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1、现代生物科技专题 教学指导意见解读,现代生物科技专题的主要内容与特点 现代生物科技专题的学习意义与价值 现代生物科技专题的高考大纲 现代生物科技专题的高考命题特点 现代生物科技专题的教学要求与建议,选修模块：满足学生多样化发展,课标指出：“选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的，有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。”拓展、增进、提高是分别针对三个不同选修模块的教育价值和对应的学生群而言的。这使选修模块内容的总体涵盖面较宽，又避免了专业化的倾向。学生在修完必修模块的基础上，根据自己的兴趣和志向，选择学习内容(允许零选择、选部分或全选
2、)，以便为今后选择学习方向和择业打下基础。 在必修部分，知识体系是生物科学的逻辑框架，技术教育渗透在科学教育的主题之中；在选修部分，生物技术则是三个选修模块的核心主题，主要内容都是围绕生物技术展开的。,现代生物科技专题模块的内容,基因工程 克隆技术 胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题 生态工程,本模块内容的主要特点,以专题的形式呈现课程内容本模块的课程内容是以专题的形式出现的，各专题之间不追求知识的内在联系。教学中可以不用追求知识的系统化，而是可以根据选修学生的特点，选择能够更好地有利于学生的发展、社会需要、生物科学发展的学习内容。就学生的发展来说，应当研究高中学生学习生物科学的心理特征和认
3、知规律，要了解哪些内容是学生乐于学习的，哪些内容对这部分学生的终身学习和发展有较高的价值。专题是按照从微观到宏观顺序来安排的。由于基因工程是现代生物技术的核心内容，课标首先介绍基因工程的原理及应用，先从基因水平介绍生物工程，然后再从细胞水平和组织水平介绍体细胞克隆技术和胚胎移植与分割技术，讲述细胞工程和胚胎工程的原理、方法和应用前景，最后从生态水平介绍生态工程。,注意技术的原理与应用的结合本模块是以生物技术中四大工程为主体设计的。从内容标准的要求可以看出，没有以各生物技术的操作方法为重点，而是侧重于技术的生物学原理介绍，从中贯穿一些生物学的基本知识。这实际上就是强调了知识的运用，强调了各项知识
4、(包括事实、规律、原理、方法等)在现实生活和社会中的应用范围和应用实例，从而使学生更加深刻地理解所学内容的生活意义和社会意义。如在基因工程中要求简述基因工程的原理、举出基因工程的实例；在生态工程中要求简述生态工程的原理、举出生态工程的实例，等等。,以高科技的内容为主本模块属于高科技内容，介绍了基因工程、细胞工程、胚胎工程和生态工程等四项目前普遍受到人们关注的生物工程技术。由于实验操作技术复杂(如需专业技术人员)，实验的条件较高(如需要精密仪器、需要较多的资金投入等)，限于学校的教学条件，内容标准中没有安排实验内容，仅在活动建议中列出了“DNA的粗提取和鉴定”的实验和一些搜集和分析有关资料，交流
5、或讨论有关生物技术中热点问题等的活动，如“讨论克隆技术的社会意义”、“搜集与交流生物技术研究与开发的有关政策和法规”等。,强调科技对社会的“双刃剑”作用科学技术的迅速发展像一把双刃剑，既为造福于人类开辟了广阔的前景，也带来了危及地球生命和人类社会的“全球问题”，它深刻地反映了科学与价值的矛盾。科学技术能否造福于人类，关键取决于掌握科学技术的人，取决于人们对科学技术应用的合理控制。“全球问题”不仅是自然问题、科学技术的问题，而且是一个社会问题，需要依赖国内的社会环境和国际环境的共同作用才能得到合理解决。无论是转基因技术还是克隆技术都有安全性问题，同时也会带来一系列伦理道德的问题。基于这种认识，在
6、课标中除了介绍生物技术在推进社会发展中的积极作用外，还有责任讨论它可能带来的负面影响，为此，特意单独设立了一个“生物技术的安全性和伦理性问题”的主题，专门来探讨相关问题。,本模块在高中生物课程中的价值、地位,本模块以专题的形式着重介绍现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势与应用前景，以开拓学生视野，增强学生的科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为适应现代生活和进一步学习现代生物学奠定基础。 浙江省把现代生物科技专题模块定为选修A，即列入高考命题范围的模块，是报考一、二类的侧理学生限定选修内容。,本模块的学习意义与价值,开拓视野，为进一步学习现代生物科学奠定基础通过
7、“生物科技专题”的学习，将涉及到许多现代生物科学的理论研究成果，特别是与生物技术发展相关的理论基础。如基因工程操作必须理解DNA的理化性质、DNA在体内复制和体外扩增原理、基因重组、遗传信息的流动和基因表达的机制；克隆技术会涉及细胞的全能性、细胞的分化和脱分化机制、细胞的核、质相互作用等原理；胚胎工程会涉及精子和卵细胞发生过程及其激素调节、受精作用机制及胚胎发育过程。生态工程所涉及的相关原理更多，其中有系统论、生物间的共生、抗生理论、生物多样性及食物链理论，等等。它不仅丰富了必修模块所学的知识，还可以让学生进一步了解现代生物科学技术一些重要领域的研究热点和发展趋势，开拓学生视野，为以后进一步学
8、习现代生物学奠定基础。,增强科技意识，激发热爱生物科学的情感 通过“生物科技专题”的学习，学生将进一步认识科学与技术之间的关系，了解研究生物科学的重大意义，激发探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为规划人生提供帮助。“人类基因组计划”的实施和深入发展，将有可能从更深层次上了解人体生长、发育、正常生理活动以及各种疾病的病因和发病机理，并为医学提供防治策略、途径和方法。“水稻基因组计划”的顺利开展，对21世纪农业的发展，解决粮食问题，将产生巨大的影响。通过基因重组技术，PCR技术、DNA和蛋白质序列分析技术、分子杂交技术、细胞和组织培养技术、细胞融合技术、核移植技术等等，促进了基因工程、蛋白质工程、
9、细胞工程、发酵工程、酶工程、染色体工程、组织工程、胚胎工程等生物工程的诞生与发展，已在工业、农业、医疗卫生和环境保护等方面得到了广泛应用，并取得了突破性进展。,提高对科技进步与社会发展关系的认识，以适应现代社会和生活 20世纪70年代，对人类生活和经济活动产生深刻影响的重组DNA技术和淋巴细胞杂交瘤技术的突破，带动了生物技术的迅猛发展，初步形成了一个全新的现代生物技术群及新兴产业。20世纪90年代，克隆羊多莉诞生、体细胞克隆技术的突破、DNA扩增PCR技术等进一步推动了生物技术革命性的发展。现代生物技术已经成为人类认识和改造自然界，克服自身所面临的人口膨胀、粮食短缺、环境污染、疾病危害。能源和
10、资源匾乏、生态平衡破坏及生物物种消亡等一系列重大问题的可靠手段和工具。生物技术的发展有利于解决粮食等涉及国家经济安全的问题，改善广大群众的健康状况、提高生活质量，促进那些高污染、高耗能的传统产业改造和产业升级，带动有效需求、产生新的经济增长点。 面对新技术革命的今天，让学生初步了解现代生物科技研究的进展和展望，以及对现代社会和生活的影响，对他们直面人生，发展批判性思维，提高辨别是非和决策能力，以适应现代社会和生活是非常有益的。,本模块课程内容的学习要求,由于受学时数的限制，本模块只确定了当今人们普遍关注的生物技术中的四项工程技术，它们与当今农业、工业、医疗事业紧密相关的工程技术，而且是前沿技术
11、。本模块中有不少内容涉及了当今社会人们普遍关注的热点问题，如转基因生物(食品)的安全性、克隆动物的利与弊、生物武器对人类的威胁等。 由于本模块安排的学习内容都是高新技术内容，但高中阶段的学习毕竟不是专业教育，选修课程仍然是高中生物课程不可分割的一部分，是对必修课程的有益补充，仍然是一个普通公民生物科学素养的养成教育。因此，在生物技术的理论原理的学习上，不必追求完整深刻，在具体的操作技术上只需一般了解即可。,2008年新课程标准生物科考试大纲,本模块的高考试题分析,山东理综卷（选做题8分）： 35.为扩大可耕地面积，增加粮食产量， 黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关 注。我国科学家应用耐盐基因培
12、育出了 耐盐水稻新品系。 获得耐盐基因后，构建重组DNA分子 所用的限制性内切酶作用于图中的 a 处，DNA连接酶作用于 a 处（填“a”或“b”） 。 将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 基因枪法（花粉管通道法）法。 由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 植物组织培养 技术，该技术的核心是 脱分化 和 再分化 。 为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 耐盐基因（目的基因）做探针进行分子杂交检测，又要用 一定浓度的盐水浇灌（移植到盐碱地中）方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,宁夏理综卷（选做题15分） 38、回答下列有关动物细胞培养的问题
13、 在动物细胞培养过程中。当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 相互接触 时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 接触抑制 。此时，瓶壁上形成的细胞层数是 单层（或一层）。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是胰蛋白酶。 随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 衰老甚至死亡 现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 不死性 细胞，该种细胞的黏着性降低 ，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 减少 。 现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是 由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活
14、细胞不能着色（或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色）。 检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到 中 期的细胞用显微镜进行观察。 在细胞培养过程中，通常在 冷冻（或超低温、液氮）条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中 酶 的活性降低，细胞 新陈代谢 的速率降低。 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作 抗原 进行攻击。,2008年海南生物卷（选考题18分） 25某二倍体植物是杂合体，图为其花 药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养 产生完整植株的过程。据图回答： （1）图中表示的是该花粉培养过程中的脱
15、分化过程，表示的是再分化过程，X代表的是胚状体，表示的是分化（或发育） 过程，表示的是诱导生根过程。 （2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中激素的种类及其浓度配比，最后获得的来源于为成熟花粉的完整植株都称为单倍体 植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟花粉具有细胞的全能性。 （3）对植株进行染色体加倍，才能使其结实产生后代（乙），否则植株甲只有通过无性生殖的方式才能产生后代（丙）。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是乙植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为一种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为多种。花药培
16、养在育种上的特殊意义是缩短育种周期，从而开辟育种新途径。,26图为某种质粒表到载体简图，小箭头所 指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶 切位点， ampR为青霉素抗性基因，tctR 为四环素抗性基因，P启动子，T为终止子， ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有 包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。 据图回答： （1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有目的基因载体连接物、载体载体连接物、 目的基因目的基因连接物三种 。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行分离纯化。 （2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是载体载体连接物 ；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是目的基因-载体连接物、载体-载体连接物。 （3）在上述实验中，为了防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是启动子 mRNA 。 （4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是 EcoRI和BamHI,
