江苏高考新方案-核心素养-高中生物-选择性必修-模块三-生物技术与工程【必威体育精装版精品】.docx

模块3 生物技术与工程 课标通读 课标通读 本模块为选择性必修课程，记2学分，包含4个较为具体的概念，这些概念既是对必修内容的扩展和应用，又是对生物技术与工程的认识和理解，其主要内容包括发酵工程、细胞工程、基因工程和生物技术安全与伦理等。本模块的内容既重视基本的科学原理，也重视具体的生物技术，既重视产品的生产与工艺流程的设计，又重视学生实践活动的开发与实施。学生实验与实践环节是帮助学生达成教学目标的关键，如微生物的实验室培养、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数、果酒果醋的制作、植物的组织培养、PCR实验等，这些实验有的使学生了解基本原理或获得基本知识，有的偏重于实际操作与应用，有助于学生理解科学概念，发展科学思维，建立概念观念，培养解决实际问题的能力。 生物技术的各个分支领域是相互渗透、相互促进的。细胞是生物体结构和功能的基本单位，也是生物体代谢遗传的基本单位，通过选择或改造细胞的遗传特性来改良生物品种或通过细胞培养获取细胞代谢产物是生物技术与工程的主要目标与应用。细胞工程中的技术是其他生物工程的基础，如细胞工程中最主要的技术是动植物细胞培养技术，而基因工程中受体细胞的培养和筛选，发酵工程中微生物细胞的培养，胚胎工程中胚胎的早期培养等都需要细胞培养技术。 生物学知识是生物工程的原理和设计的基础，技术是科学原理和方法、工艺的结合，科学的技术化，工程的科学化，体现了科学、技术、工程学和数学的有机融合。同时生物工程应在法律和伦理的约束下，以人类需求为目标进行产品的开发，进而推动生物科学的不断进步，提高人类生活质量。在生物技术安全与伦理上，本模块选取了转基因产品的安全性、中国禁止生殖性克隆人、禁止生物武器等社会热点问题，以唤起学生强烈的社会责任感。 到本模块结束，学生应该知道： 从物理形态角度看，培养基主要分为固体培养基和液体培养基两大类，不同的微生物需要采用不同的培养基配方，但基本成分都包括水、碳源、氮源和无机盐，培养基成分可根据特定的培养目的进行增减。 获得纯净微生物是发酵工程的基础，获得纯净微生物的关键是通过无菌技术防止外来杂菌的入侵，无菌技术包括消毒和灭菌，常用的消毒方法如煮沸消毒法、酒精消毒法等，常见的灭菌技术如高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌等，需要根据不同材料、用具、部位、场所等选择合适的灭菌或消毒方法。 微生物的接种方法最常用的是平板划线法或稀释涂布平板法，操作过程需要按照无菌操作要求进行，否则会导致分离培养失败。微生物的计数可用稀释涂布平板法和显微计数法，恰当的稀释度是成功统计菌落数目的关键，也是显微计数法计数要注意的问题。 基因工程、细胞工程、发酵工程、胚胎工程，都是利用现代生物工程技术及动植物、微生物的特定功能，工业化生产人类需要的产品，可以是细胞产物如单抗、胰岛素、果酒等，也可以是活体生物如组培苗、动物胚胎、转基因生物等，各项工程技术之间既相对独立，又互为联系，如转基因技术的受体可以是受精卵或早期胚胎干细胞，也可以是微生物，涉及细胞工程与胚胎工程中的细胞培养、细胞融合、胚胎移植等技术。如果受体是微生物，则产品的生产往往需要通过发酵工程实现。 基因工程是在DNA水平上的设计和施工，核心技术是DNA重组技术，即基因工程基本操作程序中的基因表达载体的构建，至少需要三种工具，即限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技领域。 细胞工程是以细胞为单位，在体外无菌条件下进行培养、繁殖，或利用细胞融合、核移植等技术，使细胞某些生物学特征按照人们的意愿发生改变或获得细胞产品。根据操作对象的不同，细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程两大领域。植物组织培养是植物细胞工程最基本的技术，其原理是植物细胞的全能性。动物细胞培养技术是动物细胞融合、核移植、早期胚胎培养等其他细胞工程技术的基础，动物细胞融合的重要用途是生产单克隆抗体，体外受精就是在获能溶液或专用受精溶液中精子与卵子的融合。 现代生物技术从它诞生之日起，其两面性就无法回避。我们需要科学理性看待转基因技术、克隆技术等生物技术的安全和伦理问题，客观分析讨论生物科技的利弊，以负责任的态度面对社会舆论，形成正确导向，积极应对，趋利避害，而不是因噎废食。 模块教学建议 模块教学建议 在本模块的教学中，教师既要重视基本的生物科学技术概念的教学，重视生物工程原理（包括工艺流程）的学习，又要关注生物技术与工程的实际应用，落实科学、技术和社会相互关系的教育。 教师可以使用讲授演示的方式进行教学，阐述基本概念和原理，更要为学生提供实验条件及必要的参考资料，指导其设计和实施实验。“学”围绕“做”，把“做”放在核心位置，围绕怎样做、怎样做更有意义展开学习活动。根据本模块的特点，教师应该给予学生更多的实践机会参与主动学习活动