如何理解和把握选修3 人民教育出版社生物室 吴成军 010-58758363 wucj@pep.com.cn.

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1 如何理解和把握选修3 人民教育出版社生物室 吴成军

2 1.部分内容较深，技术细节较多，不好把握深浅 2.内容较多，考分较少，不知谁是重点 3.各章之间的知识深度相差较大，如何处理？
教材特点及存在的问题 1.部分内容较深，技术细节较多，不好把握深浅 2.内容较多，考分较少，不知谁是重点 3.各章之间的知识深度相差较大，如何处理？ 4.涉及到较多的讨论和辩论活动，班级人数太 多，如何开展？ 5.部分内容与必修的不一致，甚至看起来前后有 些矛盾，如何理解和处理？

3 拓展学生的生物科技视野,增强学生的科技意识,为学生进一步学习生物学类专业奠定基础。
模块解读 课标要求：现代生物科技专题 拓展学生的生物科技视野,增强学生的科技意识,为学生进一步学习生物学类专业奠定基础。

4 本模块的内容范围 基因工程 克隆技术（改为细胞工程，内容标准不变） 胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题 生态工程

5 本模块知识内容的构建顺序： 基因工程 细胞工程 胚胎工程 生态工程 群体水平 分子水平 细胞水平 个体水平 宏观 中观 微观

6 本模块的总体教学建议 1.认真研读课标，把握重点及难度

7 选修3:《现代生物科技》 （1）《选修3》的定位 “为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础”
“选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的，有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。” 选修3:《现代生物科技》 “为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础”

8 （2） 课程标准对《选修3》与《必修》的教学要求不同
属于了解水平的有8项;理解水平7项。 （1）知识性目标以了解水平为主， （2）情感性目标以反应水平为主(7项)。 （3）技能性目标主要是参观(2项)、调查(4项)、资料收集(1项)、讨论(4项)等。 必修1 属于了解水平的有7项;理解水平的有11项;应用水平的2项 必修2 属于了解水平的有3项;理解水平的有15项;应用水平的2项 必修3 属于了解水平的有6项;理解水平的有11项;应用水平的1项

9 专题1 基因工程 内容 要求 说 明 基因工程的诞生 I ● 简述基因工程的诞生历程 ● 简述基因工程的概念 基因工程的原理及技术 II
专题1 基因工程 内容 要求 说  明 基因工程的诞生 I  ● 简述基因工程的诞生历程  ● 简述基因工程的概念 基因工程的原理及技术 II  ● 概述基因工程的理论基础  ● 说明基因工程基本工具的作用和特点  ● 概述基因工程的基本操作程序 基因工程的应用  ● 概述基因工程在农业、医疗、环境保护等方面所取得的成果及其发展前景  ● 运用基因工程的基本原理分析解决实际问题  蛋白质工程  ● 说出蛋白质工程的概念  ● 简述蛋白质工程的基本流程  ● 举例说明蛋白质工程的发展前景

10 专题2 细胞工程 内容 要求 说 明 植物的组织培养 II ● 简述植物细胞全能性的含义 ● 说出植物组织培养条件 ● 概述植物组织培养过程
专题2 细胞工程 内容 要求 说  明 植物的组织培养 II  ● 简述植物细胞全能性的含义  ● 说出植物组织培养条件  ● 概述植物组织培养过程  ● 举例说明植物组织培养的应用 动物的细胞培养与体细胞克隆 I  ● 简述动物细胞培养的过程  ● 简述动物细胞培养的条件及应用  ● 简述动物体细胞核移植的过程  ● 简述动物体细胞核移植的应用前景及存在的问题 细胞融合与单克隆抗体   II  ● 说明动物细胞融合的原理  ● 简述动物细胞融合的过程及意义  ● 概述单克隆抗体制备的方法  ● 说出单克隆抗体的优点和应用 胡萝卜的组织培养  ● 进行植物组织培养  ● 处理植物组织培养过程中遇到的相关问题

11 专题3 胚胎工程 内容 要求 说 明 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 Ⅰ ● 说出动物早期胚胎发育的基本规律
专题3 胚胎工程 内容 要求 说  明 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 Ⅰ ● 说出动物早期胚胎发育的基本规律 ● 简述胚胎工程的操作流程 ● 简述胚胎工程的理论基础 胚胎干细胞的移植 ● 举例说出胚胎干细胞的研究对人类社会发展的影响 胚胎工程的应用 Ⅱ ● 概述胚胎工程在生物学基础研究、医疗、畜牧业等方面的应用及其发展前景

12 例:胚胎工程-“受精阶段” 内容标准 具体要求 目标层次 简述动物胚胎发育的基本过程 举例说出受精作用的几个必要阶段 I

13 顶体反应 透明带反应 卵黄膜封闭作用 受精卵 顶体 卵黄膜 产生、释放顶体酶 卵丘细胞之间的物质（放射冠） 溶解 从流程中寻找重点问题：
1、受精作用分为哪几步？ 2、顶体是由什么细胞器形成的？顶体酶的作用是什么？ 3、卵黄膜怎样阻止其他精子进入？ 4、阻止其他精子入卵的反应有哪几步？ 5、精子进入卵细胞时卵细胞处于分裂的什么时期？ 产生 透明带反应 卵黄膜 阻止其他精子进入 精子入卵 形成 卵黄膜封闭作用 雄原核 激活 卵子减Ⅱ分裂 受精卵 雌原核

14 2. 以解决生产践中的实际问题为教学的切入点，以激发学生的学习兴趣
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

15 3. 重视基础知识和基本原理的学习 知识再现 1. DNA重组技术需要用到三种工具，第一种工具是“分子手术刀”，即指 ；第二种工具是“分子缝合针”，即指 ; 第三种工具是“分子运输车”，即指 。 2. DNA限制酶主要是从 中分离纯化而来。限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，即断开两个核苷酸之间的 。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，它们分别是 和 。 3. DNA连接酶连接的是被限制酶切开的两个核苷酸之间的 。 4. 将外源基因送入细胞中需要载体，载体在宿主细胞中能够进行 ，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行 ，载体上有特殊的 基因。通常利用的载体除 外，还有 、 等。 参考答案 1. 限制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶 载体 2. 原核生物 磷酸二酯键 黏性末端 平末端 磷酸二酯键 4. 自我复制 同步复制 遗传标记 质粒 λ噬菌体 动植物病毒

16 4.重视生物技术的专有技术名词的学习 ● 基因文库、基因组文库、 cDNA文库、PCR技术、DNA聚合酶、引物
● 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、显微注射技术 ● DNA分子杂交技术、放射性同位素、（基因）探针、碱基配对原理、杂交带 ● 抗原-抗体杂交

17 5.重视图片和流程图的学习，建构理解和记忆的载体
例：单克隆抗体的制备 借助于流程图：既要关注宏观步骤，也要关注对一些重要细节的解读和理解。

18 问题解决（阅读文本） (1)什么是单克隆抗体？生产单抗的基本原理是什么？ (2)什么是免疫的小鼠，怎样进行对小鼠进行免疫？ (3)图中的B淋巴细胞有何功能？骨髓瘤细胞有何特点？ (4)怎样才能将B细胞与骨髓瘤细胞融合？ (5)融合后可能有几种类型的细胞? (6) 两次筛选的目的是什么？ (7)培养杂交瘤细胞的方式有哪两种？ (8)小鼠体内培养的原理是什么？怎样理解从小鼠的腹水中获取抗体？ (9)单克隆抗体有哪些特点和应用价值?

19 借助图文转换训练，加强识记 流程3.植物体细胞杂交

20 6. 重视知识之间的比较与联系 检测步骤 目的 方法 原理 工具 现象 1 DNA分子杂交技术 碱基互补配对
杂交带 2 检测目的基因是否转录出了mRNA 3 检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗原-抗体杂交 抗体的专一性 特定抗体 杂交带(阳性反应) 检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因

21 植物组织培养和动物细胞培养比较 比较 项目 原理 培养基 结果 培养目的 植物 组织 培养 细 胞 的 全 能 性 固体营养 物质、植
物激素 培育成 植株 快速繁殖、培育无 病毒植株等；单倍体、 转基因育种；生产食品 和药品 动物 细胞 增 殖 液体营养 物质及动 物血清 获得细胞产物或细 胞等；有毒物质和药物 检测

22 植物体细胞杂交与动物细胞融合比较 细胞工程 植物体细胞杂交 动物细胞融合 实质内容
改变遗传物质、产生新性状，获得细胞产品（后代具有双亲的特性） 理论基础 植物细胞全能性 细胞增殖 诱导手段 物理：离心、振动、电刺激 化学：聚乙二醇 生物：灭活病毒（如仙台病毒） 诱导过程 去细胞壁（纤维素酶、果胶酶） 原生质体融合（杂种原生质体） 植物细胞培养（获得杂种植株） 获得分离单个动物细胞（胰蛋白酶） 诱导融合（杂种原生质体） 动物细胞培养（细胞产品） 应用 白菜—甘蓝等杂种植物 单克隆抗体的制备（杂交瘤细胞）

23 6. 应高度重视学生文字表达能力的训练

24 （2007年广东高考题）蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒（BBTV，单链环状DNA病毒）引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要意义。 请根据上述材料，回答下列问题： （1)简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。 （2）脱毒香蕉苗的获得，可采用＿的方法，此方法的依据是＿和＿。 (3）建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请问可用哪些方法检测病毒的存在？（列举两种方法） 选取香蕉外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织·，然后通过调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗（或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗）。 茎尖（分生组织）组织培养； 茎尖不带病毒（或病毒在植物体内分布不均 匀）；植物细胞全能性。 植物的组织培养的基本原理及过程 ①BBTV病毒基因的检测（DNA分子杂交技术）； ②BBTV病毒蛋白的检测(获得抗血清，利用抗原一抗体的杂交反应，判断病毒是否存在）。 基因工程

25 （5）如何利用帅基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？（列举两点）
(4)在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因帅对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的DNA中扩增得到。试述在提取和纯化DNA时 影响提纯效果的因素及其依据。（列举两点） （5）如何利用帅基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？（列举两点） （6)从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方法及其依据。另外，抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果实储藏期，请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般过程。 ①选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，达到分离目的； ②加人一定量酒精，使部分蛋白质杂质溶解于酒精，与DNA分离； ③加人蛋白酶，除去蛋白质杂质的干扰；④控制DNA提 取的温度，使大多数蛋白质杂质变性。 DNA分子的特性与提纯 将帅基因插人土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导人香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。 生态安全问题包括：①外源基因扩散到其他物种（外源基因漂移）；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影 响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响。 基因工程及转基因的安全性 体细胞杂交育种，其依据是将不同品种的香蕉体细胞利用细胞融合技术融合成杂种细胞后培育出抗寒香蕉品种（或体细胞诱变育种，其依据是利用诱变剂等方法使香蕉离体培养细胞发生基因突变，然后筛选培育出抗寒品种）。 蛋白质工程方法的步骤为：①果胶裂解酶蛋白的功能分析，②果胶裂解酶蛋白的结构预测和设计，③果胶裂解酶基因的改造。 细胞工程及蛋白质工程

26 （2008年广东高考题） （3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小? （4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用? （2009年广东高考题） （4）若这些转基因因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？

27 7.注重帮助学生形成网络化和结构化的知识体系

28

29 精子和卵子的发生及其受精作用 总结

30 体外受精和早期胚胎培养

31 胚胎工程的应用

32 讨 论 1.部分内容较深，技术细节较多，不好把握深浅 2.内容较多，考分较少，不知谁是重点 3.各章之间的知识深度相差较大，如何处理？
讨 论 1.部分内容较深，技术细节较多，不好把握深浅 2.内容较多，考分较少，不知谁是重点 3.各章之间的知识深度相差较大，如何处理？ 4.涉及到较多的讨论和辩论活动，班级人数太 多，如何开展？ 5.部分内容与必修的不一致，甚至看起来前后有 些矛盾，如何理解和处理？

33 问题1 部分内容较深，技术细节较多，不好把握深浅
问题1 部分内容较深，技术细节较多，不好把握深浅 基因工程的基本操作程序 胚胎工程及技术流程、细节 对策： 1.“基因工程的基本操作程序”是教学的重点，应精讲多练，让学生真正理解基因工程的基本程序，包括技术操作手段。 2. 适当扩充有关目的基因和质粒的知识 3. 淡化处理胚胎工程的技术操作流程 4. 去粗取精，从一些流程中找出主要的步骤

34 （1）“人工合成目的基因”与基因库

35 （2）原核生物和真核生物基因结构的知识

36 （3）特别关注质粒的教学 限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，Ampr为青霉素抗性基因，Tctr为四环素抗性基因，P启动子，T为终止子，ori为复制原点。

37 （4）胚胎工程的技术流程及细节应淡化处理，作为了解内容。
牛体外受精胚胎工厂化生产流程图 技术流程图可以帮助学生认识到这门技术不是纸上谈兵，是已经成为现实的技术 体细胞核移植过程流程图(帮助理解原理)

38 （5）从流程中找出主要步骤 顶体反应 透明带反应 卵黄膜封闭作用 受精卵 顶体 卵黄膜 产生、释放顶体酶 卵丘细胞之间的物质（放射冠） 溶解
从流程中寻找重点问题： 1、受精作用分为哪几步？ 2、顶体是由什么细胞器形成的？顶体酶的作用是什么？ 3、卵黄膜怎样阻止其他精子进入？ 4、阻止其他精子入卵的反应有哪几步？ 5、精子进入卵细胞时卵细胞处于分裂的什么时期？ 产生 透明带反应 卵黄膜 阻止其他精子进入 精子入卵 形成 卵黄膜封闭作用 雄原核 激活 卵子减Ⅱ分裂 受精卵 雌原核

39 问题2 内容较多，考分较少，不知谁是重点？ 对策： 研究课程标准和考试大纲，确定教学的重点

40 近3年来高考考点总结 考核内容 要求 07、08、09高考 广东 山东 海南 宁夏 基因 工程 1.基因工程的诞生 Ⅰ
2.基因工程的原理及技术 Ⅱ 08 09 3.基因工程的应用 07 4.蛋白质工程 克隆 技术 5.植物的组织培养 6.动物的细胞培养与体细胞克隆 7.细胞融合与单克隆抗体 胚胎 8.动物胚胎发育的基本过程 与胚胎工程的理论基础 9.胚胎干细胞的移植 10.胚胎工程的应用 生物 安全 11.转基因生物的安全性 12.生物武器对人类的威胁 13.生物技术中的伦理问题

41 问题3.各章之间的知识深度相差较大，如何处理？
对策： 不同的章节内容采取不同的方式 如：● 基因工程的知识以讲为主 ● 生物技术的安全性和伦理问题等内容可以采取阅读和讨论为主 ● 生态工程以阅读教材为主

42 问题4. 涉及到较多的讨论和辩论活动，班级人数太多，如何开展？
生物技术的安全性和伦理问题

43 论坛1、2、3 转基因生物与食品安全 转基因生物与生物安全 转基因生物与环境安全 一方的观点、另一方的观点，你自己的观点，来理性看待转基因技术

44 对策： 转基因生物与食物安全 反对观点 赞成观点 反对“实质性等同” “实质性等同”是起点，不是终点 担心出现滞后效应
多环节、严谨的安全性评价 担心出现新的过敏源 销毁出现过敏源的生物 担心营养成分改变 未出现实例 侵犯宗教信仰者或素食者的权益 采取举证排除法，停止无休止无结果的争论

45 主要观点：转基因生物有可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏
转基因生物与环境安全 主要观点：转基因生物有可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏 反对者观点 赞成者观点 势必打破自然物种的原有界限，改变生态系统中能量流动和物质循环 不会改变生物原有的分类地位 降解过程中产生中间产物，可能会对环境造成二次污染 减少农药的使用量，保护了环境 重组DNA与微生物杂交，可能会产生有害的病原微生物 存在生殖隔离 有毒蛋白很可能进入食物链中 新闻报道不实造成恐惧感

46

47 对策： 阅读教材，熟悉观点 理性分析，展开讨论 发表看法，形成共识

48 问题5.部分内容与必修的不一致，甚至看起来前后有些矛盾，如何理解和处理？

49 内容1：物种之间能否进行基因交流？ 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 小 大 基因中启动子 无 有 基因中内含子 基因多少
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 物种之间的基因交流 可以 部分基因可以

50 内容2：有关大肠杆菌能合成糖蛋白（如干扰素）吗？
P15页的思考与探究第3题 利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆菌吗？ P22的阅读材料中提到1980至1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素。

51 干扰素是哺乳动物细胞在诱导物的诱导下产生的一种特异糖蛋白；
科学家通过基因工程用大肠杆菌生产出来的干扰素是没有糖链的，但同样能够抑制病毒在细胞内的增殖，加强巨噬细胞的吞噬作用和对癌细胞的杀伤作用； 真核细胞表达的干扰素需要糖链来稳定结构、帮助溶解，并通过转运系统分泌到细胞外，进入血液循环系统，以发挥其抗病毒抗肿瘤的生物功效； 2002年，科学家们发现在一种名为Campylobacter jejuni的细菌里存在生产糖蛋白的基因簇，即pgl基因簇，此基因编码的蛋白能够起糖基转移酶的作用，科学家用基因工程方法将这套基因克隆至大肠杆菌共表达，使得大肠杆菌也能够生产相应的糖蛋白。

52 内容3：判断卵子受精以观察到两个极体为标志，卵母细胞减数分裂不是形成三个极体吗？
在人类以及大部分哺乳动物中，第一极体很少再进行第二次分裂，只有少部分哺乳动物的第一极体才会分裂形成两个第二极体 ； 即使第一极体会分裂形成两个第二极体，与次级卵母细胞的分裂也不可能完全同步； 即使完全同步，在实际操作中也不容易三个都同时观察到，但只要能看到两个，就足以说明问题。 教学对策： 必修是基础是共性；选修是实践是技术

53 内容4：提不提细胞系和细胞株？ 原代培养物经首次传代成功即称为细胞系（Cell Line），因此细胞系可泛指一般可能传代的细胞。其中能够连续传代的细胞叫做连续细胞系或无限细胞系，不能连续培养的称为有限细胞系。大多数二倍体细胞为有限细胞系。 通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质或标志物的培养物称为细胞株（Cell Strain），也就是说，细胞株是用单细胞分离培养或通过筛选的方法，由单细胞增殖形成的细胞群。细胞株的特殊性质或标志必须在整个培养期间始终存在。 ● 细胞珠--一般认为是指人为改变某些基因而特异培养的细胞 ● 细胞系--能够连续分裂和增殖的细胞，其遗传物质可能发生 改变

54 研读课标，把握难度 理解原理， 了解流程 引导阅读，注重探究 形成综合，构建网络 拓展视野， 陶冶情操 培养兴趣， 发展能力
本模块学习综合建议 研读课标，把握难度 理解原理， 了解流程 引导阅读，注重探究 形成综合，构建网络 拓展视野， 陶冶情操 培养兴趣， 发展能力

55 谢谢大家！