過設計啟發(fā)性問題來引導學生聯(lián)系學過的知識進行技術流程的學習，做到擴展和深化。

如“植物組織培養(yǎng)技術”的教學，展示必修1中胡蘿卜細胞組織培養(yǎng)的示意圖和文字流程，同時提出問題（1）離體的器官、組織或細胞如果不進行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植株？（2）決定植物細胞脫分化、再分化的關健因素是什么？（3）在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作？如何進行消毒、滅菌？（4）脫分化和再分化需要的營養(yǎng)物質、激素和光照條件有何異同？為什么？（5）表現(xiàn)出細胞的全能性的階段是什么？這些問題可引導學生在原有知識基礎上做進一步的思考。

又如，動物細胞工程的教學植物細胞和動物細胞培養(yǎng)的比較細胞株、細胞系愈傷組織或植物體培養(yǎng)結果獲得細胞或細胞分泌蛋白快速繁殖、培育無病毒植株培養(yǎng)目的（應用）葡萄糖、動物血清蔗糖、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)基性質細胞有絲分裂細胞的全能性及有絲分裂原理動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)比較項目體細胞核移植過程流程圖(幫助理解原理)教學策略：P481、從宏觀的角度理解技術流程2、從微觀的角度理解操作原理(1)為什么不直接用體細胞，而要形成重組細胞？(2)產(chǎn)下的小牛的遺傳物質有何特點，性別有何特點？專題3胚胎工程編寫特點：1、技術細節(jié)較多、較細2、與生產(chǎn)實踐聯(lián)系較緊密受精作用（受精階段）體外培養(yǎng)的具體細節(jié)胚胎早期培養(yǎng)的生產(chǎn)流程胚胎移植的基本程序

本專題是在動物生殖與發(fā)育的基礎上，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，關注胚胎工程在生物學基礎研究、醫(yī)療、畜牧業(yè)等方面的應用及其發(fā)展前景，關注胚胎干細胞的研究對人類社會發(fā)展的影響。這部分內(nèi)容對教師和學生來說比較陌生，因此教師要注重從學生已有的生活經(jīng)驗和理論基礎出發(fā)，激發(fā)學生的學習興趣。

第一節(jié)是學習本專題的基礎，教師要重點闡述精子和卵的發(fā)生過程、受精過程；對哺乳動物的早期胚胎發(fā)育，教師不僅要簡述其過程，更要突出卵裂期的特點（包括細胞分裂方式、細胞總體積的變化、每個細胞體積變化、細胞內(nèi)總DNA量變化和有機物總量的變化等）、桑椹胚細胞的全能性以及囊胚內(nèi)細胞團的分化能力。

第二節(jié)的學習，可以試管嬰兒的資料引入，并讓學生根據(jù)資料思考有關問題，這樣就會很自然地引入體外受精的學習。本節(jié)內(nèi)容圖文并茂，可以讓學生通過閱讀來學習，教師只需做簡單的說明和總結。

第三節(jié)的教學，是在第二節(jié)的基礎上，可以以問題：“當我們在體外獲得了早期胚胎，下一步應怎樣做才能得到幼體呢?”引入，結合教材插圖介紹胚胎移植的定義、現(xiàn)狀和意義；結合教材討論題幫助學生理解胚胎移植的生理學基礎。關于胚胎分割的教學，讓學生閱讀教材后討論問題，如（1）什么是胚胎分割？（2）來自同一胚胎的后代性狀一樣嗎？為什么？（3）對囊胚進行分割要注意什么？為什么？（4）為什么說胚胎分割技術也是動物克隆方法之一?最后，讓學生通過各種媒介收集有關胚胎干細胞的資料（課后完成），在課堂上以小組形式進行匯報和交流。（一）、重視必修與選修之間的內(nèi)在聯(lián)系的知識（二）、不要過分關注于技術細節(jié)，而應從技術流程中尋找關鍵環(huán)節(jié)和問題子P65從流程中尋找重點問題：1、受精作用分為哪幾步？2、頂體是由什么細胞器形成的？頂體酶的作用是什么？3、卵黃膜怎樣阻止其他精子進入？4、精子進入卵細胞時卵細胞處于分裂的什么時期？例3胚胎移植的基本程序P76問題：為什么要進行胚胎移植？（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行配種或人工授精形成胚胎2、收集胚胎并進行質量檢查1、移植于受體母牛2、產(chǎn)下優(yōu)良的小牛（三）淡化實踐操作的細節(jié)，注重于基本原理和程序的理解專題4生物技術的安全性和倫理問題

讓學生了解在生命科學發(fā)展過程中所引出的種種倫理、社會和法律問題。在學生已有的生命科學基礎知識之上，引導學生對科技成果的應用進行正確的思考。要讓學生了解，由于個人所處的社會在政治制度、經(jīng)濟發(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，就會產(chǎn)生出不同價值觀。這樣，對于生命科學中同一個倫理、社會或法律問題，在不同社會中不僅會有不同的看法，而且還會引導出截然不同的社會措施、政策和法規(guī)。對于中國來說，所有的判斷和所立的法規(guī)，都必須符合自己的國情，符合國家的最高利益：既要有利于中國科學家占領科學研究制高點、有利于國家科學技術的繁榮，又要有利于促進國家經(jīng)濟的發(fā)展。設置本專題的意義：

關于“討論生物技術中的倫理問題”內(nèi)容，教師首先要組織學生收集我國和國外有關的法律和法規(guī)，這樣可以豐富討論的內(nèi)容。此外，教師可利用當?shù)氐馁Y源，安排一定的時間，組織學進行轉基因生物或轉基因食物的調(diào)查，由此讓學生深切感受生物技術給人類的生產(chǎn)和生活帶來的變化。舉出事例，引出話題討論現(xiàn)象，發(fā)表看法閱讀教材，熟悉觀點分析觀點，展開討論保留意見，形成共識總的教學策略專題5生態(tài)工程

生態(tài)工程的建設，在我市各地都是比較常見的，這部分的教學資源十分豐富。本專題的教學，教師可以組織學生收集當?shù)厣鷳B(tài)工程建設或生態(tài)工程的范例，讓學生充分體驗到生態(tài)工程的建設與我們每個人關系非常密切。有了這份關注，學生就會對生態(tài)工程的原理產(chǎn)生濃厚的興趣。

關于對