《生物技术的安全性与伦理问题》教学设计

《生物技术的安全性与伦理问题》教学设计年级高三学科生物学课型一轮复习课时1教材分析本章内容选取了与现代生物技术的发展直接相关的、比较突出的三个问题——转基因产品、克隆人和生物武器进行讨论。这些内容与前几章的内容既是一个有机的整体，又是对前面内容的升华。前三章包括很多知识、技术、工程层面的内容，需要教师详细讲述；而本章内容直指科学技术的社会责任问题，不需要教师过多讲述，需要的是学生广泛参与、进行讨论。所以，教材在编写时,将学生活动放在重要的位置，安排了辩论、调查、思维训练、参观及多个“思考.讨论”等活动。希望通过这些活动，让学生能理性地看待生物技术的安全性和伦理问题，将来能运用相关知识作出正E确的个人决策。同时，这样的安排还能让学生感受到他们不是知识的被动接受者，而是应该积极参与学习的全过程，从而培养他们理性辨别和判断、不信谣、不传谣、承担社会责任的意识，以及让他们养成质疑的习惯。通过讨论，可以让学生明确，许多社会问题在不同的条件下，可能有不同的解决办法，从而培养他们用辩证的眼光看待复杂社会问题的意识。在讨论过程中锻炼的应变能力和表达能力，对于学生的终身发展也是非常有意义的。学情分析本节课是一轮复习中的一节课，授课对象是高三的学生，学生已经具备的知识和经验有：必修2学过的减数分裂等相关的知识以及本模块“细胞工程"一章中动物体细胞核移植技术、胚胎移植技术，“基因工程”一章中转基因技术等相关的知识，只有运用这些知识才能更好地辨析每种观点背后论据的科学性。在学习新课时，学生已通过辩论、调查、讨论等方式参与转基因产品、克隆人和生物武器等伦理问题的探讨中。而本节课是一轮复习课，要更加精炼和突出要点，因此主要策略就是引导学生运用已经学过的知识，在具体情境中发表观点。首先要调动学生回忆起与发酵工程、细胞工程及基因工程等相关的现代生物技术的基础知识，然后再设计一些情境让学生对生物技术的安全性和伦理问题进行一些反思和辨析。教学目标简述与生物技术安全性和伦理问题有关的生物学知识，能运用这些知识理解不同观点的内容和论据。（生命观念）能运用严谨的推理和可靠的证据，阐明自己对生物技术安全性和伦理问题的见解，形成质疑、求实的科学态度和客观的科学的评价能力。（科学思维）当遇到对转基因等生物技术的争论时，能够理性地参与讨论，向公众普及相关知识及国家有关的政策和法规。（社会责任）重难点【重点】阐明重组DNA技术需要三种基本工具及其作用。【难点】说明在具体的情境中如何使用三种工具。教学过程创设情境，导入新课。中国动物疾病模型重大进展:首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪诞生亨廷顿舞蹈症类似于阿尔茨海默症（AD）、帕金森综合症（PD）等，是一种神经退行性疾病，患者会表现出手舞足蹈状，故又被称为“致命的舞蹈”。该病是染色体显性遗传病，只要父母一方患有疾病，子女就有50%的概率患病。目前，该病只有2种药物获得许可，并且只能缓解症状。要进行药物研发，就离不开模型生物的建立。2018年3月30日，暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院李晓江教授和中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学研究员在生物学顶级学术期刊《细胞》（Cell）发表了一项重大成果：首次利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪，精准地模拟出人类神经退行性疾病。如图是“敲入”亨廷顿舞蹈病基因的模型猪的建立过程：结合情境，提出问题：①该过程使用的生物技术手段有哪些？②你支持这些技术应用在人上吗？为什么?【设计意图】利用科技新闻，引导学生关注生物技术的进展和应用，同时提出问题，导入新课。（二）挖掘情境中的素材，展示本章核心概念。1.播放视频：基因编辑技术【设计意图】介绍生物技术的热点问题，引发学生的关注和兴趣。阅读材料，分析问题资料1：镉在人体内富集可引起慢性中毒,导致“痛痛病”,我国科学家袁隆平及其研究团队,通过敲除水稻细胞中的吸镉基因,成功培育出几乎不含镉的水稻新品种。资料2：2022年1月7日，美国马里兰州的医生首次将基因编辑猪的心脏移植到人类患者身上。研究人员将猪体内3个会引起人类对猪器官产生排斥反应的基因“敲除”，并将6个相关的人类基因嵌人猪的基因组。资料3：近年来，“设计完美婴儿”一词出现在大众的视野中。有人提出利用基因编辑技术设计出长大后脸蛋漂亮、身高标准、智力超群的“完美婴儿”。提出问题：你怎么看待“基因编辑技术”？你支持这些研究吗？教师串讲：基因编辑作为一项生物学的技术本身是中性的，目前全世界都在进行基因编辑的研究，试图培育出一些新的动植物品种用于食品的改良、农畜业的发展和疾病的攻克等。正如前两个资料中展示的一样，其目的是为了让科技的发展为人类的进步和福祉来服务，但对人类胚胎进行基因编辑以获得所谓“完美的人”和前面两项研究的动机完全是背道而驰的，因此科学界公开反对和批判这类研究。原因大概有以下几点：首先，基因编辑技术并不完善可能会使婴儿暴露在未知的其他疾病风险中；其次，对一个本来健康的婴儿进行基因编辑违背基本的自然伦理，与尊重自然、尊重生命的理念相冲突，甚至会引发“人种”歧视等问题。中国科学院科学道德建设委员会曾表态：坚决反对任何个人、任何单位在理论不确定、技术不完善、风险不可控、伦理法规明确禁止的情况下开展人类胚胎基因编辑的临床应用。总结归纳，展示本章概念图通过以上资料，我们看到生物技术在造福人类社会的同时，也可能带来安全与伦理问题，这就是本章的核心概念。教师串讲：20世纪70年代后，以基因工程为代表的一大批生物技术成果进入人类生产和生活，特别是在医药和农业生产上发挥了极大的作用。生物技术就像一把“双刃剑”，它既可以造福人类，也可能给人类带来潜在的危害。当试管婴儿、转基因食品和克隆到来，有人为此感到欢欣鼓舞，有人觉得非常恐慌，究竟该如何应对？作为高中生，我们要对社会问题有参与意识并且能够利用所学知识，科学地、理性地发表自己的看法。（三）结合知识点，在具体情境中回答问题1、转基因产品的安全性引发社会的广泛关注（1）回顾转基因技术在微生物、动物和植物等领域取得的累累硕果。(2)展示转基因产品带来的争论引导学生利用所学知识，理性看待转基因技术。①实例分析：转Bt毒蛋白基因的抗虫棉会毒害人体吗？②我国关于转基因产品的法规和政策。2.我国禁止生殖性克隆人（1）说明我国政府对于克隆的态度：①我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验②我国重视治疗性克隆涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。重点知识：①区分生殖性克隆和治疗性克隆；②警惕用新技术研究生殖性克隆人引导学生思考问题：你支持“试管设计婴儿”吗？通过设计试管婴儿救治自己的孩子，是否合乎伦理？答案提示：①把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期的生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余的胚胎，无异于“谋杀”；②有人会滥用设计试管婴儿技术，而设计婴儿性别，或建立器官工厂资料分析，表达观点：资料：2017年，一个科研小组宣布，他们通过把人的干细胞注人猪的胚胎中，首次成功培育了人猪嵌合体胚胎。该胚胎在猪体内发育了3~4周后，研究人员终止了妊娠。这项研究的最终目的是在动物体内培育出可供移植的器官，从而解决人类器官移植来源不足的问题。(1)请你分析研究人员为什么在胚胎发育3~4周后终止了妊娠。(2)如果未来培育出“人兽嵌合体”，它是不是也会面临与克隆人一样的伦理问题?(3)你认为这样的研究应该受到法律约束，还是应该彻底禁止?请说出你的理由。观点提示：（1）早期终止妊娠的原因可能如下：从技术角度来看，目前后续的技术还不成熟，不确定人的干细胞是否能定向分化为所需要的组织、器官，未知因素太多，距离培育出可供移植器官的最终目标还相当遥远；从伦理角度来看，该研究面临巨大的伦理挑战；从法律和政策角度来看，很多国家目前都不允许继续进行后续实验。（2）基于目前的技术，伦理问题相当突出，涉及的伦理问题有：带有人体细胞的嵌合体动物可能会使实验动物“人类化”；如果人体细胞进入了猪的神经系统或生殖系统，就可能让猪拥有人脑的某些特性或生出带有人类特征的怪物等。（3）目前多数国家禁止进行将人类细胞在动物体内培育这样的研究，少数国家没有完全禁止，但每项研究都需要提前向相关专家委员会提交申请并征求公众的意见。3.世界范围内应全面禁止生物武器（1）知识点：生物武器的种类、特点（2）我国政府对生物武器的态度：任何情况下，不发展、不生产、不储存生物武器，反对生物武器及其技术和设备的扩散，并主张全面禁止和