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1、浅谈现代生物技术的发展与前景浅谈当代生物技术的发展与前景本模块为进一步学习生物科学类专业的学生设计。生物科学在微观和宏观两方面迅速发展，产生了生物技术产业，深入影响人类社会的生活、生产和发展。本模块以专题形式介绍当代生物科学和技术中一些重要领域的研究热门、发展趋势和应用前景，以开拓学生视野、加强科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为适应当代生活和进一步学习生物学奠定基础。二、本模块的主要特点:1.专题形式呈现，从微观到宏观本模块不同于必修模块，是以专题的形式呈现，各专题间无内在联络，但专题的顺序是按微观到宏观的次序安排的。由于基因工程是当代生物技术的核心内容，是生物工程中发展最
2、迅速、应用最广泛的技术之一，因而（课标）中首先介绍基因工程，从微观上介绍生物工程;然后从细胞水平上介绍细胞工程的主要内容克隆技术和胚胎工程;最后从宏观上介绍生态工程。2.注意技术的原理与应用的结合本模块以生物技术中四大工程为主体，侧重于介绍技术的生物学原理而不是介绍生物技术的操作方法为重点;生物技术的学习中，可将技术生物学原理、科学家的创造性思维、科学方法与这些技术的发展历程有机地结合起来，进而使学生树立正确的科学思维方法，激发学生探索生命的奥秘。本模块注重介绍生物技术的发展趋势和应用前景，开拓学生视野，使学生加强科技意识，激发学生热爱生物科学的情感。3.讲述为主，活动为辅本模块属于高科技的内
3、容，实验操作技术复杂，要务实验设备、精细仪器和试剂较多，限于目前大多数学校的设备条件和资金，（标准）除安排“DNA的粗提取和鉴定外，没有安排实验内容。由于这些技术的发展日新月异，新的成果不断涌现，任何教材都无法采集最新的成果，因而，在每一部分内容的“活动建议中安排了采集和分析有关资料、沟通或讨论有关生物技术的热门问题等可行的活动内容，这些内容的安排不但锻炼了学生搜集、分析资料乃至撰写专题论文的能力，同时使学生密切关注生物技术的发展动态，激发学生热爱科学的情感。4.注意培养批判性思维能力科学技术的发展是人类文明的重要标志。任何新的技术都是一把“双刃剑，有利也有弊，生物技术也不例外。当代生物技术的
4、推广与应用对推动社会科技进步、提高人民生活水平方面起到了积极的作用，但生物技术(如:转基因技术、克隆技术等)本身存在安全性问题，同时会带来一系列的社会伦理道德等问题。因而，（课标）中除了重点介绍生物技术在推动社会发展中的积极作用外，还要讲明生物技术可能带来的负面影响。（课标）中增加了“讨论转基因生物的利与弊、“生物技术的安全性和伦理问题等内容，其目的在于培养学生明辨是非，对事物具有分析、判定、决策的批判性思维能力，提高学生生物科学素养。三、本模块的主要内容以及与原（大纲）的比拟1.主要内容:当代生物技术是以分子遗传学为核心的当代生物科学技术，是用先进的科学原理和工程技术手段，根据人们预先的设计
5、，对生物材料进行加工、改造和模拟生物及其功能，为人类生产有益的生物制品、培育优良生物品种或提供社会服务的新兴技术领域。其内容主要包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、胚胎工程、脑科学技术、生物信息学技术等。本模块介绍了生物工程中的基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程等五部分，主要内容及活动建议包括:6.1基因工程详细内容标准活动建议简述基因工程的诞生。DNA的粗提取和鉴定。简述基因工程的原理及技术。观看基因工程的影像资料。举例讲出基因工程的应用。调查基因工程产品在社会中的应用情况，讨论转基因生物的利与弊。简述蛋白质工程。6.2克隆技术详细内容标准
6、活动建议简述植物的组织培养。简述动物的细胞培养与体细胞克隆。讨论克隆技术的社会意义。搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。举例讲出细胞融合与单克隆抗体。6.3胚胎工程详细内容标准活动建议简述动物胚胎发育的基本经过。简述胚胎工程的理论基础。举例讲出胚胎干细胞的移植。利用互联网搜集有关干细胞研究进展的资料。举例讲出胚胎工程的应用。6.4生物技术的安全性和伦理问题详细内容标准活动建议关注转基因生物的安全性问题。搜集与沟通生物技术研究与开发的有关政策和法规。举例讲出生物武器对人类的威胁。讨论生物技术中的伦理问题。6.5生态工程详细内容标准活动建议关注生态工程的建设。通过参观或搜集资料，了解当地生态工
7、程的建设情况。简述生态工程的原理。举例讲出生态工程的实例。2.与原（大纲）的比拟（课标）中固然仍保留原（大纲）中的部分生物技术，如:基因工程、细胞工程和蛋白质工程，但增加了这些生物技术的原理，使生物技术的生物学原理与科学家在研究这些技术时的创造性思维有机地结合起来，激发学生学习生物科学的兴趣。（课标）中将原（大纲）中的“细胞工程内容改为“克隆技术。尽管所涉及的内容没有改变，但这种改变不是由于“克隆一词有感染力，而是强调了植物组织培养与动物体细胞克隆间的本质联络，即细胞的全能性。（课标）中将“细胞的全能性放入必修模块中学习，由于细胞的全能性是细胞分化、克隆技术(细胞工程)的生物学基础，是所有高中
8、学生都应该把握的知识，因而将该部分内容放入必修模块中学习。由于我国是农业大国，畜牧业是农业的重要组成部分，调整畜牧业产业构造，增加农民收入，是国家切实关心农民利益的行动之一。我国是畜牧业比拟落后，其主要原因是家畜品种较差，家畜品种改进是提高畜牧业效益的最根本措施。利用传统的杂交育种进行品种改进周期长，见效慢，解决这一问题最有效的方法是利用胚胎工程技术，部分技术(如:人工授精与胚胎移植技术)已得到广泛应用，成效显著。为了提高学生的生物学素养，适应时代的需要，（课标）中增加了“胚胎工程单元。生物技术成果在医药和农业生产上的推广和应用，对人类的生产和生活产生了极大的影响。与其他高新技术一样，生物技术
9、也具有“双刃剑效应:它既能够造福与人类，可以能在使用不当时给人类带来灾难。如转基因技术能够制造优良新品种农作物，可以以用来生产出生物武器;克隆技术能够用来复制优良品种家畜，可以以用来制造克隆人，等等。可见，生物技术迅速发展的同时，也带来了诸多生物安全及生物伦理，这已引起科学界、社会公众和各国政府的普遍关注。（课标）中增加了“生物技术的安全性和伦理问题单元，目的在于使学生正确理解生物技术，培养正确应用生物技术为人类服务的道德情操。（课标）删除原（大纲）中“人与生物圈的单元，由于初中新教材的主题就是“人与生物圈，初中教材中对各类生态系统都有所介绍，高中教材中增加了“生态工程单元，目的在于使学生认识
10、到人类社会为了实现生态环境保护与社会经济协同发展(可持续发展)，必须应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、构造与功能协调原则、物质分层多级利用原则，对人类赖以生存的环境进行保护和综合治理，对人工生态系统、人类社会环境和资源进行综合性保护、改造、治理和调控。原（大纲）只注重生态系统的叙述，未能很好地体现生态学理论为人类服务的意识，（课标）增加“生态工程，其目的就在于让学生了解生态学不是纯描绘性的学科，运用生态学理论同样能够为人类服务。四、本模块课程内容的要求1.基因工程基因工程是当代生物技术的核心，基因工程诞生30多年来，在理论和实际应用方面都获得了惊人的成绩，它使人类能够在一定程度上能够根据本人的意愿改变生物的形状，产生对人类更有价值的物种。抗虫棉、转基因番茄、转基因动物等日新月异的转基因生物的出现，它不仅使整个生命科学领域发生了史无前例的深入改变，而且将为解决世界面临的能源、粮食、人口、资源以及污染等严重问题开拓新