人教版高中生物选修3《现代生物科技专题四生物技术的安全性和伦理问题》教学设计

1、专题四 生物技术的安全性和伦理问题第一节 转基因生物的安全性教学目标1知识目标：（1）关注转基因生物的安全性问题，认同对生物技术安全性问题讨论的必要性。（2）举例说出对转基因生物安全性问题的不同观点及论据。2态度观念目标：（1）引导学生了解转基因生物的发展前景和现实生产实践中的应用，激发学生养成勇于探索和不断创新的精神。（2）通过向学生介绍转基因生物的安全性，形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。3能力目标：（1）学生通过阅读、自学、质疑、讨论、训练和总结等环节，逐步提高独立获取知识的能力、逻辑思维能力、综合分析问题和实际应用的能力。（2）通过学习转基因生物安全性和伦理问题，强化学生

2、对外来物种安全性的理解，提高知识迁移能力，综合分析能力，思维能力和创新能力。教学重难点：1.教学重点（1）对转基因生物的安全性问题多层面、 多角度的关注。（2）运用生物学知识对不同观点的理由进行辨析和讨论。2.教学难点（1）从关注整个生物圈的和谐、稳定与发展的高度去审视转基因生物的安全性。（2）了解有关转基因生物安全性问题争论背后复杂的政治、经济、宗教和伦理道德背景。（3）保证课堂讨论、辩论会，以及社会调查的组织工作有序而有效地实施。教学方法：以学生自学、交流心得、讨论、分析和调查，教师引导点拔相结合。教学课时：2课时教学过程：创设情境，引入课题。学习探究材料：自1972年美国斯坦福大学的伯格

3、（P.Berg）第一次重组DNA获得成功之后，各国科学家们不但做了各种DNA的重组工作，而且还把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功。随后出现了转基因制药、转基因动物、转基因植物等。其中，特别令人鼓舞的是转基因植物的研究成果：科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物，并有一大批对人类生活至关重要的转基因农作物也已获准进入商品化生产，其能使作物增产20%左右，这已忧成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术。目前，全球种植转基因农作物的国家已经有十几个，种植面积最大的前四个国家分别是美国、阿根廷、加拿大和中国。其中以种植转基因大豆和玉米最多，其次是转基因棉花和油菜。在中

4、国，种植转基因农作物的面积还在不断扩大，一大批拥有自主知识产权的转基因农作物也正在农田里试种。2002年，仅抗虫棉种植面积就达130多万公顷，增产皮棉1亿kg，创经济效益50亿元。目前，还有些国家有部分转基因产品开始上市。教学质疑，引导学生讨论分析，引出课题：1转基因生物安全吗？2食用后会不会对人体健康造成隐性伤害？3重组DNA会不会侵入环境中的微生物体内，而使之变成新的致病菌？4转基因生物会不会对生态环境造成破坏？会不会造成前所未有的“外来物种入侵”？提供教材资料，引导学生阅读，分析、讨论，得出结论：一转基因成果令人叹为观止：1、1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功。2、转

5、基因的重要成果（1）微生物方面:把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功，随后，使 出现了具有重要经济价值的各种重组微生物。如：可以清除石油污染的“超级菌”、利用转基因细菌制造蛛丝等。 学习材料：转基因细菌可治癌症英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一种抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠体内的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫6MPDR的抗癌药。这种药无法单独发挥作用，但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物“激活”，形成一种有效的毒素，将其周围的癌细胞杀死，而不伤害其它组织器官。（2）基因制药方面:生物制药已经成为21世纪的朝阳产业。学习材料：近十几年来，

6、在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就，已有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素（Epo）、GM集落刺激因子（GMCSF）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素2及白介素11等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物技术药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开发，已成为医药工业中一个重要的领域，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程药物受到一定限制，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在胃酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注射给药或局部用药。为了克服这些缺陷，已开始改为合成这些

7、天然蛋白质的较小活性片段，即所谓“多肽模拟”或“多肽结构域”合成，又叫“小分子结构药物设计”。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、HIV感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计，所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。（3）转基因动物方面:受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞，科学家又在培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面,不断取得辉煌成就.同时,科学家还把转基因动物变成生物反应器。（4）转基因植物方面:学习质疑：吃西红柿可以防乙

8、肝吗？预防乙肝不用打针，只要吃几个西红柿就行。这可不是玩笑，中国农科院生物技术研究中心经过十年研究，培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试，明年有望上市。抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜，不但可以直接食用，还可以榨成汁或炒菜吃，对人体没有任何毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍，食用抗乙肝西红柿，虽不能治愈乙肝，但一年只吃几个，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿上市后将论个出售，每个售价大概在元左右。通过上述材料的学习，引导学生思考下列问题：1对于转基因产品我们该如何看待？2转基因产品安

9、全性问题讨论的焦点是什么？3人们心中的疑虑有多少是盲目的，有多少是有科学依据的呢？4外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会激活原癌基因？5转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？6转基因新物种的出现，是否会造成生态学灾难？7人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？ 通过分析、讨论，引出新知识。二转基因技术的安全性问题：基因一旦被改动，一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化；另一方面，转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递。1转基因生物及其产品的安全性：（1） 生物安全：（2） 环境安全：（3） 食品安全：2生物安全的概述：提供教材的资料复印件，

10、让学生自学、分析、探讨和交流观点。三对转基因生物安全性的讨论：让学生各自讲述自己在安全性问题上的观点，引导正反观点的共鸣。四理性看待转基因技术：1、要正确认识转基因技术的应用前景，特别在医药和农业生产上的巨大成就。2、要趋利避害，不能因噎废食。3、要完善相应法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。4、要增强法律意识，提高科研道德水平。引导学生概括出对转基因生物安全性问题的总结：1、正确的伦理舆论导向 2、社会监督3、法规的建立教学小结：正确看待转基因生物安全性，确保食品、健康、环境的安全。教学后记：本节教学过程以学生自学为主，通过提供的一些资料的阅读、分析、学生探讨和交流，明确转基因生物

11、安全性，引导学生正确看待安全性问题。教学效果较好，活跃了学生思维，提高了学生的明辨是非的能力和综合分析能力。第二节 关注生物技术的伦理问题教学目标1.认同对生物技术伦理问题讨论的必要性，简述克隆人、试管婴儿、基因检测等生物技术在应用中可能和已经带来的利与弊。2.通过讨论、阅读、查找资料等活动，关注上述问题可能给人类生活带来的影响，形成自身的心理准备和理性的思考。教学重难点：1.教学重点：通过讨论与交流，让学生既要了解到克隆技术、体外受精和胚胎移植技术，以及基因检测技术在人类生活中的积极作用，同时还要关注它们带来的有关伦理问题。2.教学难点：在讨论问题过程中，引导学生运用科学的原理和语言、严谨的

12、逻辑表述自己的观点，防止随意的猜测、盲目的疑虑和偏激的态度。教学方法：以学生自学、交流心得、讨论、分析和调查，教师引导点拔相结合。1.利用热点问题的冲击力调动学生的学习兴趣。虽然这些问题目前在一定范围内还存在争议，但若干年以后，却是学生在未来的生活中所要面对的。这些问题与他们的切身利益有一定的相关性，让学生从这一角度认识问题，会让问题的讨论活泼而又严肃，会让每个学生都认真地去思考生物技术带来的伦理争论。2.本节课在教学方式、态度取向以及对待问题的态度等方面，与第一节有相似之处。有关热点问题的背景资料和争论焦点的内容，可以安排学生自己阅读，还可以让学生在互联网上查阅和收集更多相关的信息，在课堂上

13、就问题展开充分的讨论，让学生感受到生物技术的伦理问题已经或正在进入我们的生活，以及这些问题对个人、家庭和社会可能产生的影响。如果可能的话，还可以就其他一些学生感兴趣的生物技术安全性和伦理问题展开讨论。教学课时：1课时教学过程：给出材料，引导思考、交流。材料一：有朝一日如果克隆人真的来了，我们应该怎么办？（见印发资料）材料二：你支持设计试管婴儿吗？（见印发资料）材料三：你要一张基因“身份证”吗？（见印发资料）生物技术革命的浪潮席卷全球，不仅带来巨大的社会效益和经济效益，而且也对人们传统的观念造成极大撞击，在持有不同价值观的人群中引起了激烈的争论。1、你支持克隆人胚胎的研究吗？2、你支持生殖性克隆

14、人吗？3、你是否支持设计试管婴儿？4、你是怎样看待克隆人的研究的？5、克隆人如果真的来到了人间，你认为应该怎样正确看待他们？经过阅读、交流，引出课题。一、克隆技术引发的伦理问题1不赞成：（1）克隆人严重违反了人类伦理道德（2）克隆人冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念（3）克隆人是制造在心理人和社会地位上都不健全的人（4）克隆技术尚不成熟2赞成：（1）技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决1、设计试管婴儿是为了救人，是救治患者的最好、最快捷的办法2、早期生命也有生存权利，抛弃或杀死多余的胚胎，无异于谋杀政府观点符合伦理道德不符合伦理道德理 由观 点。（2）克

15、隆人是一项科学研究，既然是科学，就应该允许研究克隆人。3我国政府观点：禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆。二试管婴儿引发的伦理问题1不符合伦理道德：（1）把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。（2）早期生命也有生存权利，抛弃或杀死多余的胚胎，无异于谋杀。（3）有人会滥用设计试管婴儿技术，而设计婴儿性别等。2符合伦理道德：（1）设计试管婴儿是为了救人，是救治患者的最好、最快捷的办法（2）提供骨髓的造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤（3）脐带血乃试管婴儿的“身外之物”3政府观点：实施体外受精、胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部的批准三基因检测引发的伦理问题1基因检测的优点：通过基因检测可

16、以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。2基因检测引发的问题及解决方法：引发的问题：（1）因对基因结构及基因间相互作用认识不够，难以达到预防疾病的目的。（2）给被检测者带来巨大心理压力。（3）个人基因资讯的泄露会造成基因歧视。解决方法：正确的科学知识传播、伦理道德教育、立法等。四生物技术伦理问题的举例克隆人、设计试管婴儿、基因歧视课堂小结：明确生物技术的优点和引发的伦理问题。教学后记：通过本节的学习，学生能更明确生物对人类生活带来的好处和引发的伦理道德问题，使学生能更理性地看待相关问题。通过学习探讨、交流，拓宽了学生的视野和综合分析能力。本节教学中仍需要让学生上网去查找更多的

17、相关内容，让学生进行交流，甚至可以让学生针对生物技术引发的问题整理出一些小论文进行评比，这样会使学生更清楚明自己的责任。第三节 禁止生物武器教学目标1.列举生物武器的主要种类。2.举例说出生物武器给人类带来的威胁。3.形成坚决禁止生物武器、维护世界和平的态度。教学重点和难点1.教学重点举例说出生物武器对人类带来的威胁。2.教学难点如何看待禁止生物武器与转基因技术在生物武器方面的应用。教学课时：1课时教学方法（策略）和过程1.运用直观素材教科书中的图片、其他图片和影像资料，以帮助学生了解生物武器的种类以及生物武器的危害。让学生感觉到生物武器离我们并不遥远，不论是历史上的遭遇，还是现实中的事件；也

18、不论是中国，还是外国。通过图片和影像资料的直观性，来完成教学的重点内容。2.对待生物武器的态度应明确而坚定坚决禁止生物武器。这部分内容与前面转基因生物安全性的讨论大不一样。在转基因生物安全性的问题上，教科书中陈述了两种不同的立场，然后让学生讨论并形成自己的观点；而关于生物武器，教师必须帮助学生形成明确的立场不论在何种情况下，生物武器的生产、储存和使用都将对受害国的民众，以及所有爱好和平的人们造成极度的恐慌和致命的危害。这种立场不仅应始终蕴涵在教师的情感态度之中，还应体现在教师对教学素材的选择和言语的表述之中。3.转基因技术与生物武器的问题转基因技术的应用，使生物武器给人类可能带来更大的威胁。在

19、这一问题上，一方面教师应引发学生对转基因技术的理性思考，防止转基因技术的滥用；另一方面教师要尽可能通过实例，使学生树立坚决禁止生物武器的态度。详细内容见课件。教学小结：让学生明确生态武器的危害，要正确看待生物武器的使用。教学后记： 本节主要了解生物武器的危害和对人类生存带来的威胁。经学生自己查找资料和自学，收到了良好的效果。专题五 生态工程第一节 生态工程的基本原理教学目标：1知识目标：（1）简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。（2）简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。（3）尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。2态度观念目标：（1）引导学生了解我们周围的生态的严峻，激发

20、学生养成勇于探索和不断创新的环保意识和能力。（2）通过向学生介绍我国环境面临的实际问题和生态工程的实际应用及意义，激发学生树立自然界的一切事物和现象是相互联系、相互影响、既对立又统一的辩证观点。3能力目标：（1）学生通过阅读教材资料、查找相关资料、质疑、讨论、训练和总结等环节，逐步提高独立获取知识的能力、逻辑思维能力、综合分析问题、观察能力和实际应用的能力。（2）通过学习生态工程的基本原理，强化学生环保意识，提高知识应用能力，综合分析能力，思维能力和创新能力。教学重难点：1.教学重点：生态工程的基本原理。2.教学难点：生态工程的系统学和工程学原理。教学方法：以学生阅读资料、交流心得、讨论、分析

21、和调查，教师引导点拔相结合。教学课时：1课时教学过程：教师活动播放专题图片，引发学生思考：从太空遥望我们的地球，蓝色的海洋和绿色的陆地构成美丽绝伦的景观，但近看，她却已伤痕累累：干旱龟裂的土地或浊浪滔天的洪水、水土流失、沙尘暴、核废料辐射不断恶化的生态环境，正对人类的生存和发展构成严重的威胁。我们应如何对遭到破坏的家园进行修复和重建呢？（引出课题）材料一：1998年夏季，长江流域经历了自1954年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，1998年全国受灾人数上亿，近500万所房屋倒塌，2000多万公顷的土地被淹，直接经济损失达1600多亿元人民币。是什么原因导致长江洪水泛滥？一些调查数据提供了答案的

22、线索：长江两岸大约有4亿人口居住，工农业生产及生活需要大量的木材，导致对森林的过度采伐；人多地少的严峻局面，导致大量林地开垦成农田，结果使长江上游森林覆盖率从上世纪50年代中期的22%，减少到90年代的4.4%。森林的砍伐导致长江每年因水土流失而带入的土壤达24×108t，年复一年的泥沙淤积，使部分河床高出地面，成为继黄河之后的又一条“悬河”，其浑黄程度有时甚至可以和黄河相“媲美”；另一方面，长江中游有重大蓄洪作用的湖泊，也因为人为的围湖造田在迅速萎缩，其中，洞庭湖水域面积，从1949年的4350km2缩减到2145km2，江汉平原的湖泊也从10 000多个减少到200个左右。思考与

23、讨论：1、导致98年长江洪水泛滥的主要原因是什么？2、洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？材料二：我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远远低于世界平均水平。虽然我国用占世界40%的耕地养活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油农业”的影响，加上人口压力以及缺乏生态环境意识，所造成的资源破坏和农业环境污染，已经对社会的可持续发展造成了很大障碍。仅以化肥用量为例，2000年，全国耕地面积约为108hm2，平均化肥施用量是318.8kg/hm2，其中仅山东、河南和江苏三省的平均施用量就达564.8kg/hm2，占全国总用量的30%左右。过量施用农药和化肥，会由于相当一部分不能被作物充分

24、，而通过各种途径对土壤、水体和食物造成污染。又如，现代工厂化的饲养方法，使得畜、禽的排泄物，往往不能及时地、按照规定的土地负荷量返回田间，从而造成存放地的污染或者污水所流入水域造成水 体富营养化。思考与讨论1、你对“石油农业”是如何理解的？2、试举一例说明农业生产活动对人体健康以及环境造成的危害？ 3、“石油农业”的生产模式应当怎样改进？组织学生对上述两材料的分析讨论，引出本节课题。一、关注生态工程的建设：1、生态工程的概念：是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态

25、系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。特点：少消耗、多效益、可持续2、生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染达到经济效益和生态效益的同步发展。3、建设生态工程的原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，为了实现可持续发展，必须建设生态工程。二、生态工程的原理：生态工程是生态学、工程学、系统学和经济学等学科交叉产生的新兴学科。主要由生物种群、群落和生态系统构成。1、物质循环再生原理：（1）基础理论：物质循环（2）实例： “无废弃物农业”2、物种多样性原理：（1）基础理论：生态系统的稳定性（2）实例：三

26、北防护林建设中的问题、珊瑚礁生态系统的多样性3、协调与平衡原理：（1）基础理论：生物与环境的协调与平衡（2）实例：太湖的水体富营养化问题、西北一些地区的防护林问题4、整体性原理：（1）基础理论：社会、经济、自然复合系统（2）实例：林业建设中遇到的自然系统与经济、社会系统的关系问题5、系统学和工程学原理： （1）系统的结构决定功能原理：基础理论：分布式优于集中式和环式实例：桑基鱼塘（2）系统整体性原理：基础理论：整体大于部分实例：珊瑚礁藻类和珊瑚虫的营养关系教学小结：本节内容着重要了解生态工程的基本原理及应用，明确生态环境与人类的关系。教学后记：在必修3有关生态学知识的基础上，学生通过对材料的分

27、析、探讨和相关资料的查找、交流，课堂气氛良好，思维活跃，对生态的综合分析能力有较大的提高。但由于条件有限，学生未能进一步对沼气形成的原理进行详细的考查，以后应多加强环境意识的引导。第二节 生态工程的实例和发展教学目标：1.举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的主要生态工程原理。2.评述生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。3.尝试设计简单的生态工程。教学重难点：1.教学重点：生态工程的实例。2.教学难点：应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。教学方法：以学生阅读资料、交流心得、讨论、分析和调查，教师引导点拔相结合。教学课时：1课时教学策略：教材选择的六个生

28、态工程各有特色，教师可以根据学生的经验，区域的特点进行选择，“搭配”出适于学生学习的内容。例如，在第一节的教学中组织了实践活动调查沙头角片区生态工程的实施情况，教师要精心设计参观内容，让学生通过调查，总结出以沼气工程为中心的农村综合发展型生态工程的特点。小流域综合治理生态工程的教学可以通过资料分析进行；如果学生的家乡有这类问题，教师就应从社会调查入手开展教学活动，使学生对具有我国特色的生态工程有一定的了解。教学中要注意强调我国农民和科技工作者在实践中的创造，让学生理解实践出真知的道理，培养学生求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。大区域生态系统恢复工程的教学，师生可以通过搜集资料了解我国沙漠化现状和三北防护林建设的背景、发展前景及存在的问题。在有条件的地区，应组织学生开展植树等志愿者活动，积极参加生态工程的建设。湿地生态恢复工程的教学，可适当加入湿地的生态功能、我国湿地面临的问题，以及生物多样性的保护等内容。可采取聘请专家开设专题讲座等多种方式进行，也可以组织志愿者活动，如去湿地观鸟、考察等，让学生重视湿地生态系统的保护，关注湿地生态恢复工程的建设，在教学中注意整体性原理的应用。关于矿区废