生物《現代生物科技專題》課件3新人教版選修3

1、《現代生物科技專題》教學指導意見解讀,現代生物科技專題的主要內容與特點現代生物科技專題的學習意義與價值現代生物科技專題的高考大綱現代生物科技專題的高考命題特點現代生物科技專題的教學要求與建議,選修模塊：滿足學生多樣化發(fā)展,課標指出：“選修模塊是為了滿足學生多樣化發(fā)展的需要而設計的，有助于拓展學生的生物科技視野、增進學生對生物科技與社會關系的理解、提高學生的實踐和探究能力?！蓖卣?、增進、提高是分別針對三個不同選修模塊的教育價值和

2、對應的學生群而言的。這使選修模塊內容的總體涵蓋面較寬，又避免了專業(yè)化的傾向。學生在修完必修模塊的基礎上，根據自己的興趣和志向，選擇學習內容(允許零選擇、選部分或全選)，以便為今后選擇學習方向和擇業(yè)打下基礎。在必修部分，知識體系是生物科學的邏輯框架，技術教育滲透在科學教育的主題之中；在選修部分，生物技術則是三個選修模塊的核心主題，主要內容都是圍繞生物技術展開的。,現代生物科技專題模塊的內容,基因工程克隆技術胚胎工程生物技術的安全性

3、和倫理問題生態(tài)工程,本模塊內容的主要特點,以專題的形式呈現課程內容 本模塊的課程內容是以專題的形式出現的，各專題之間不追求知識的內在聯系。教學中可以不用追求知識的系統(tǒng)化，而是可以根據選修學生的特點，選擇能夠更好地有利于學生的發(fā)展、社會需要、生物科學發(fā)展的學習內容。就學生的發(fā)展來說，應當研究高中學生學習生物科學的心理特征和認知規(guī)律，要了解哪些內容是學生樂于學習的，哪些內容對這部分學生的終身學習和發(fā)展有較高的價值。專題是按照從微觀到宏

4、觀順序來安排的。由于基因工程是現代生物技術的核心內容，課標首先介紹基因工程的原理及應用，先從基因水平介紹生物工程，然后再從細胞水平和組織水平介紹體細胞克隆技術和胚胎移植與分割技術，講述細胞工程和胚胎工程的原理、方法和應用前景，最后從生態(tài)水平介紹生態(tài)工程。,注意技術的原理與應用的結合 本模塊是以生物技術中四大工程為主體設計的。從內容標準的要求可以看出，沒有以各生物技術的操作方法為重點，而是側重于技術的生物學原理介紹，從中貫穿一些生物學

5、的基本知識。這實際上就是強調了知識的運用，強調了各項知識(包括事實、規(guī)律、原理、方法等)在現實生活和社會中的應用范圍和應用實例，從而使學生更加深刻地理解所學內容的生活意義和社會意義。如在基因工程中要求簡述基因工程的原理、舉出基因工程的實例；在生態(tài)工程中要求簡述生態(tài)工程的原理、舉出生態(tài)工程的實例，等等。,以高科技的內容為主 本模塊屬于高科技內容，介紹了基因工程、細胞工程、胚胎工程和生態(tài)工程等四項目前普遍受到人們關注的生物工程技術。由于

6、實驗操作技術復雜(如需專業(yè)技術人員)，實驗的條件較高(如需要精密儀器、需要較多的資金投入等)，限于學校的教學條件，內容標準中沒有安排實驗內容，僅在活動建議中列出了“DNA的粗提取和鑒定”的實驗和一些搜集和分析有關資料，交流或討論有關生物技術中熱點問題等的活動，如“討論克隆技術的社會意義”、“搜集與交流生物技術研究與開發(fā)的有關政策和法規(guī)”等。,強調科技對社會的“雙刃劍”作用 科學技術的迅速發(fā)展像一把雙刃劍，既為造福于人類開辟了廣闊的前

7、景，也帶來了危及地球生命和人類社會的“全球問題”，它深刻地反映了科學與價值的矛盾?？茖W技術能否造福于人類，關鍵取決于掌握科學技術的人，取決于人們對科學技術應用的合理控制。“全球問題”不僅是自然問題、科學技術的問題，而且是一個社會問題，需要依賴國內的社會環(huán)境和國際環(huán)境的共同作用才能得到合理解決。無論是轉基因技術還是克隆技術都有安全性問題，同時也會帶來一系列倫理道德的問題?；谶@種認識，在課標》中除了介紹生物技術在推進社會發(fā)展中的積極作用外

8、，還有責任討論它可能帶來的負面影響，為此，特意單獨設立了一個“生物技術的安全性和倫理性問題”的主題，專門來探討相關問題。,本模塊在高中生物課程中的價值、地位,本模塊以專題的形式著重介紹現代生物科學和技術中一些重要領域的研究熱點、發(fā)展趨勢與應用前景，以開拓學生視野，增強學生的科技意識，激發(fā)學生探索生命奧秘和熱愛生物科學的情感，為適應現代生活和進一步學習現代生物學奠定基礎。浙江省把《現代生物科技專題》模塊定為選修ⅠA，即列入高考命題范圍的

9、模塊，是報考一、二類的側理學生限定選修內容。,本模塊的學習意義與價值,開拓視野，為進一步學習現代生物科學奠定基礎 通過“生物科技專題”的學習，將涉及到許多現代生物科學的理論研究成果，特別是與生物技術發(fā)展相關的理論基礎。如基因工程操作必須理解DNA的理化性質、DNA在體內復制和體外擴增原理、基因重組、遺傳信息的流動和基因表達的機制；克隆技術會涉及細胞的全能性、細胞的分化和脫分化機制、細胞的核、質相互作用等原理；胚胎工程會涉及精子和卵細

10、胞發(fā)生過程及其激素調節(jié)、受精作用機制及胚胎發(fā)育過程。生態(tài)工程所涉及的相關原理更多，其中有系統(tǒng)論、生物間的共生、抗生理論、生物多樣性及食物鏈理論，等等。它不僅豐富了必修模塊所學的知識，還可以讓學生進一步了解現代生物科學技術一些重要領域的研究熱點和發(fā)展趨勢，開拓學生視野，為以后進一步學習現代生物學奠定基礎。,增強科技意識，激發(fā)熱愛生物科學的情感 通過“生物科技專題”的學習，學生將進一步認識科學與技術之間的關系，了解研究生物科學的重大意

11、義，激發(fā)探索生命奧秘和熱愛生物科學的情感，為規(guī)劃人生提供幫助?！叭祟惢蚪M計劃”的實施和深入發(fā)展，將有可能從更深層次上了解人體生長、發(fā)育、正常生理活動以及各種疾病的病因和發(fā)病機理，并為醫(yī)學提供防治策略、途徑和方法?！八净蚪M計劃”的順利開展，對21世紀農業(yè)的發(fā)展，解決糧食問題，將產生巨大的影響。通過基因重組技術，PCR技術、DNA和蛋白質序列分析技術、分子雜交技術、細胞和組織培養(yǎng)技術、細胞融合技術、核移植技術等等，促進了基因工程、蛋白

12、質工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、染色體工程、組織工程、胚胎工程等生物工程的誕生與發(fā)展，已在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護等方面得到了廣泛應用，并取得了突破性進展。,提高對科技進步與社會發(fā)展關系的認識，以適應現代社會和生活 20世紀70年代，對人類生活和經濟活動產生深刻影響的重組DNA技術和淋巴細胞雜交瘤技術的突破，帶動了生物技術的迅猛發(fā)展，初步形成了一個全新的現代生物技術群及新興產業(yè)。20世紀90年代，克隆羊多莉誕生、體細胞克隆技

13、術的突破、DNA擴增PCR技術等進一步推動了生物技術革命性的發(fā)展。現代生物技術已經成為人類認識和改造自然界，克服自身所面臨的人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、疾病危害。能源和資源匾乏、生態(tài)平衡破壞及生物物種消亡等一系列重大問題的可靠手段和工具。生物技術的發(fā)展有利于解決糧食等涉及國家經濟安全的問題，改善廣大群眾的健康狀況、提高生活質量，促進那些高污染、高耗能的傳統(tǒng)產業(yè)改造和產業(yè)升級，帶動有效需求、產生新的經濟增長點。面對新技術革命的今天，讓

14、學生初步了解現代生物科技研究的進展和展望，以及對現代社會和生活的影響，對他們直面人生，發(fā)展批判性思維，提高辨別是非和決策能力，以適應現代社會和生活是非常有益的。,本模塊課程內容的學習要求,由于受學時數的限制，本模塊只確定了當今人們普遍關注的生物技術中的四項工程技術，它們與當今農業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療事業(yè)緊密相關的工程技術，而且是前沿技術。本模塊中有不少內容涉及了當今社會人們普遍關注的熱點問題，如轉基因生物(食品)的安全性、克隆動物的利與弊、生物

15、武器對人類的威脅等。由于本模塊安排的學習內容都是高新技術內容，但高中階段的學習畢竟不是專業(yè)教育，選修課程仍然是高中生物課程不可分割的一部分，是對必修課程的有益補充，仍然是一個普通公民生物科學素養(yǎng)的養(yǎng)成教育。因此，在生物技術的理論原理的學習上，不必追求完整深刻，在具體的操作技術上只需一般了解即可。,2008年新課程標準生物科考試大綱,本模塊的高考試題分析,山東理綜卷（選做題8分）：35.為擴大可耕地面積，增加糧食產量，黃河三角洲等鹽

16、堿地的開發(fā)利用備受關注。我國科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。⑴獲得耐鹽基因后，構建重組DNA分子所用的限制性內切酶作用于圖中的 a 處，DNA連接酶作用于 a 處（填“a”或“b”） 。⑵將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農桿菌轉化法和 基因槍法（花粉管通道法）法。⑶由導入目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用 植物組織培養(yǎng) 技術，該技術的核心是 脫分化 和 再分化 。⑷為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成

17、功，既要用放射性同位素標記的 耐鹽基因（目的基因）做探針進行分子雜交檢測，又要用 一定濃度的鹽水澆灌（移植到鹽堿地中）方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。,寧夏理綜卷（選做題15分） 38、回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題⑴在動物細胞培養(yǎng)過程中。當貼壁細胞分裂生長到細胞表面 相互接觸 時，細胞會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的 接觸抑制 。此時，瓶壁上形成的細胞層數是 單層（或一層）。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用

18、的酶是胰蛋白酶。⑵隨著細胞傳代次數的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現 衰老甚至死亡 現象；但極少數細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質發(fā)生改變而變成 不死性 細胞，該種細胞的黏著性降低 ，細胞膜表面蛋白質（糖蛋白）的量 減少 。⑶現用某種大分子染料，對細胞進行染色時，觀察到死細胞被染色，而活細胞不染色，原因是 由于活細胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內，故活細胞不能著色（或由于死細胞的膜喪失了選擇透過性，大分

19、子染料能夠進入死細胞內而著色）。⑷檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數目，最好選用細胞分裂到 中 期的細胞用顯微鏡進行觀察。⑸在細胞培養(yǎng)過程中，通常在 冷凍（或超低溫、液氮）條件下保存細胞。因為在這種條件下，細胞中 酶 的活性降低，細胞 新陳代謝 的速率降低。⑹給患者移植經細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現象，這是因為機體把移植的皮膚組織當作 抗原 進行攻擊。,2008年海南生物卷（選考題18分） 25．某二倍體植物是雜合體

20、，圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產生完整植株的過程。據圖回答：（1）圖中①表示的是該花粉培養(yǎng)過程中的脫分化過程，②表示的是再分化過程，X代表的是胚狀體，③表示的是分化（或發(fā)育） 過程，④表示的是誘導生根過程。（2）圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條，具體通過那一條途徑主要取決于培養(yǎng)基成分中激素的種類及其濃度配比，最后獲得的來源于為成熟花粉的完整植株都稱為單倍體 植株（甲）。未成熟花粉經培養(yǎng)能形成完整植株，說明為成

21、熟花粉具有細胞的全能性。（3）對植株進行染色體加倍，才能使其結實產生后代（乙），否則植株甲只有通過無性生殖的方式才能產生后代（丙）。乙、丙兩種植株中，能產生可育花粉的是乙植株，該植株群體中每一植株產生可育花粉的基因組成種類數為一種，該群體植株產生可育花粉的基因組成種類數為多種?；ㄋ幣囵B(yǎng)在育種上的特殊意義是縮短育種周期，從而開辟育種新途徑。,26．圖為某種質粒表到載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性內切酶EcoRI、BamHI的酶切位點

22、， ampR為青霉素抗性基因，tctR 為四環(huán)素抗性基因，P啟動子，T為終止子，ori為復制原點。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內的多種酶的酶切位點。 據圖回答：（1）將含有目的基因的DNA與質粒該表達載體分別用EcoRI酶切，酶切產物用ＤＮＡ連接酶進行連接后，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產物有目的基因―載體連接物、載體―載體連接物、 目的基因―目的基因連接物三種 。若要從這些連接產物中分離

23、出重組質粒，需要對這些連接產物進行分離純化。（2）用上述3種連接產物與無任何抗藥性的原核宿主細胞進行轉化實驗。之后將這些宿主細胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產物是載體－載體連接物 ；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產物是目的基因-載體連接物、載體-載體連接物。 （3）在上述實驗中，為了防止目的基因和基因和質粒表達載體在酶切后產生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應選用的酶是啟動子

24、mRNA 。（4）在上述實驗中，為了防止目的基因和質粒表達載體在酶切后產生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應選用的酶是 EcoRI和BamHI,廣東生物卷（選考題10分） 39．天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經一系列復雜的轉化過程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉人釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產生酒精。請回答下列問題：（1）將淀粉酶基因切割下來所用的工具是限制酶(限制性核酸內切

25、酶) ，用1DNA連接酶 將淀粉酶基因與載體拼接成新的DNA分子，下一步將該DNA分子導入受體細胞，以完成工程菌的構建。（2）若要鑒定淀粉酶基因是否插人釀酒酵母菌，可采用的檢測方法是DNA分子雜交技術；若要鑒定淀粉酶基因是否翻譯成淀粉酶，可采用抗原抗體雜交或淀粉酶活性檢測。將該工程菌接種在含淀粉的固體平板培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，加入碘液，工程菌周圍出現透明圈，請解釋該現象發(fā)生的原因。 該工程菌產生的淀粉酶可分泌至培養(yǎng)基，水解

26、淀粉后的區(qū)域，遇碘不再變藍色，產生透明酶。（3）如何進一步鑒定不同的轉基因工程菌菌株利用淀粉能力的大??？ 測定相同培養(yǎng)條件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精產量（4）微生物在基因工程領域中有哪些重要作用？工具酶主要來自微生物；最重要的目的基因供體庫之一；目的基因的載體之一；作為受體細胞；提供用于發(fā)酵的工程菌。,江蘇生物卷18．下列敘述中錯誤的是（A）A．改變NaCl溶液的濃度只能使DNA溶解而不能使其析出B．在沸水浴中

27、，DNA遇二苯胺試劑會呈現藍色C．加鹽和加酒都能抑制微生物的生長D．密封瓶口前最好將瓶口通過火焰以防雜菌污染20．下列關于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是（D ）A．培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調節(jié)滲透壓B．培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化C．離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織D．同一株綠色開花植物不同部位的細胞經培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同,32．（8分）將動物致病菌的抗原基因導

28、入馬鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉基因馬鈴薯可使動物獲得免疫力。右圖是與植物疫苗制備過程相關的圖和表。請據圖表回答。(1)在采用常規(guī)PCR方法擴增目的基因的過程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物體內的DNA聚合酶，其最主要的特點是耐高溫（2）PCR過程中退火（復性）溫度必須根據引物的堿基數量和種類來設定。表1為根據模板設計的兩對引物序列，圖2為引物對與模板結合示意圖。請判斷哪一對引物可采用較高的退火溫度？引物對B。,（3

29、）圖1步驟③所用的DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有專一性要求？否。（4）為將外源基因轉入馬鈴薯，圖1步驟⑥轉基因所用的細菌B通常為農桿菌 。（5）對符合設計要求的重組質粒T進行酶切，。假設所用的酶均可將識別位點完全切開，請根據圖1中標示的酶切位點和表2所列的識別序列，對以下酶切結果作出判斷。①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到 2 種DNA片斷。②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到 1 種DNA片斷。,34．選

30、做題（6分）下面是以小鼠為對象進行的研究工作，請分析回答問題。（1）進行小鼠胚胎工程操作時，首先在光控周期下（光照14h，黑暗10h）飼養(yǎng)成年雌鼠，并注射促進性腺激素，目的是促進排卵（或超數排卵） 。然后從雌鼠輸卵管中取出卵子，在一定條件下培養(yǎng)成熟；并從雄鼠附睪中取出精子，在一定條件下培養(yǎng)一段時間，目的是使精子獲能 。再在37℃，5%CO2條件下，精卵共同作用4h，沖洗后繼續(xù)培養(yǎng)。定時在顯微鏡下觀察胚胎的變化，第5天右以看到胚胎發(fā)生

31、收縮，細胞間隙擴大，接著胚胎內部出現裂隙，這是胚胎囊胚期開始的標志。（2）如果體外受精后，在精核與卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用細胞松弛素B處理（作用類似于用秋水仙素處理植物細胞），處理后的受精卵可發(fā)育成小鼠。這種方法在動物新品種選育中的顯著優(yōu)點是容易獲得純合子并縮短育種時間。（3）如果將小鼠甲的體細胞核移入小鼠乙的去核卵細胞中，由重組細胞發(fā)育成小鼠丙，則小鼠丙的基因來源于小鼠甲（體細胞）的核基因和小鼠乙（卵細胞）的細胞質基因

32、 。（4）如果將外源基因導入小鼠受精卵，則外源基因可能隨機插入到小鼠受精卵DNA中。這種受精卵有的可發(fā)育成轉基因小鼠，有的卻死亡。請分析因外源基因插入導致受精卵死亡的最可能原因外源基因的插入使受精卵內生命活動必需的某些基因不能正常表達,現代生物科技專題的教學要求與建議,第一章 基因工程第二章 克隆技術第三章 胚胎工程第四章 生物技術的安全性和倫理問題第五章 生態(tài)工程,第一章 基因工程,一、課標內容1.簡述基因工程的誕生。2

33、.簡述基因工程的原理及技術。3.舉例說出基因工程的應用。4.簡述蛋白質工程。二、內容結構,第一節(jié) 工具酶的發(fā)現和基因工程的誕生,知識結構教學要求,第二節(jié) 基因工程的原理和技術,知識結構教學要求,第三節(jié) 基因工程的應用,知識結構教學要求第四節(jié) 基因工程的發(fā)展前景（選學）不作要求,第二章 克隆技術,一、課標內容1.簡述植物的組織培養(yǎng)。2.簡述動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆。3.舉例說

34、出細胞融合與單克隆抗體。二、內容結構,第一節(jié) 什么是克隆,知識結構教學要求,第二節(jié) 植物的克隆,知識結構教學要求,第三節(jié) 動物的克隆,知識結構教學要求,第三章 胚胎工程,一、課標內容1．簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程。2．簡述胚胎工程的理論基礎。3．舉例說出胚胎干細胞的移植。4．舉例說出胚胎工程的應用。二、內容結構,第一節(jié) 從受精卵談起,知識結構教學要求,第二節(jié) 胚胎工程

35、,知識結構教學要求,第四章 生物技術的安全性和倫理問題,一、課標內容1.關注轉基因生物的安全性問題。2.舉例說出生物武器對人類的威脅。3.討論生物技術中的倫理問題。二、內容結構,第一節(jié) 來自生物技術的憂慮,知識結構教學要求,第二節(jié) 現代生物技術對人類社會的總體影響,知識結構教學要求,第五章 生態(tài)工程,一、課標內容1.關注生態(tài)工程的建設。2.簡述生態(tài)工程的原理。3.舉例說出生態(tài)工程的實