轉(zhuǎn)基因作物與人類教案 高二下學(xué)期生物人教版選修3

課題：《轉(zhuǎn)基因作物與人類的生活》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)內(nèi)容與分析【教材分析】轉(zhuǎn)基因的相關(guān)內(nèi)容是選修三專題四第一節(jié)的內(nèi)容，本課在概述轉(zhuǎn)基因的相關(guān)成果基礎(chǔ)上補(bǔ)充額外的轉(zhuǎn)基因糧食知識(shí)，同時(shí)提出一系列問題，如食用轉(zhuǎn)基因會(huì)不會(huì)對人體造成危害，轉(zhuǎn)基因生物會(huì)不會(huì)對環(huán)境造成危害，同事比較轉(zhuǎn)基因生物和傳統(tǒng)生物之間的區(qū)別。讓學(xué)生能夠從不同的社會(huì)環(huán)境，從多個(gè)角度了解和認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)基因生物，不僅培養(yǎng)了學(xué)生關(guān)注社會(huì)問題的參與意識(shí)，使學(xué)生能夠科學(xué)、理性的發(fā)表自己的看法；同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生分析復(fù)雜的社會(huì)、國際問題，增強(qiáng)愛國精神?！緦W(xué)情分析】本節(jié)授課對象為高二學(xué)生。高二學(xué)生初步對細(xì)胞水平，分子水平的相關(guān)知識(shí)已有一定了解，為理解轉(zhuǎn)基因生物的安全性，和對相關(guān)問題的分析奠定了必要的知識(shí)和能力基礎(chǔ)。高二學(xué)生思維的目的性，連續(xù)性和邏輯性已初步建立，具備了較強(qiáng)的獲取信息能力、邏輯思維和一定判斷能力。三、教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)【教學(xué)目標(biāo)】生命觀念通過轉(zhuǎn)基因的學(xué)習(xí)，簡述與轉(zhuǎn)基因生物有關(guān)的生物學(xué)知識(shí)?？茖W(xué)思維面對自媒體，和社會(huì)關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物以及倫理問題不同的觀點(diǎn)，能夠運(yùn)用已有知識(shí)進(jìn)行辨析。社會(huì)責(zé)任關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物的糧食問題，認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)基因的發(fā)展對社會(huì)發(fā)展的好處。養(yǎng)成關(guān)注社會(huì)問題討論的參與意識(shí)，形成質(zhì)疑，求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，并能以理性的積極態(tài)度關(guān)注問題的解決—通過科技的手段、社會(huì)規(guī)范的建立“趨利避害”?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】（1）對轉(zhuǎn)基因糧食多層面，多角度的關(guān)注。（2）運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)闡述自己的觀點(diǎn)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】：（1）從關(guān)注整個(gè)生物圈的和諧、穩(wěn)定與發(fā)展的高度去審視轉(zhuǎn)基因生物。（2）保證課堂有序進(jìn)行。四、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)導(dǎo)入【情景：中國糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀及問題】思考問題：為什么植物是天然的有機(jī)物制造工廠？教師敘述：1772年美國化學(xué)家Priestley發(fā)現(xiàn)，地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)—光合作用。帶領(lǐng)學(xué)生簡單回顧植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)并說明每個(gè)細(xì)胞器的功能作用。闡述植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、各細(xì)胞器的作用綠色植物的演化歷史指導(dǎo)學(xué)生觀察綠色植物的演化歷史：教師講解：所有綠色植物共享3814基因家族。水生藻類，陸地上植物的由莖/葉分化、維管束產(chǎn)生、種子產(chǎn)生分為苔類，蘚類，石松/真蕨，裸子植物，被子植物聽教師講解，體會(huì)植物的多樣性植物是人類食物的主要提供者【教師講解】盡管全球約有3萬種可食用的植物，但人類僅用了30種養(yǎng)育這個(gè)世界，其中包括五種谷物：水稻（Oryzasativa）、小麥（Triticumaestivumssp.aestivum）、玉米（Zeamays）、高粱（Sorghumbicolor）、粟類，這五種谷物為全球人口提供了總能量的60%。10種作物為人和家養(yǎng)動(dòng)物提供了所消耗食物的95%。教師介紹：植物命名法（1768年，瑞典著名的植物學(xué)家林奈在《自然系統(tǒng)》這本書中正式提出科學(xué)的生物命名法--雙名法。按照雙名法，每個(gè)物種的科學(xué)名稱（即學(xué)名）由兩部分組成，第一部分是屬名，第二部分是種加詞，種加詞后面還應(yīng)有命名者的姓名，有時(shí)命名者的姓名可以省略。）【名詞解釋】馴化：一種文明進(jìn)步行為，是將野生的動(dòng)物和植物的自然繁殖過程變?yōu)槿斯た刂葡碌倪^程。育種：通過創(chuàng)造遺傳變異、改良遺傳特性，以培育優(yōu)良動(dòng)植物新品種的技術(shù)。農(nóng)業(yè)：利用動(dòng)植物的生長發(fā)育規(guī)律，通過人工培育來獲得產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)。聽老師講解，體會(huì)雙名法的意義，了解人類能夠消耗的主要作物。了解相關(guān)概念，明白人類賴以生存的作物由野生植物馴化而來舉例說明【展示圖片】栽培水稻是由普通野生稻馴化而來比較普通野生稻（易落粒，長芒，褐色谷粒）人工馴化培育成栽培水稻（不易落粒，短或無芒，正常谷粒）小米從狗尾草馴化而來8000多年前黃河流域的先民成功地將狗尾草馴化成我們今天吃的小米（谷子）?，F(xiàn)在世界各地栽培小米的野生種就在生長中國黃河流域。千萬不要小看了這個(gè)看似“卑微”的小草。大豆是從野大豆馴化而來野大豆原產(chǎn)中國，是大豆（黃豆）的祖先種,至今已有5000年的種植史。1804年引入美國，美國現(xiàn)已成為世界大豆第一生產(chǎn)大國(2016/17年1.162億噸vs中國2016年1300萬噸)。野大豆被列為國家二級(jí)保護(hù)植物，因?yàn)樗钦滟F的野生植物資源。獼猴桃是從中華獼猴桃培育而來世界上有54種，中國分布52種大多種果實(shí)可食;商業(yè)化栽培僅一種，兩變種：中華獼猴桃,美味獼猴桃;獼猴桃于1904年被引進(jìn)新西蘭，培育出很多品種被新西蘭命名為kiwifruit,獼猴桃現(xiàn)為新西蘭第一大綠色產(chǎn)業(yè)?！厩榫百Y料】新西蘭種植獼猴桃的故事栽培番茄由野生醋栗番茄馴化而來Fw2.2基因變異。番茄的馴化和培育過程中，果實(shí)增大了百倍。番茄起源于南美，由印第安人最先馴化，傳入歐洲，再傳入中國。馬鈴薯源自秘魯南部的野生祖先馴化過程中，塊莖大了幾十倍，形狀也更加規(guī)則，便于食用。玉米的祖先是墨西哥大芻草比較野生玉米在外形上的差異，和種子的差異。甘薯源自中南美的野生祖先哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸后引進(jìn)歐洲；明朝時(shí)期它通過東南亞地區(qū)傳入我國——番薯的“番”字就由此而來。我國現(xiàn)為甘薯的第一生產(chǎn)大國，占世界產(chǎn)量80%。理解教師所講內(nèi)容，并根據(jù)圖片比較野生種和栽培種之間的差異根據(jù)所補(bǔ)充情景資料，培育學(xué)生的愛國精神根據(jù)所展示圖片直觀感受到兩者之間的區(qū)別，并描述數(shù)據(jù)展示1，全世界人口75億，中國以14億（占世界人口的18.8%）。2，中國的耕地面積居世界的第4位，但人均(1.4畝）只占世界平均水平的三分之一，排在世界的第126位以后。3，我國糧食產(chǎn)量占世界的16%，化肥用量占31%（世界平均用量的4倍）。而我國每年農(nóng)藥用量180萬噸，占世界用量（340萬噸）的50%以上，但有效利用率不足30%?！玖挤N培育是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵】作物單產(chǎn)趨勢【我國農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)】單產(chǎn)進(jìn)入平臺(tái)期，通過提高單產(chǎn)滿足糧食的剛性需求農(nóng)藥化肥施用量日益增加，環(huán)境問題凸顯全球氣溫變暖，極端性氣候出現(xiàn)頻率增強(qiáng)理解中國需求量大，但同現(xiàn)實(shí)存在矛盾，且化肥利用率不高，思考有無更好的辦法代替化肥使用。思考討論面臨這些挑戰(zhàn)可以采取那些辦法。發(fā)展轉(zhuǎn)基因作物【提出問題】為什么要發(fā)展轉(zhuǎn)基因作物1.近代/現(xiàn)代育種導(dǎo)致遺傳多樣性減少；2.現(xiàn)代育種主要依賴于經(jīng)驗(yàn)、效率低，新品種培育時(shí)間長（>10年)；3.基于植物分子生物學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的分子育種將大大提高育種水平和效率。【智能育種】依賴表型觀察的經(jīng)驗(yàn)育種—依賴統(tǒng)計(jì)與遺傳實(shí)驗(yàn)育種—分子標(biāo)記與轉(zhuǎn)基因育種—定向基因組選擇、基因編輯與改造育種【轉(zhuǎn)基因技術(shù)改善人類的生活】情景視頻一：雜交水稻之父袁隆平先生談轉(zhuǎn)基因提高食品品質(zhì)舉例黃金大米，轉(zhuǎn)基因土豆，轉(zhuǎn)基因蘋果，紫晶米，蝦青素大米提高農(nóng)作物抗逆性轉(zhuǎn)基因抗蟲植物（引導(dǎo)學(xué)生思考防蟲有哪些方法并辨析其危害？）【bt蛋白】來自蘇云金芽孢桿菌，作為生物殺蟲劑已經(jīng)使用近百年，特異性殺昆蟲（雙翅目、直翅目、膜翅目）所需條件：微堿性環(huán)境；特定蛋白酶激活；特異的受體結(jié)合；對人和動(dòng)物是一種普通蛋白，完全沒有毒性【展示圖片】抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米與正常玉米比較的圖片【與社會(huì)聯(lián)系】非轉(zhuǎn)基因大豆—多數(shù)是假的非轉(zhuǎn)基因花生油—壓根就沒有轉(zhuǎn)基因花生XXX油不含膽固醇—只有動(dòng)物能合成膽固醇，植物不合成（4）拯救植物物種—轉(zhuǎn)基因抗病毒木瓜給予時(shí)間給學(xué)生討論發(fā)展轉(zhuǎn)基因作物的好處了解傳統(tǒng)種植和現(xiàn)代育種、智能育種不同，當(dāng)前育種需要利用科技的發(fā)展思考回答：化學(xué)殺蟲劑：害蟲產(chǎn)生耐受性，殺蟲特異性不高，環(huán)境危害；生物防治：養(yǎng)一些捕食性昆蟲或青蛙等，缺點(diǎn)是見效慢，不易控制提出解決方案：轉(zhuǎn)入抗蟲基因—bt基因思考轉(zhuǎn)基因抗蟲作物vs化學(xué)殺蟲劑體會(huì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)對糧食作物及蔬菜水果的好處四大轉(zhuǎn)基因作物【情景資料1】轉(zhuǎn)基因作物公頃數(shù)趨勢及其他作物所含轉(zhuǎn)基因典型特征【情景資料2】美國是種植轉(zhuǎn)基因植物最多的國家，2017年種植轉(zhuǎn)基因植物7504萬公頃，超過美國全國作物種植面積的59.5%，其中，玉米為3384萬公頃、大豆為3405萬公頃、棉花為458萬公頃美國種植了10種轉(zhuǎn)基因作物，其中99%的甜菜、95%的大豆和93%的玉米都是轉(zhuǎn)基因的2017年美國開始上規(guī)模種植抗褐變的轉(zhuǎn)基因蘋果。美國是轉(zhuǎn)基因食品最多的國家，70%-80%的加工食品含有轉(zhuǎn)基因成分(2013年數(shù)據(jù))，其生產(chǎn)的絕大部分甜菜、80%的玉米以及60%的大豆都是用于其本國消費(fèi)轉(zhuǎn)基因食品既有轉(zhuǎn)基因植物，如西紅柿、土豆、玉米等，也有轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，如魚、牛、羊等【情景資料3】2017年中國糧食累計(jì)進(jìn)口13062萬噸，轉(zhuǎn)基因大豆累計(jì)進(jìn)口9553萬噸；轉(zhuǎn)基因玉米累計(jì)進(jìn)口283萬噸2018年我國累計(jì)進(jìn)口谷物及谷物粉2046萬噸，2018年累計(jì)進(jìn)口轉(zhuǎn)