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1、选修3 现代生物科技专题一、本模块目标概述 本模块的内容包括基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全和伦理问题、生态工程五部分，与选修2相比，本模块以专题的形式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。通过本模块的学习，可以让学生开拓视野，增强科技意识，激发探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为进一步学习现代生物学奠定基础。根据“内容标准”，本模块的知识性目标以了解水平为主，情感性目标以经历（感受）水平为主，技能性目标体现在活动建议中，主要是参观、调查、资 料收集等。教学以专题讲座和学生讨论为主。由于课程内容多属于生物科学前沿领域，进展迅速，教学过程中需要及时补充最
2、新进展的资料，学生活动以搜集资料和 讨论为主。鉴于课程标准中的目标要求大多是了解水平，教学中要避免教学内容过深过专。二、学习要求与教学建议6.1 基因工程（1）学习要求具体内容标准学习要求简述基因工程的诞生说出基因工程的概念简述基因工程的诞生历程认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新简述基因工程的原理及技术分析基因工程研究的理论基础说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用简述基因工程基本操作程序的四个步骤简述目的基因的获得、运载体的构建、目的基因的导入与检测等常用的方法及其基本原理举例说出基因工程的应用举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景关注基因工程的
3、发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高简述蛋白质工程举例说出蛋白质工程崛起的缘由简述蛋白质工程的原理通过讨论、进展追踪等活动，提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。（2）教学建议本部分内容要求在必修课有关基因工程的基础上，理解基因工程的基本原理和技术流程，关注基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景，关注蛋白质工程的原理。其中基因工程的原理及其操作程序、基因工程的应用、蛋白质工程的原理是本专题教学的重点内容教学中要重视设计问题情境，积极引导学生在思索和探究中学习新知识。例如，通过大肠杆菌生产出胰岛素、酵母菌生产乙肝疫苗、牛的乳腺生物反应器 制造出蛋白质类药物、植物
4、体内含有了某种药物蛋白等内容激发学生对基因工程原理、基本操作及其应用前景产生探索的欲望，并展开丰富的联想。在分析基因工程 表达产物时，可通过天然蛋白质是不同生物在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要等问题，分析蛋白质工程的诞生及原理。按照循序渐进的原则，要重视调动学生已有的知识经验。理解两种工具酶的功能，理解基因工程原理及操作程序，都必须重温DNA的结构、复制及遗传 信息的传递等基础知识。学习基因工程应用时，应联系基因与性状的关系，联系抗原、抗体、激素、某些营养品的化学本质及功能。比较转基因动物培育过程及转基 因植物的培育过程时，应联系细胞的全能性、动植物细胞全
5、能性的差异、动物细胞工程、植物细胞工程等相关内容。在教学“基因工程的操作程序及基因工程的应用”这部分内容时，可将相关应用进行简单的分类，如培育转基因微生物、转基因植物、转基因动物、转基 因细胞等，在理解一般操作程序的基础上，分析差异及其原因。蛋白质工程是基因工程的延伸和发展，教学中应重视分析基因工程与蛋白质工程的差异，结合蛋白质 的结构、蛋白质的合成等基础知识，加强对蛋白质工程原理的理解。充分利用图片、动画等直观教学手段，结合动手实际操作，准确理解限制酶的切割部位和DNA连接酶的连接部位，理解“黏性”的内涵；利用多媒体教学课件，模拟演示基因工程操作技术的连续性和过程性，展示蛋白质结构的多样性与
6、特异性等。此外，要重视本专题与生产生活实际的联系，关注基因工程的发展。基因工程的产品早就渗入我们的生活，通过“观看基因工程的影像资料”、“调查基 因工程产品在社会中的应用情况，讨论转基因生物的利与弊”等活动，既加深了基因工程的操作程序及其应用的理解，又提高学生收集资料、处理资料、撰写专题综 述报告的能力。6.2克隆技术（1）学习要求具体内容标准学习要求简述植物的组织培养说出细胞全能性的含义及其在植物组织培养中的应用尝试进行植物组织培养,体验植物组织培养技术简述植物体细胞杂交技术列举植物细胞工程的实际应用简述动物的细胞培养与体细胞克隆简述动物细胞培养的过程、条件及其应用简述克隆动物的概念和原理简
7、述体细胞核移植技术和体细胞克隆及其应用前景，关注体细胞克隆技术的安全性和伦理性问题举例说出细胞融合与单克隆抗体简述动物细胞融合的方法和过程说出单克隆抗体的制备过程及其应用认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系关注细胞工程研究的发展和应用前景。（2）教学建议本部分内容是从细胞水平和分子水平了解植物细胞工程和动物细胞工程。细胞的全能性是植物细胞工程的基础，植物组织培养技术是植物细胞工程的基本 技术手段，是植物体细胞杂交与单倍体育种的基础。动物细胞培养技术是体细胞克隆、细胞融合与单克隆抗体等技术手段的基础。本部分内容以必修1中的细胞学、 必修2中的遗传学以及必修3中的内环境与稳态等知识为基础，为
8、后面“胚胎工程”、“生物技术的安全性和伦理问题”的学习打下基础，共同构成一个相对完整的 知识体系。在教学中，要注意不同知识的比较与综合，如植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系，动物细胞培养与体细胞克隆的区别与联系，植物组织培养与动物细胞培养条件的区别等。对克隆技术的原理不必拓展得过深，对克隆技术的操作不必介绍得过细。教师要充分利用相关科学史，实现教学中的情感目标。例如，在进行克隆技术的专题讲座前，可让学生搜集有关动物体细胞核移植进行克隆动物的历史、 成就，以及克隆动物的安全性和伦理性问题等资料。通过科学实例，拓展学生的视野，激发求知热情，从中得到启迪而产生科学畅想，并进一步培养学生认识、分
9、析 和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等。在教学中，教师还应充分利用其他课程资源。例如，可以组织学生到附近高校参观克隆技术的实验室，增强感性认识。也可以邀请克隆技术的研究专家到学校作专题报告，以丰富这部分的教学内容，开拓学生眼界，拓宽知识领域，全面提高学生的生物科学素养。6.3 胚胎工程（1）学习要求具体内容标准学习要求简述动物胚胎发育的基本过程说出受精作用的概念简述动物早期胚胎发育的基本过程简述胚胎工程的理论基础简述生殖细胞的形成过程说出获取动物胚胎的一般方法简述动物早期胚胎培养常用的方法及其基本原理说出胚胎移植技术的概念及其应用认同理论和技术的发展对胚胎工程的影响举例说出胚胎干细胞的移
10、植举例说出胚胎干细胞的移植在基础生物学研究、医疗、畜牧业等方面的广泛应用及其发展前景关注胚胎干细胞的研究对人类社会发展所带来的影响举例说出胚胎工程的应用举例说出胚胎工程在畜牧业、医学实践等领域的应用认同胚胎工程的发展对生产力的促进作用收集胚胎工程研究和发展方面的资料，提高自己对信息的收集处理以及对问题的探究能力。（2）教学建议本部分内容的教学要求是在动物生殖与发育的基础上，了解动物早期胚胎发育的规律，理解胚胎工程的操作流程，关注胚胎工程在生物学基础研究、医 疗、畜牧业等方面的应用及其发展前景，关注胚胎干细胞的研究对人类社会发展的影响。其中胚胎工程的理论基础和操作流程、胚胎工程的应用以及对人类社
11、会的发 展所产生的影响是本专题教学的重点内容。在教学中，要从学生已有的生活经验和理论基础出发，激发学生的学习兴趣。胚胎工程是生物技术四大工程之一，在内容的呈现方式上侧重于与技术相关 的生物学基本原理，在此基础上贯穿相关的生物学基础知识。本部分内容的教学应侧重于胚胎工程的理论基础以及胚胎工程的应用前景，对胚胎工程的操作技术可以 从简，只让学生作为一般性的了解。同时，在教学过程中还应通过收集胚胎工程方面的相关资料，组织形式多样、内容丰富的讨论，让学生对胚胎工程的研究和发展 有进一步的了解，关注胚胎工程特别是胚胎干细胞研究对人类生产生活产生的正负面影响。要充分利用课程资源，通过介绍我国科技工作者在胚
12、胎工程领域的研究成果，激发学生爱祖国、爱科学的思想情感，对学生进行卓有成效的情感态度价值 观的教育。有条件的学校可组织学生到有关研究单位或工厂参观胚胎工程研究实验室或生产车间，请有关胚胎工程技术研究专家做专题报告，到附近的畜牧养殖农场 进行访问、调研等活动，以开拓学生视野，拓宽知识领域，全面提高学生的科学素养。6.4 生物技术的安全性和伦理问题（1）学习要求具体内容标准学习要求关注转基因生物的安全问题收集我国转基因食物安全性的监控和预防措施等方面的资料举例说出转基因生物技术成果的实例简述转基因生物与食物安全、生物安全和环境安全等方面的观点参与转基因生物安全性的讨论和交流尝试调查当地市场的转基因
13、食物，或农村栽培或饲养的转基因生物举例说出生物武器对人类的威胁说出能充当生物武器的病原体举例说出生物武器对人类的危害讨论生物技术中的伦理问题举例说出生物技术的伦理问题选择合适的角度，参与生物技术伦理问题的讨论说出我国和国外关于生物技术使用的规定、立场或态度（2）教学建议本部分内容的教学主要是要求学生通过学习，加深对转基因生物和生物武器的关注和认识，参与生物技术的伦理问题的讨论和交流。在教学“关注转基因生物安全问题”的内容时，教师可通过组织学生收集资料、讨论、交流、辩论等活动，让学生充分认识转基因生物技术带来巨大成果 的同时，理性看待生物技术对生物、食物和环境的影响。在组织学生参与转基因生物的安
14、全问题讨论时，教师可引导学生在收集资料的基础上，通过梳理、分析和思 考，形成一定的观点和证据后，再展开一定的讨论。对“举例说出生物武器对人类的威胁”等内容，教师可以从我国深受侵华日军细菌战灾难的事实入手，让学生认 识生物武器对人类的巨大危害。关于“讨论生物技术中的伦理问题”内容，教师首先要组织学生收集我国和国外有关的法律和法规，这样可以丰富讨论的内容。此外，教师可利用当地的资源，安排一定的时间，组织学进行转基因生物或转基因食物的调查，由此让学生深切感受生物技术给人类的生产和生活带来的变化。6.5 生态工程（1）学习要求具体内容标准学习要求关注生态工程建设知道生态工程的概念，树立可持续发展的观念
15、参观当地生态工程建设，体验生态工程带来的收益收集当地或国内生态工程建设资料为当地某生态工程建设写一份建议或报告简述生态工程的原理说出生态工程与传统工程的差异简述生态工程的主要原理，如物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等利用生态工程原理，分析、解释生态环境中出现的现象举例说出生态工程的实例收集当地或国内生态工程的实例就某一生态工程实例，说出建立生态工程的原因、建立生态工程的流程和产生的效益讨论生态工程发展的前景调查当地某一生态工程的实施情况（2）教学建议生态工程的建设，在我省各地都是比较常见的，尤其是农村学校，这部分的教学资源十分丰富。本专题的教学，教师可以组织学生收集当地生态工程建设 或生态工程的范例，让学生充分体验到生态工程的建设与我们每个人关系非常密切。有了这份关注，学生就会对生态工程的原理产生浓厚的兴趣。关于对生态工程的原理的了解，学生必须具有扎实的生态系统结构、生态系统能量流动和物质循环、生态系统信息传递、生态系统稳定性等方面的知识。 学生对这些内容的学习间隔时间较长，因此，在教学时，教师应注意有机结合相应的生态系统方面的知识。生态工程的实例较多，教师除了要帮助学生分析教材列举 的实例外，也要积极引导学生去关心身边的实例，使所学到的知识真正能够与具体实践相结合，体验到生态工
