生物選修教學(xué)建議及課例分析

生物選修3教學(xué)建議

及課例分析課程標(biāo)準(zhǔn)對選修3的界定選修3:“現(xiàn)代生物科技專題”模塊以專題形式介紹了現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)一些重要領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，以開拓學(xué)生的視野，增強(qiáng)學(xué)生的科技意識，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物科學(xué)類專業(yè)奠定基礎(chǔ)。課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)建議本模塊的教學(xué)以專題講座和學(xué)生討論為主。由于本模塊所涉及的領(lǐng)域進(jìn)展迅速，教師要積極引導(dǎo)和組織學(xué)生查閱有關(guān)資料，練習(xí)撰寫專題綜述報(bào)告，并組織開展口頭交流、辯論等活動。教材情況分析由于選修3是比較新的內(nèi)容，即使是教過原有模式的高三選修內(nèi)容的老師，對于幾大生物工程的具體內(nèi)容仍然不熟悉，教學(xué)起來比較困難，備課量增大。胚胎工程、蛋白質(zhì)工程、生態(tài)工程對于老師來說是新內(nèi)容，基因工程比原來選修本內(nèi)容增多，難度加大。選修3的內(nèi)容與現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展是緊密聯(lián)系的，在教學(xué)目標(biāo)要求上，多為簡述和舉例說出，處于了解的層次，還有屬于情感目標(biāo)的第二層次——關(guān)注?？傮w要求不算高，但由于內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際生活相距較大，所以學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，會感覺難度比較大。選修3的各部分內(nèi)容比較散，幾大塊之間聯(lián)系較少，又需要比較多的生物基礎(chǔ)知識，所以學(xué)生復(fù)習(xí)相對較困難。選修3主要知識網(wǎng)絡(luò)1、課例分析

動物細(xì)胞融合與單克隆抗體教材分析：在“動物細(xì)胞融合”部分，由于考慮到其基本原理與植物的原生質(zhì)體融合相同，方法也類似，所以只用簡潔的文字介紹了動物細(xì)胞融合的概念、原理、方法、意義及應(yīng)用，其間插入了小資料、細(xì)胞融合過程的示意圖及小字的動物細(xì)胞融合技術(shù)發(fā)展簡史。既避免了重復(fù)，又突出了動物細(xì)胞融合的特點(diǎn)。單克隆抗體是動物細(xì)胞工程的新技術(shù)，也是本節(jié)教材的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。教材先由動物細(xì)胞融合的應(yīng)用引入單克隆抗體，接著又從傳統(tǒng)抗體生產(chǎn)存在的問題入手，引出單克隆抗體的概念。隨后又提出問題──怎樣才能獲得單克隆抗體？由此自然過渡到單克隆抗體的制備上。一、動物細(xì)胞融合

細(xì)胞融合是正常的生命活動兩個(gè)細(xì)胞正在融合

受精作用動物細(xì)胞融合用滅活的病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合過程細(xì)胞核病毒顆粒細(xì)胞核細(xì)胞A細(xì)胞B雜種細(xì)胞滅活的病毒物理法化學(xué)法仙臺病毒皰疹病毒新城雞瘟病毒二、單克隆抗體什么是抗體？

抗體是機(jī)體受抗原刺激后產(chǎn)生的、并能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。B淋巴細(xì)胞與抗體１．B淋巴細(xì)胞受抗原刺激后，可以產(chǎn)生抗體。２．動物體內(nèi)的B淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生百萬種以上的抗體，每種抗體對特定的抗原具有特異性免疫作用。３．每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只能產(chǎn)生一種抗體。單克隆抗體

由單個(gè)B淋巴細(xì)胞經(jīng)過無性繁殖（克?。?，形成基因型相同的細(xì)胞群，這一細(xì)胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體稱為單克隆抗體。

特點(diǎn)：

特異性強(qiáng)、靈敏度高

如何大量生產(chǎn)單克隆抗體？利用淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的功能利用腫瘤細(xì)胞無限增殖的特性利用細(xì)胞融合的技術(shù)將兩種細(xì)胞融合獲得具有淋巴細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞特性的雜交瘤細(xì)胞利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)大量培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞

單克隆抗體制備過程

注射抗原B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞細(xì)胞融合、篩選雜交瘤細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)篩選，繼續(xù)培養(yǎng)足夠數(shù)量的、能產(chǎn)生特定抗體的細(xì)胞群體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔單克隆抗體思考：1、本過程利用了哪些原理？免疫原理，細(xì)胞融合原理和動物細(xì)胞培養(yǎng)原理2、為什么選用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B細(xì)胞融合？這樣融合成的雜交瘤細(xì)胞，繼承了雙親細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，不僅具有B細(xì)胞分泌抗體的能力，而且還有無限增殖的本領(lǐng)，因而可以獲得大量單克隆抗體單克隆抗體的應(yīng)用與常規(guī)抗體相比，單克隆抗體產(chǎn)量高，特異性強(qiáng)，靈敏度高，優(yōu)越性十分明顯。應(yīng)用主要有：1、臨床診斷2、作為載體，運(yùn)載抗癌藥物，形成“生物導(dǎo)彈”治療腫瘤

資料：目前世界各國已經(jīng)研制出數(shù)以百計(jì)的單克隆抗體。許多缺乏良好診斷手段的傳染病、免疫性疾病、血液病、內(nèi)分泌疾病和遺傳病，用單克隆抗體作為診斷手段，是一個(gè)必然趨勢。另外，用單克隆抗體做體內(nèi)診斷，借以鑒別和定位體內(nèi)“病灶”也引起人們的注意，目前，主要用于腫瘤追蹤及心肌梗塞的診斷。植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的比較比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞膜的流動性細(xì)胞融合的方法去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)方法物理（離心、振蕩、電刺激）化學(xué)（聚乙二醇）物理、化學(xué)方法（同左）滅活的病毒用途獲得雜種植株制備單克隆抗體小結(jié)兩個(gè)過程動物細(xì)胞培養(yǎng)過程單克隆抗體制備過程三個(gè)“一”一個(gè)誘導(dǎo)細(xì)胞融合的新方法－－滅活病毒一種新細(xì)胞－－雜交瘤細(xì)胞一個(gè)優(yōu)勢－－單克隆抗體特異性強(qiáng)、靈敏度高的優(yōu)勢課標(biāo)對此部分的要求是舉例說出，教師需要將過程講解清楚，可運(yùn)用多媒體技術(shù)，分步講解、提問、表格比較、習(xí)題鞏固等方法來突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。注意與前面知識之間的聯(lián)系，采用比較的方法，使學(xué)生能夠?qū)σ呀?jīng)學(xué)過的知識進(jìn)行鞏固。采用圖文結(jié)合，提高學(xué)生的識圖分析問題的能力。教法建議（1）學(xué)生學(xué)習(xí)胚胎工程的基礎(chǔ)分析《體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育》部分是學(xué)習(xí)專題3的基礎(chǔ)。鑒于必修內(nèi)容中基本上缺少動物胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)知識，因此從體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育的基本生物學(xué)過程和原理入手，教學(xué)中應(yīng)予重視。本部分教材主要講述了哺乳動物的體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律這兩部分內(nèi)容。引言中短短幾句話,很清楚地點(diǎn)明了胚胎工程與本節(jié)內(nèi)容的關(guān)系:“胚胎工程的許多技術(shù)，實(shí)際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。因此，了解哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律，就顯得十分重要了。2、課例分析

體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育關(guān)于哺乳動物的受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律的知識是胚胎工程的理論基礎(chǔ)，哺乳動物的受精、精子和卵子發(fā)生的過程中的有關(guān)減數(shù)分裂的內(nèi)容，學(xué)生已在高中生物必修模塊中學(xué)習(xí)過，在此基礎(chǔ)上學(xué)生能比較容易理解精子和卵子的發(fā)生過程。除此之外，學(xué)生通過報(bào)刊、電視等媒體對“試管動物”、“借腹懷胎”、體外受精、胚胎移植、胚胎干細(xì)胞等有關(guān)知識也有一定的了解。這些都是學(xué)生學(xué)習(xí)本專題的基礎(chǔ)。（2）學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)分析（3）教學(xué)難度控制根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求是“簡述”和“舉例說出”，這兩種要求都是屬于“了解”層次。雖然在必修中對減數(shù)分裂要求的是“闡明”、“舉例說明”，都是屬于“理解”層次，但在胚胎工程教學(xué)中不要過多加大難度，要按照教學(xué)目標(biāo)要求，不要再增加過多知識，選擇習(xí)題時(shí)也要適當(dāng)篩選。一、精子與卵子的發(fā)生比較場所開始時(shí)間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形重要區(qū)別精子睪丸初情期以后先有絲分裂后減數(shù)分裂4個(gè)精子細(xì)胞變形哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的；而精子是從初情期開始的卵子卵巢輸卵管性別分化以后先有絲分裂后減數(shù)分裂1個(gè)卵細(xì)胞

2個(gè)極體不變形二、受精1、概念:2、標(biāo)志:3、場所:1、概念:指精子和卵子結(jié)合形成合子

(即受精卵)的過程。2、標(biāo)志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)。3、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。4、過程受精前的準(zhǔn)備階段受精階段準(zhǔn)備階段1：精子獲能準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備準(zhǔn)備階段1：精子獲能

即精子必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力的現(xiàn)象。準(zhǔn)備階段2：卵子的準(zhǔn)備

即卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)第二分裂中期（MⅡ）時(shí)，才具備受精能力。受精階段

包括精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合。精、卵相遇頂體反應(yīng)頂體酶釋放頂體酶溶解透明帶接觸透明帶穿越放射冠溶解卵丘細(xì)胞（放射冠）穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)形成第一道屏障精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子進(jìn)入卵精子進(jìn)入卵后變化①變化②變化③產(chǎn)生卵黃膜封閉作用形成第二道屏障尾部脫離核膜破裂形成雄原核形成雌原核激活卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體發(fā)育移動接觸合并形成受精卵桑椹胚囊胚原腸胚

卵裂期三、胚胎發(fā)育主要特點(diǎn)是：細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右，細(xì)胞排列致密，形似桑椹，由具有發(fā)育全能性的細(xì)胞構(gòu)成。

特點(diǎn)是：細(xì)胞分裂方式為有絲分裂，細(xì)胞數(shù)目不斷增加，胚胎總體積并不增加或略有縮小，每個(gè)細(xì)胞體積減小，DNA數(shù)目不變，有機(jī)物總量逐漸減小。主要特點(diǎn)：囊胚則出現(xiàn)細(xì)胞分化，形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞，滋養(yǎng)層細(xì)胞將發(fā)育為胎膜和胎盤，為胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)

主要特點(diǎn)：形成內(nèi)外胚層和原腸腔思考與探究1.以精子的運(yùn)行途徑為線索，設(shè)計(jì)一幅簡圖，來明哺乳動物的受精過程。提示：哺乳動物的受精過程主要包括精子穿越放射冠、透明帶、進(jìn)入卵黃膜、原核形成和配子融合等步驟（詳見教材中的受精過程）。2.哺乳動物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點(diǎn)或不同點(diǎn)？答：相似之處：細(xì)胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過減數(shù)分裂的兩次細(xì)胞分裂過程（MI和MII）才能形成精子或卵子。不同之處：由一個(gè)精原細(xì)胞分裂最后可產(chǎn)生多個(gè)精子；一個(gè)卵原細(xì)胞最后只能生成一個(gè)卵子。精子的形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是在胎兒出生前完成。3.當(dāng)你了解到精子需要獲能，受精過程中有防止多精入卵的現(xiàn)象時(shí)，你是否提出過這樣的問題：精子在雌性生殖道內(nèi)是如何獲能的？防止多精入卵的兩道屏障是什么？答：精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況下，精液中的精子無法獲能。只有當(dāng)交配后精液進(jìn)入雌性動物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動物生殖道內(nèi)獲能的部位因種類而異，但主要是子宮和輸卵管。防止多精入卵主要通過透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用兩道屏障。在受精過程中，當(dāng)精子穿越透明帶觸及卵黃膜時(shí)，透明帶會立即封閉，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶，可看作是防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黃膜會立即拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，可看作是防止多精受精的第二道屏障。教材分析及教法建議關(guān)于哺乳動物的受精過程，教材在初中和高中必修內(nèi)容的基礎(chǔ)上，突出了受精前精子的獲能準(zhǔn)備，受精過程中精子的頂體反應(yīng)，卵子的透明帶反應(yīng)、卵黃膜的封閉作用及雄、雌原核的形成等生理活動的講述，目的是為下一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。老師在設(shè)計(jì)本課中，要始終注意與必修知識相聯(lián)系，由已知延伸到未知。在每個(gè)知識點(diǎn)的講解中都以準(zhǔn)確的概念呈現(xiàn)，對知識點(diǎn)之間的聯(lián)系能夠及時(shí)揭示，使學(xué)生能夠重視知識間的聯(lián)系。運(yùn)用圖文結(jié)合的方法，讓學(xué)生對精子形成、卵子形成、受精過程、胚胎發(fā)育過程等知識有明確的認(rèn)識。

生態(tài)工程的基本原理

生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。一關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)3、課例賞析1.導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？提示：根本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。解決長江洪水泛濫的措施有：以生物措施為主，結(jié)合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要考慮到怎樣解決農(nóng)村（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來源問題以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？提示：傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。提示：“石油農(nóng)業(yè)”大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹Ｋ艳r(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機(jī)械過程和化學(xué)過程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時(shí)它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。3.你對“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？

提示：對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費(fèi)。例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說污染物是放錯了地方?jīng)]有被利用的資源。4.如何理解“污染物是放錯地方的資源”這句話？提示：在不同的國家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級利用，等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污染，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。5.石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？關(guān)于生態(tài)經(jīng)濟(jì)：二、生態(tài)工程所遵循的基本原理1、物質(zhì)循環(huán)再生原理

沒有物質(zhì)循環(huán)的系統(tǒng)，就會產(chǎn)生廢棄物，造成環(huán)境污染，并最終影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展。無廢棄物農(nóng)業(yè)是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。2、物種多樣性原理物種越豐富，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高。資料分析討論：

（1）為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐，幾十億株楊樹會毀于一旦？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？提示：純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲、天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因而會導(dǎo)致了樹林的毀壞。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)了不同的時(shí)間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。（2）從上面正面和反面的實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？你認(rèn)為生物多樣性的破壞有人為因素嗎？提示：只有保持較高的生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)，才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。生物多樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大。3、協(xié)調(diào)與平衡原理----需要考慮環(huán)境承載力即環(huán)境容納量資料分析：（1）從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想