生物：现代生物科技专题课件(新人教版选修3)

1、普通高中生物课程标准（实验）选修3 现代生物科技专题现代生物科技专题的教学思考与建议的教学思考与建议 本模块教材的特点：本模块教材的特点：1 1、技术流程及细节较多、技术流程及细节较多2 2、涉及到较多的讨论和辩论活动、涉及到较多的讨论和辩论活动3 3、各章之间的知识难度相差较大、各章之间的知识难度相差较大 课标要求：课标要求： 模块解读模块解读具体的内容标准要求具体的内容标准要求（见教学目标列表）（见教学目标列表） 讨论讨论1 1项项（经历）（经历） 。关注关注2 2项项（认同）（认同） ; ;举例说出举例说出6 6项项（了解水平）；（了解水平）；简述简述8 8项项; ;教学中需要注意把握难

2、度，避免讲得教学中需要注意把握难度，避免讲得过深过细过专过深过细过专，不必要地增加学生的学习负担，不必要地增加学生的学习负担。本模块教材内容：本模块教材内容： 包括基因工程、克隆技术、包括基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全和伦胚胎工程、生物技术的安全和伦理问题、生态工程五部分。理问题、生态工程五部分。本模块是以专题形式介绍现本模块是以专题形式介绍现代生物科学和技术中一些重要领代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势与应用域的研究热点、发展趋势与应用前景。前景。 内容标准内容标准具体要求具体要求目标目标层次层次简述简述动物胚胎发育的动物胚胎发育的基本过程基本过程举例说出举例说

3、出受精作用的几个受精作用的几个必要必要阶段阶段p64了解了解例例2：胚胎的：胚胎的早期培养早期培养过程不必掌握，只要求学生理解体外受精时还需要对精子进行处理、卵细胞的获取还需要一定的方法。p73本模块的教学建议本模块的教学建议1.1.认真研读课标，把握难度要求。认真研读课标，把握难度要求。 2 2、重视基本概念和原理的教学，把重视基本概念和原理的教学，把握好基础性握好基础性, ,避免教学变成泛泛的科普介避免教学变成泛泛的科普介绍或资料的搜集和浏览活动。绍或资料的搜集和浏览活动。本模块教材中的一些重要的基本原理：基因工程的基本原理植物组织培养的基本原理胚胎工程的基本原理单克隆抗体生产的基本原理生

4、态工程的基本原理 3、有些内容较难理解，教师有些内容较难理解，教师要想办法将这些内容深入浅出、要想办法将这些内容深入浅出、通俗生动地呈现给学生。通俗生动地呈现给学生。如结合教材中如结合教材中“重组重组dna分分子的模拟制作子的模拟制作”，帮助学生准确，帮助学生准确理解限制酶的切割部位和理解限制酶的切割部位和dna连接酶的连接部位，理解两种酶连接酶的连接部位，理解两种酶的作用。的作用。 4 4、重视图片和流程图的学习，、重视图片和流程图的学习，多问学生为什么，加强理解和记忆。多问学生为什么，加强理解和记忆。例：单克隆抗体的制备例：单克隆抗体的制备 借助于流程图：既要关注宏观步骤，也要关注对一些重

5、要步骤的解读和理解。 5、注意建立起各模块相关知识注意建立起各模块相关知识间的联系，以达到知识的融汇贯通、间的联系，以达到知识的融汇贯通、加强知识的理解与应用。加强知识的理解与应用。 例如，在结合细胞结构和功能、细胞的全能性和分化、基因突变及其他变异在育种中的应用以及内环境与稳态等知识基础上进行细胞工程的学习。 6、在教学中，要注意不同知识的比较与、在教学中，要注意不同知识的比较与综合。综合。 例如，比较dna聚合酶和dna连接酶的异同；分析基因工程与蛋白质工程的差异；细胞工程中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

6、；胚胎工程中精子和卵子的产生过程的比较等。 7、充分利用活的教学资源和多充分利用活的教学资源和多媒体的教学手段。媒体的教学手段。 活的教学资源是指实际生活中的鲜活实例，例如克隆羊“多莉”、转基因大豆等；多媒体的教学手段是指利用多媒体展示图片、播放有关的影像资料和一些动态的操作过程，例如播放植物组织培养过程的录像。 8、围绕生物科技与社会的关系，切围绕生物科技与社会的关系，切实组织好资料搜集分析、讨论和辩论等实组织好资料搜集分析、讨论和辩论等活动。并指导学习撰写综述报告活动。并指导学习撰写综述报告12篇篇(分期分批进行；要进一步拓展和延伸；分期分批进行；要进一步拓展和延伸；有明确主题，有对主题意

7、义和价值的简有明确主题，有对主题意义和价值的简述；有层次清楚的内容、结论、讨论；述；有层次清楚的内容、结论、讨论；有资料文献的来源等。教师要对报告评有资料文献的来源等。教师要对报告评价。价。) 9、要结合高考要求，强化有效要结合高考要求，强化有效训练和阶段性考试。可以从各种资训练和阶段性考试。可以从各种资源中精选习题，或者改编、自编。源中精选习题，或者改编、自编。这些习题必须包括知识间的内在联这些习题必须包括知识间的内在联系，突出理论联系实际，以提高学系，突出理论联系实际，以提高学生综合运用知识的能力。生综合运用知识的能力。各个专题具体的教学各个专题具体的教学策略和教学活动建议：策略和教学活动

8、建议： 专题专题1 基因工程基因工程 本专题以讲授、启发式引导为主本专题以讲授、启发式引导为主 这部分内容要求在必修课有关基因工程这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，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。白质工程的原理是本专题教学的重点内容。

9、1、限制酶和、限制酶和dna连接酶的作用分别是什么连接酶的作用分别是什么?限制酶的作用是限制酶的作用是切割切割特定部位的两个核苷酸之间的特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键dna连接酶的作用是连接酶的作用是连接连接被限制酶切开的两个核苷酸之间的被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键 2、为什么限制酶和、为什么限制酶和dna连接酶在微生物中能够分连接酶在微生物中能够分离到，而高等植物和动物中没有离到，而高等植物和动物中没有?引导学生从噬菌体侵染细菌中获得灵感引导学生从噬菌体侵染细菌中获得灵感3、dna聚合酶与聚合酶与dna连接酶是同一种酶的不同名称吗连接酶是同一种酶的不同名

10、称吗?相同相同区别区别dnadna聚聚合酶合酶形成磷形成磷酸二脂酸二脂键键只能将单个核苷酸连接到核酸片段上只能将单个核苷酸连接到核酸片段上; ;以一条以一条dnadna链为模板链为模板, ,形成互补的形成互补的dnadna链。链。dnadna连连接酶接酶将两个将两个dnadna片段连接形成磷酸二脂键；片段连接形成磷酸二脂键；将将dnadna双链上的两个缺口同时连接起来，双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板。不需要模板。新旧知识联系，提出问题新旧知识联系，提出问题: :dnadna复制时需要哪些酶复制时需要哪些酶? ?标记标记基因基因抗四环素的基因抗四环素的基因抗氨苄青霉素的基因抗氨苄青霉素

11、的基因特定颜色的基因特定颜色的基因四环素四环素氨苄青霉素氨苄青霉素4.标记基因的作用及其应用标记基因的作用及其应用习题习题: :已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素的基已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素的基因因, ,现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标记基因是什现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标记基因是什么么? ?请设计实验、预期实验结果，并得出相应的实验结论请设计实验、预期实验结果，并得出相应的实验结论对照组：对照组：不添加抗不添加抗生素生素实验组实验组1 1：添加一定浓添加一定浓度的四环素度的四环素实验组实验组2 2：添加一定浓添加一定浓度的氨苄青度的氨苄青霉素霉素实验组实验组

12、3 3：添：添加一定浓度的加一定浓度的四环素和氨苄四环素和氨苄青霉素青霉素对照组对照组实验组实验组1 1实验组实验组2 2实验组实验组3 3 结结 论论预期一预期一+ + + + +既含有抗四环素基因也含既含有抗四环素基因也含有抗氨苄青霉素基因有抗氨苄青霉素基因预期二预期二+ + +只含有抗四环素基因只含有抗四环素基因预期三预期三+ + +只含有抗氨苄青霉素基因只含有抗氨苄青霉素基因预期四预期四+ +既不含有抗四环素基因也既不含有抗四环素基因也不含有抗氨苄青霉素基因不含有抗氨苄青霉素基因 简述简述植物的组织培养植物的组织培养 简述简述动物的细胞培养与动物的细胞培养与体细胞克隆体细胞克隆 举例说

13、出举例说出细胞融合与单细胞融合与单克隆抗体克隆抗体克隆技术克隆技术科技探究之路科技探究之路 细胞工程的发展历程细胞工程的发展历程2.1 2.1 植物细胞工程植物细胞工程2.1.1 2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术2.1.2 2.1.2 植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用2.2 2.2 动物细胞工程动物细胞工程2.2.1 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术2.2.2 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体专题专题2 2 细胞工程细胞工程问题问题：为什么课标中为：为什么课标中为”克隆技术克隆技术”，而教材中，而教材中

14、为为”细胞工程细胞工程”? ?基因基因工程工程克隆技术克隆技术 细胞工程细胞工程胚胎胚胎工程工程生态生态工程工程原因原因1 1： 克隆：克隆是英文克隆：克隆是英文clone一词的音译，就是指无性繁殖。一词的音译，就是指无性繁殖。克隆一词常用于分子、细胞水平的描述。一般认为生物学上克隆一词常用于分子、细胞水平的描述。一般认为生物学上有三个层次的克隆：有三个层次的克隆： 分子水平的克隆：分子水平的克隆：（目的）（目的）基因克隆、基因克隆、pcr技术技术 植物细胞克隆：组培获得愈伤组织植物细胞克隆：组培获得愈伤组织 细胞水平的克隆细胞水平的克隆 动物细胞培养动物细胞培养 动物细胞的克隆动物细胞的克隆

15、 单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备 植物组织培养植物组织培养 个体水平的克隆个体水平的克隆 动物克隆（核移植技术）动物克隆（核移植技术）克克隆隆克隆技术（克隆技术（cloning）是指从众多的基因或细胞群体中通过）是指从众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择无性繁殖和选择目的基因目的基因或或特定类型细胞特定类型细胞的技术的操作。的技术的操作。原因原因2 2： 本部分内容是从细胞水平和分子水平了解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，性是植物细胞工程的基础，植物组织培养技植物组织培养技术术是植物细

16、胞工程的基本技术手段，是植物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。体细胞杂交与单倍体育种的基础。动物细胞动物细胞培养技术培养技术是体细胞克隆、细胞融合与单克隆是体细胞克隆、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、必修中的细胞学、必修2中的遗传学以及必修中的遗传学以及必修 3中的内环境与稳态等知识为基础，为后面中的内环境与稳态等知识为基础，为后面“ 胚胎工程胚胎工程”、“生物技术的安全性和伦理问题生物技术的安全性和伦理问题”的后续学习打下了基础，共同构成一个相对的后续学习打下了基础，共同构成一个相对完整

17、的知识体系。完整的知识体系。 在教学中，要注意不同知识的在教学中，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。对克隆技术的原理条件的区别等。对克隆技术的原理不必讲解得过深，对克隆技术的操不必讲解得过深，对克隆技术的操作不必介绍得过细。作不必介绍得过细。 教师要充分利用教师要充分利用相关科学史相关科学史，实现教，实现教学中的学中的情感目标情感目标。如在进行克隆技术。如在进行

18、克隆技术的专题讲座前，可让学生搜集有关动的专题讲座前，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、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，并进一步培到启迪而产生科学畅想，并进一步培养学生认识、分析和解决问题的能力，养学生认识、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等以及交流与合作的能力等 。 教师可通过设计启发性问题来教师可通过设计启发性问题来 引导学生联系学过的知识进行技术引

19、导学生联系学过的知识进行技术流程的学习，做到扩展和深化。流程的学习，做到扩展和深化。 如“植物组织培养技术”的教学，展示必修1中胡萝卜细胞组织培养的示意图和文字流程，同时提出问题（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植株？（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关健因素是什么？（3）在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？如何进行消毒、灭菌？（4）脱分化和再分化需要的营养物质、激素和光照条件有何异同？为什么？（5）表现出细胞的全能性的阶段是什么？这些问题可引导学生在原有知识基础上做进一步的思考。 又如，动物细胞工程的教学又如，动物细胞工程的

20、教学植物细胞和动物细胞培养的比较植物细胞和动物细胞培养的比较细胞株、细胞系愈伤组织或植物体培养结果获得细胞或细胞分泌蛋白快速繁殖、培育无病毒植株 培养目的 （应用）葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素培养基特有成分液体培养基固体培养基培养基性质细胞有丝分裂细胞的全能性及有丝分裂原理动物细胞培养植物组织培养比较项目体细胞核移植过程流程图体细胞核移植过程流程图(帮助理解原理帮助理解原理)教学策略：教学策略：p481、从宏观的角度理、从宏观的角度理解技术流程解技术流程2、从微观的角度理、从微观的角度理解操作原理解操作原理 (1)为什么不直接用体细胞，而要形成重组细胞？ (2)产下的小牛的遗传物质有何特点，

21、性别有何特点？专题专题3 3 胚胎工程胚胎工程编写特点：1、技术细节较多、较细、技术细节较多、较细2、与生产实践联系较紧密、与生产实践联系较紧密受精作用（受精阶段）受精作用（受精阶段）体外培养的具体细节体外培养的具体细节胚胎早期培养的生产流程胚胎早期培养的生产流程胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序 本专题是在动物生殖与发育的基础本专题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，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，关注业等方面的应用

22、及其发展前景，关注胚胎干细胞的研究对人类社会发展的胚胎干细胞的研究对人类社会发展的影响。这部分内容对教师和学生来说影响。这部分内容对教师和学生来说比较陌生，因此教师要注重从学生已比较陌生，因此教师要注重从学生已有的生活经验和理论基础出发，激发有的生活经验和理论基础出发，激发学生的学习兴趣。学生的学习兴趣。 第一节是学习本专题的基础，教师第一节是学习本专题的基础，教师要重点阐述精子和卵的发生过程、受要重点阐述精子和卵的发生过程、受精过程；对哺乳动物的早期胚胎发育，精过程；对哺乳动物的早期胚胎发育，教师不仅要简述其过程，更要突出卵教师不仅要简述其过程，更要突出卵裂期的特点（包括细胞分裂方式、细裂期

23、的特点（包括细胞分裂方式、细胞总体积的变化、每个细胞体积变化、胞总体积的变化、每个细胞体积变化、细胞内总细胞内总dna量变化和有机物总量的量变化和有机物总量的变化等）、桑椹胚细胞的全能性以及变化等）、桑椹胚细胞的全能性以及囊胚内细胞团的分化能力。囊胚内细胞团的分化能力。 第二节的学习，可以试管婴儿的第二节的学习，可以试管婴儿的资料引入，并让学生根据资料思考资料引入，并让学生根据资料思考有关问题，这样就会很自然地引入有关问题，这样就会很自然地引入体外受精的学习。本节内容图文并体外受精的学习。本节内容图文并茂，可以让学生通过阅读来学习，茂，可以让学生通过阅读来学习，教师只需做简单的说明和总结。教师

24、只需做简单的说明和总结。 第三节的教学，是在第二节的基础上，可以以第三节的教学，是在第二节的基础上，可以以问题：问题：“当我们在体外获得了早期胚胎，下一步当我们在体外获得了早期胚胎，下一步应怎样做才能得到幼体呢应怎样做才能得到幼体呢?”引入，结合教材插图引入，结合教材插图介绍胚胎移植的定义、现状和意义；结合教材讨介绍胚胎移植的定义、现状和意义；结合教材讨论题帮助学生理解胚胎移植的生理学基础。关于论题帮助学生理解胚胎移植的生理学基础。关于胚胎分割的教学，让学生阅读教材后讨论问题，胚胎分割的教学，让学生阅读教材后讨论问题，如（如（1） 什么是胚胎分割？（什么是胚胎分割？（2）来自同一胚胎的）来自同

25、一胚胎的后代性状一样吗？为什么？（后代性状一样吗？为什么？（3）对囊胚进行分）对囊胚进行分割要注意什么？为什么？（割要注意什么？为什么？（4）为什么说胚胎分）为什么说胚胎分割技术也是动物克隆方法之一割技术也是动物克隆方法之一?最后，让学生通最后，让学生通过各种媒介收集有关胚胎干细胞的资料（课后完过各种媒介收集有关胚胎干细胞的资料（课后完成），在课堂上以小组形式进行汇报和交流。成），在课堂上以小组形式进行汇报和交流。（一）、重视必修与选修之间的内在联系的（一）、重视必修与选修之间的内在联系的知识知识（二）、不要过分关注于技术细节，而应从技术流程中寻找关键环节和问题子p65 从流程中寻找重点问题：

26、从流程中寻找重点问题：1 1、受精作用分为哪几步？、受精作用分为哪几步？2 2、顶体是由什么细胞器形成的？顶体酶的作用是什、顶体是由什么细胞器形成的？顶体酶的作用是什么？么？3 3、卵黄膜怎样阻止其他精子进入？、卵黄膜怎样阻止其他精子进入？4 4、精子进入卵细胞时卵细胞处于分裂的什么时期？、精子进入卵细胞时卵细胞处于分裂的什么时期？例3 胚胎移植的基本程序 p76问题：为什么要进行胚胎移植？（意义）胚胎的获取胚胎的移植1、将优良的种公牛和母牛进行配种或人工授精形成胚胎2、收集胚胎并进行质量检查1、移植于受体母牛2、产下优良的小牛（三）淡化实践操作的细节，注重于基本原理和（三）淡化实践操作的细节

27、，注重于基本原理和程序的理解程序的理解 让学生了解在生命科学发展过程中所引出的种种伦理、社会和法律问题。 在学生已有的生命科学基础知识之上，引导学生对科技成果的应用进行正确的思考。 要让学生了解，由于个人所处的社会在政治制度、经济发展水平、宗教信仰、历史背景、传统伦理观念等方面的差别，就会产生出不同价值观。这样，对于生命科学中同一个伦理、社会或法律问题，在不同社会中不仅会有不同的看法，而且还会引导出截然不同的社会措施、政策和法规。 对于中国来说，所有的判断和所立的法规，都必须符合自己的国情，符合国家的最高利益：既要有利于中国科学家占领科学研究制高点、有利于国家科学技术的繁荣，又要有利于促进国家

28、经济的发展。设置本专题的意义：设置本专题的意义： 本部分内容的教学主要是要求学生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。为此，对伦理问题的讨论和交流。为此，对“关注转基因生物安全问题关注转基因生物安全问题”的内容，的内容，教师可通过组织学生收集资料、讨论、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，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、食物和环理性看待生物技术对生物、食物和环境的影响。境的影响。 在组织学生参与转基因生物的在组织学生参与转基因生物的安全问题讨论时，教师可引导学生安全问题讨论时，教师可引导学生在收集资料的基础上，通过梳理、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。对据后，再展开一定的讨论。对“举举例说出生物武器对人类的威胁例说出生物武器对人类的威胁”等等内容，教师可以从我国深受侵华日内容，教师可以从我国深受侵华日军细菌战灾难的事实入手，让学生军细菌战灾难的事实入手