2019-2020年高中生物 基因工程及其應(yīng)用 第2課時(shí)示范教案 新人教版.doc

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2019-2020年高中生物 基因工程及其應(yīng)用 第2課時(shí)示范教案 新人教版 ●教學(xué)過程 ［課前準(zhǔn)備］ 1.教師準(zhǔn)備 （1）教師將聽證會(huì)規(guī)則、程序、角色扮演的程序和具體要求以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)印好，分發(fā)給各學(xué)習(xí)小組。 （2）教師整理《轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品利弊爭(zhēng)論的要點(diǎn)》，印發(fā)給各學(xué)習(xí)小組。 （3）收集轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性的資料信息，轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的利弊關(guān)系的資料，請(qǐng)有關(guān)專家學(xué)者到學(xué)校做有關(guān)基因工程知識(shí)的講座。 （4）教師設(shè)計(jì)并參與制作計(jì)算機(jī)教學(xué)課件，在校園網(wǎng)上制作網(wǎng)頁，查找大量資料，完善網(wǎng)頁內(nèi)容，建立內(nèi)容豐富的“基因工程知識(shí)資源庫”。 （5）教師根據(jù)學(xué)生的資料準(zhǔn)備狀況、知識(shí)的準(zhǔn)確性、搶答的積極性、講述的條理性、姿態(tài)的自然性、課件的美觀性編制《學(xué)生聽課記錄和評(píng)價(jià)表》。 （6）教師編制《研究性學(xué)習(xí)課題研究專題報(bào)告》。 2.學(xué)生準(zhǔn)備 （1）學(xué)生預(yù)習(xí)教材，對(duì)教材中的內(nèi)容做宏觀地了解。 （2）利用課余時(shí)間，通過看書、看報(bào)及看電視，收集有關(guān)基因工程的成果與發(fā)展前景的資料或信息并制成課件，也可以走訪有關(guān)的專家、學(xué)者了解該內(nèi)容。 （3）分組預(yù)習(xí)并完成教師下發(fā)的有關(guān)資料。 （4）按聽證會(huì)的要求擺好課桌椅，根據(jù)各小組的選擇按辯論的正方和反方分成左右兩個(gè)大組。 ［情境創(chuàng)設(shè)］ 教師：通過課件向?qū)W生展示基因工程給人類帶來巨大成就的圖片。同時(shí)述說如下：基因工程自1973年誕生后，由于基因工程技術(shù)具有可以直接控制基因，將基因從一個(gè)物種轉(zhuǎn)移至另一個(gè)物種，創(chuàng)造出新的物種或新的品種的顯著特點(diǎn)，也就是說，可按照人們的主觀愿望，創(chuàng)造出自然界中原先并不存在的新的生物類型，使人類從單純地認(rèn)識(shí)生物和利用生物的傳統(tǒng)模式跳躍到隨心所欲改造生物和創(chuàng)造生物的新時(shí)代。經(jīng)過30多年的發(fā)展歷程，取得了驚人的成績(jī)，特別是近10年來，基因工程的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)。基因轉(zhuǎn)移、基因擴(kuò)增多技術(shù)的應(yīng)用，不僅使生命科學(xué)的研究發(fā)生了前所未有的變化，而且在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中，為農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等方面開拓了廣闊的發(fā)展前景。 今天就由同學(xué)們來闡述自己的認(rèn)識(shí)和看法。 ［師生互動(dòng)］ 教師：首先請(qǐng)各小組匯報(bào)課前收集到的有關(guān)基因工程應(yīng)用的事例資料。 學(xué)生分組匯報(bào)并交流課前收集資料的情況。 學(xué)生1：基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩方面： （1）通過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。 （2）用基因工程的方法可培育出具有各種抗逆性的作物新品種?，F(xiàn)在已培育出一批分別具有抗病、抗蟲、抗除草劑、抗鹽堿、抗病毒、抗干旱等性狀的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。1996至xx年的短短五年間，全球轉(zhuǎn)基因作物從170104 hm2發(fā)展到4 420104 hm2，其推廣速度是前所未有的…… 學(xué)生2：基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用 基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用也具有廣闊的前景，科學(xué)家將某種特定基因與病毒DNA構(gòu)成重組DNA，然后，通過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中，并由這種受精卵發(fā)育成新個(gè)體，這就是我們?cè)谇懊嫣岬降霓D(zhuǎn)基因動(dòng)物。通過轉(zhuǎn)基因動(dòng)物人們可以獲得所需要的各種優(yōu)良品種。 1982年，美國(guó)科學(xué)家將人的生長(zhǎng)基因和牛的生長(zhǎng)基因分別注射到小白鼠的受精卵中，借腹懷胎后，產(chǎn)下的小白鼠比一般的大一倍，出現(xiàn)了前所未有的“超級(jí)鼠”，這是世界上第一只轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。人們還用同樣的方法，陸續(xù)獲得了自然界中從來就不曾有過的“超級(jí)綿羊”和“超級(jí)魚”等動(dòng)物。例如：轉(zhuǎn)基因綿羊，比一般綿羊生長(zhǎng)快30％，體型大0.5倍；又如，澳大利亞科學(xué)家培育的轉(zhuǎn)基因豬，4個(gè)月后體重可達(dá) 90 kg，生長(zhǎng)速度比普通家豬提高100％。 學(xué)生3：基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生 基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用主要可概括為兩個(gè)方面： （1）用于生產(chǎn)基因工程藥品 所謂基因工程藥物就是先確定對(duì)某種疾病有預(yù)防和治療作用的蛋白質(zhì)，然后將控制該蛋白質(zhì)合成過程的基因取出來，經(jīng)過一系列基因操作，最后將該基因放入可以大量生產(chǎn)的受體細(xì)胞中去，這些受體細(xì)胞包括細(xì)菌、酵母菌、動(dòng)物或動(dòng)物細(xì)胞、植物或植物細(xì)胞，在受體細(xì)胞不斷繁殖過程中，大規(guī)模生產(chǎn)具有預(yù)防和治療這些疾病的蛋白質(zhì)，即基因疫苗或藥物。 基因工程的方法不受原料的限制，可以高效率的生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥物，如胰島素、抗生素等。 （2）用于基因診斷和基因治療 ①基因診斷（展示DNA分子雜交過程的動(dòng)畫效果） 基因診斷：運(yùn)用基因分析對(duì)疾病作出診斷的方法，是遺傳病最準(zhǔn)確的診斷手段，也是一種威力強(qiáng)大的高新技術(shù)。傳統(tǒng)診斷方法是通過表現(xiàn)型來推測(cè)基因型，而基因診斷是從基因著手來推斷表現(xiàn)型，即繞過基因產(chǎn)物，通過直接探查基因進(jìn)行診斷，不受細(xì)胞類型和發(fā)病年齡的限制，可用于一切遺傳病的診斷?；蛟\斷也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。用放射性同位素（如P）、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。 癌細(xì)胞的病變過程，主要是由于基因調(diào)節(jié)控制失靈，通過基因診斷，將發(fā)生紊亂的基因加以修復(fù)，有希望根治癌癥。半乳糖血癥是一種先天性糖代謝缺陷癥，通過基因診斷，發(fā)現(xiàn)病人缺少一種合成半乳糖轉(zhuǎn)移酶的基因。若把半乳糖轉(zhuǎn)移酶的基因轉(zhuǎn)入缺乏這種基因的人體中，治療這種先天性疾病將成為可能。基因診斷已用于鐮刀狀紅細(xì)胞貧血癥和地中海貧血癥的診斷；對(duì)腸道病毒、皰疹病毒、腺病毒、肝炎病毒等引起的疾病，基因診斷技術(shù)已用于臨床實(shí)踐。 ②基因治療 基因治療，顧名思義，是指在基因水平上對(duì)人類疾病進(jìn)行治療。具體地說，它是利用基因轉(zhuǎn)移或基因調(diào)控的手段，將正常基因轉(zhuǎn)入疾病患者機(jī)體細(xì)胞內(nèi)，取代致病的突變基因，表達(dá)所缺乏的基因產(chǎn)物；或者是通過基因調(diào)控的手段，有目的地抑制異?；虮磉_(dá)或重新開啟已關(guān)閉的基因，達(dá)到治療遺傳病、腫瘤、艾滋病、心血管病等疾病的目的。 學(xué)生4：基因工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用 隨著人類社會(huì)的發(fā)展，糧食危機(jī)越來越威脅著人類的生存與發(fā)展，利用基因工程可以為人類開辟新的食物來源。如雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)成功，表明人們有希望從發(fā)酵罐里生產(chǎn)出人類需要的卵清蛋白。同樣的，不久的將來，人們還可以從微生物中獲得人們所需要的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 學(xué)生5：基因工程應(yīng)用于環(huán)保 基因工程應(yīng)用于環(huán)保，一方面基因工程方法可用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。據(jù)報(bào)道，用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。具體方法：用一個(gè)特定的DNA片段制成探針，與被測(cè)的病毒DNA雜交，從而把病毒檢測(cè)出來。與傳統(tǒng)方法相比具有快速、靈敏的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)一次需幾天或幾個(gè)星期的時(shí)間，精確度不高，而用DNA探針只需一天。據(jù)報(bào)道，能從1 t水中檢測(cè)出 10個(gè)病毒來，精確度大大提高。 基因工程還可用于凈化環(huán)境。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，石油這種含有多種烴類的物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染。自然界中，假單孢桿菌能夠分解石油，但是，每一種假單孢桿菌只能分解石油中的某一種成分。1975年，科學(xué)家用基因工程的方法，把能分解三種烴類的基因都轉(zhuǎn)到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時(shí)分解四種烴類的“超級(jí)細(xì)菌”。 學(xué)生6：21世紀(jì)，是基因工程迅速發(fā)展和日臻完善的世紀(jì)，它將為人類帶來巨大的效益，人們不光在基因工程的技術(shù)上取得突破，還將加速其產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程?；蚬こ虒⒃谌祟惿畹姆椒矫婷姘l(fā)揮它舉足輕重的作用。 教師：同學(xué)們的陳述為我們展示了基因工程的美好前景?，F(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們看我摘錄的一則消息：xx年英國(guó)的研究人員普斯陶伊通過新聞媒體向人們展示了他的研究成果：實(shí)驗(yàn)鼠在食用轉(zhuǎn)基因土豆十天后，其腎、脾和消化道都出現(xiàn)了不同程度的損傷。你們?cè)鯓涌创D(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性呢？ 學(xué)生：閱讀教科書P105的內(nèi)容。 學(xué)生：四人一組，根據(jù)課前教師整理印發(fā)給各組的《轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品利弊爭(zhēng)論的要點(diǎn)》，對(duì)教科書P105資料分析中的兩種觀點(diǎn)進(jìn)行思考、討論，找出支持某一觀點(diǎn)的有力論據(jù)。 學(xué)生：分組討論，教師強(qiáng)調(diào)支持某一觀點(diǎn)的論據(jù)要充分，要注意科學(xué)性、客觀性和邏輯性。 教師：將聽證會(huì)角色扮演的程序、規(guī)則和具體要求以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，分發(fā)給各組，引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位討論并形成陳述報(bào)告要點(diǎn)。 學(xué)生：在討論的基礎(chǔ)上，協(xié)商或小組指派某個(gè)角色，安排角色扮演活動(dòng)。 教師：角色扮演包括： A.基因工程研發(fā)人員 B.轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)場(chǎng)主或轉(zhuǎn)基因食品生產(chǎn)商代表 C.環(huán)保志愿者 D.消費(fèi)者 E.食品與藥品檢測(cè)監(jiān)督部門的代表 F.決策部門主管 G.法律專家代表 學(xué)生：站在所扮演角色的立場(chǎng)上，收集證據(jù)，按規(guī)定程序陳述。 模擬聽證會(huì) 議題：近來，一些市民和媒體紛紛向市政府反映了他們對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品或轉(zhuǎn)基因安全性的擔(dān)憂，呼吁市政府制定條例對(duì)轉(zhuǎn)基因生物及轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)和銷售加以控制。請(qǐng)你作為上述A～G的任一角色參加聽證會(huì)，就是否應(yīng)當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品加以限制發(fā)表你的看法。 要求：觀點(diǎn)正確，論據(jù)充分，注意科學(xué)性、客觀性和邏輯性。 聽證會(huì)程序 （1）決策部門的主管陳述聽證會(huì)議題及議程（規(guī)則）； （2）控辯雙方分別陳述各自的主張； （3）辯論階段； （4）法律專家代表陳述我國(guó)和世界各主要國(guó)家和地區(qū)的有關(guān)法律法規(guī)； （5）表決有關(guān)條例議案。 學(xué)生：每個(gè)小組選擇其中一個(gè)角色，準(zhǔn)備陳述提綱和辯論材料，做到尊重科學(xué)、體察民意、以理服人、客觀公正、民主決策。 學(xué)生：根據(jù)教師下發(fā)的評(píng)價(jià)表，認(rèn)真聽取控辯雙方的陳述，評(píng)出最佳辯論手。 ［教師精講］ 自20世紀(jì)70年代以來，以基因工程為代表的生物技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。轉(zhuǎn)基因作物已在美國(guó)、阿根廷及加拿大等國(guó)大面積種植，轉(zhuǎn)基因微生物已被大量用于商品化生產(chǎn)各種藥品，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究也取得了令人矚目的進(jìn)展。這些基因工程生物對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生及社會(huì)倫理等方面產(chǎn)生了巨大的影響，在解決人類面臨的環(huán)境惡化、資源匱乏、效益衰退和疾病健康等問題方面，顯示了巨大的作用。 但是，由于基因工程是一門新興的高新技術(shù)，通過基因重組，可將動(dòng)、植物和微生物的基因相互轉(zhuǎn)移，打破了傳統(tǒng)育種之間的界限，能把一種生物體的基因轉(zhuǎn)移至毫不相關(guān)的另一種生物體中，創(chuàng)造出新的物種或新的品種，這必然使人們對(duì)這些產(chǎn)品產(chǎn)生不安和擔(dān)憂，由此引發(fā)了轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的安全性的爭(zhēng)論。 目前，轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)可能引起的生物安全問題，特別是自由研究、制造、引入（環(huán)境）、投放（如市場(chǎng)）和排放轉(zhuǎn)基因有機(jī)物或轉(zhuǎn)基因生物可能產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全問題，已經(jīng)引起許多國(guó)家的關(guān)注和學(xué)術(shù)界的爭(zhēng)論。最初對(duì)生物技術(shù)安全性的爭(zhēng)論來源于美國(guó)和一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家的學(xué)術(shù)界，后來逐漸擴(kuò)展到工業(yè)、農(nóng)業(yè)及商業(yè)等部門和文化、道德、社會(huì)生活領(lǐng)域。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，因轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)而造成的影響，其中既有積極的也有消極的；既有正面的推動(dòng)作用，也有負(fù)面的風(fēng)險(xiǎn)；既有可能為人類帶來巨大的利益，也可能因管理或處置不當(dāng)而對(duì)人類和環(huán)境造成很大的不利影響。有些科學(xué)家認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)利大于弊，對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)的擔(dān)心是多余的，人類既然可以創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)，也可以駕馭它。概括起來，關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的爭(zhēng)論主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： （1）轉(zhuǎn)基因生物可能對(duì)環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。 （2）轉(zhuǎn)基因生物可能對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響，嚴(yán)重的可以致癌和其他遺傳病。 （3）基因武器可能給人類帶來毀滅性的危險(xiǎn)。 現(xiàn)在，我國(guó)農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部、國(guó)家出入境檢驗(yàn)檢疫局和國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局越來越重視轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的安全性，正密切關(guān)注國(guó)際上有關(guān)管理法規(guī)的動(dòng)向。 ［評(píng)價(jià)反饋］ 收回下發(fā)的評(píng)價(jià)表，師生共同評(píng)出最佳辯論手、優(yōu)秀學(xué)習(xí)小組。 ［課堂小結(jié)］ 一、基因工程的應(yīng)用 1.農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 （1）獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。 （2）培育出具有各種抗逆性的作物新品種。 2.畜牧業(yè)上的應(yīng)用 （1）培育各種具有優(yōu)良品質(zhì)的動(dòng)物。 （2）利用動(dòng)物乳腺細(xì)胞獲得人類所需要的各種物質(zhì)。 3.食品工業(yè)上的應(yīng)用 為人類開辟新的食物來源。 4.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生 （1）生產(chǎn)基因工程藥品。 （2）用于基因診斷與基因治療。 基因診斷：用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交的原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。 基因治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。 5.基因工程與環(huán)境保護(hù) （1）用于環(huán)境檢測(cè)。 （2）用于被污染環(huán)境的凈化。 二、關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 三、本章小結(jié) ［布置作業(yè)］ P106：拓展題2、3。 ［課后拓展］ 課外實(shí)踐：調(diào)查轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展現(xiàn)狀。 步驟要求：寫出開題報(bào)告、制作調(diào)查表、進(jìn)行調(diào)查、寫出調(diào)查報(bào)告。 ●板書設(shè)計(jì)