选修1：生物技术实践

1选修1：生物技术实践本模块目标概述本模块是实验内容，模块中所说的生物技术，是指广义的生物技术，而不限于现代生物技术。本模块内容包括“微生物的利用”、“酶的应用”、“生物技术在食品加工中的应用”和“生物技术在其他方面的应用”四部分。根据我省普通高中实际教学状况，建议将来倾向学习理工类专业或学习生物科学类专业的学生学习本模块。在学习本模块时，建议从专题2“酶的应用”、专题3“生物技术在食品加工中的应用”中、专题4“尝试蛋白质的提取和分离”中选做5-7个实验。通过本模块的学习，使学生能够在教师的指导下自己设计并进行实验。教师应组织学生进行探究性学习，给学生提供实验条件及必要的参考资料等，引导学生自己搜集资料、设计和进行实验，参加和辅导学生的讨论。学习实验原理时要注意密切联系必修1、2、3模块和选修2、3模块的有关知识，本模块对实验室的硬件要求较高，各中学要积极加强实验室的硬件建设，尽快配齐必须仪器、药品等，并作好实验仪器的清洁与维护工作，以保证实验的开设。在目前现有实验室条件下，要提高实验室的利用率，如：适当调整课时，合理分配实验室的使用时间；作好实验计划、提前布置实验课目和实验的准备工作，缩短实验室的运转周期等。4.2酶的应用(1)学习要求:具体内容标准学习要求研究酶的存在和简单制作方法说出果胶在植物组织中的主要作用说出鉴别果胶的简易方法说出果胶酶的作用举例说出用于生产果胶酶的微生物尝试利用酶活力测定的一般原理和方法尝试利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的活性观察果胶酶对果汁形成的作用收集果胶酶在其它方面利用的资料探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用简述加酶洗衣粉去除衣服污渍的原理研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的办法探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果收集酶在食品制造方面的资料尝试制备和应用固相酶简述固相酶的概念说出酶固定化的方法尝试用包埋法制备固定化酵母细胞探讨固定化酶的应用价值2(2)教学建议:这部分内容的重点是研究酶在生产生活中的实际应用，包括制作果汁、洗涤衣物以及通过细胞的固定化技术应用酶。关于酶的存在与简单制作方法内容，重点是通过对果胶酶作用的实验来了解酶的功能。可以由学生自主学习完成，通过资料查询、网络课件演示、小组合作研讨等，让学生认识到酶的研究、生产和应用对于人类生活的重要性。实验时让学生自己动手榨取果汁，分组进行实验，然后通过学生的讨论、交流，研讨果胶酶的作用。酶活力的测定的重点是通过果胶酶作用最佳pH和最佳温度的探究，了解酶的功能。实验时，让学生设计实验方案和实验流程，并通过研讨和评价，确定和实施实验方案。关于加酶洗衣粉去除衣服污渍的效果，可以尝试要求学生分成若干实验小组，每个小组制定不同的实验方案，用实验找出在什么条件下使用加酶洗衣粉效果最好，比较哪种洗衣粉能更有效地清除油渍。在尝试制备和应用固相酶内容中，固相酶的概念对学生来说并不难理解，但固定化酶技术在生产中的应用，学生可能感觉比较抽象，所以教师要通过指导学生尝试用包埋法制备固定化酵母细胞，再用制备的固定化酵母细胞发酵葡萄糖液，检验实验的成功与否，体会固定化酶的应用价值，从而体会和探讨固相酶的作用。4.3生物技术在食品加工中的应用(1)学习要求:具体内容标准学习要求研究从生物材料中提取某些特定成分简述蒸气蒸馏法的原理搜集提取植物芳香油的方法设计一种简单装置，利用蒸气蒸馏法从芳香植物中提取芳香油养成求实、创新和勇于实践的科学精神和科学态度运用发酵食品加工的基本方法简述发酵的原理阐明酒酵母的代谢特点尝试利用简单的装置制作果汁酒和醋简述腐乳制作的原理尝试制作腐乳，并分析影响腐乳品质的条件测定食品加工中可能产生的有害物质说出泡菜制作的原理尝试制作泡菜简述比色法原理尝试用比色法测定食品中亚硝酸盐含量的变化讨论食品安全的问题(2)教学建议这部分内容在必修模块中出现过的基础知识主要包括原核生物与真核生物的结构、功能、生殖方式的知识，以及细胞的呼吸作用方式、过程、总反应式、条件、原理的知识。另外，还出现了一些新概念新知识，例如芳香植物中的芳香油、发酵的原理、亚硝酸盐的产生与危害等。安排了多种实验操作的方法和原理的学习，例如蒸气蒸馏法的原理和方法，果汁酒、醋、腐乳、泡菜制作的原理和制作，比色法的原理和应用等，这些内容大多是学生在必修模块中没有接触过的，因此学生在理论知识的学习和实际操作过程中都有一定的难度。在教学中可以让学生先自学有关基础知识，弄清原理，再设计实验。在设计实验过程中，要引导学生通过各种途径收集资料。教师对实验设计方案要进行审核，提出修改意见。教师要帮助学生3准备有关实验器具材料，组织讨论，作出评价。从学生情感性目标达成的角度看，教学中还应重视培养学生求实、创新和勇于实践的科学精神和科学态度；从学生安全和健康的角度看，一方面要在学习的整个过程中强化食品的安全性教育，另一方面要在实验的具体操作过程中加强仪器使用的安全性教育，为了缩短实际操作时间，制作果酒时，可以从市场上买一些菌株；制作果醋时可以先准备一瓶醋，打开盖暴露于空气中，一段时间后在醋的表面有一层薄膜（实际是醋酸菌），用这层薄膜进行接种。在制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的操作中要注意：制备样品处理液时，过滤操作花费时间较长，用离心的方法进行过滤，可以缩短过滤时间，第三次离心后，滤液变得无色透明。4.4生物技术在其他方面的应用(1)学习要求：具体内容标准学习内容尝试蛋白质的提取和分离简述蛋白质提取和分离的基本原理知道乳糖脱氢酶并分离其同工酶的特点尝试蛋白质的提取和电泳分离(2)教学建议：这部分内容虽然在中学课程中首次出现，但在科学研究与应用过程中是经常运用的技术，比如在人类基因组计划的完成过程中，人类已跨入了后基因组和蛋白质组的时代，经常需要从复杂的细胞混合物中提取和分离高纯度的蛋白质。在教学中可以利用图书报刊或网络获得丰富的参考资料，结合教材提供的资料让学生自学，或让学生查阅资料并进行讨论交流。同时，对于重点和难点知识和实验技能，教师应给予适当的指导，确保学生学习效率和学习质量的提高。教师在指导学生实验的过程中，要给学生充分的自主发挥的空间。由于实验原理和实验操作都有一定的难度，因此教师要引导学生深刻理解与实验有关的基础知识，明确实验操作中的精细化要求，学会分析实验结果，接受老师和同学给予的客观评价。在进行用凝胶色谱法分离蛋白质的实验时，有条件的学校应该尽可能创造条件，给学生动手实验操作的机会，让学生充分体会参与科研实验的乐趣。在实验操作的基础上，教师再引导学生分析讨论，加深对所学知识的理解和掌握。关于电泳，如果选用的是鸡血，要注意：分离红细胞时离心速度用2000r/min；检测电泳可以使用非变性胶：鸡血红蛋白为四个亚基，变性后与血红素分离；若使用非变性胶，可以用血红素作为指示剂，不用染色即可观察。4选修2：生物科学与社会本模块目标概述本模块的内容包括生物科学与农业、生物科学与工业、生物科学与健康、生物科学与环境保护四部分，适于继续学习人文和社会科学类专业及直接就业的学生学习。通过本模块的学习，使学生能够较全面地认识生物科学技术和社会的关系，关注我国生物科学技术在社会中应用的现状和发展，提高社会责任感；帮助学生理解现代生物科学技术及有关概念；组织学生开展生物科学技术与社会领域的调查研究活动，提高收集和处理信息的能力，尝试作出决策的能力；形成正确科学技术价值观。为学生的学习方向和职业选择提供一定的帮助。本模块的各部分之间没有严格的顺序，相互间不存在互为基础或前提的关系，是相对独立的，教师可根据本地区实际情况来组织教学。按照“标准内容”的要求，本模块中的知识性目标都为了解水平，情感性目标都为感受与认同水平。因此，在教学中要注意广度而不是深度，要密切联系生活生产实际，组织一些调查、讨论活动，帮助学生形成科学价值观、社会参与意识和社会责任感。师生都应当结合教学内容重视搜集当地当前的资料，包括生物科学的新进展，环境、社会中的有关问题等5．1生物科学与农业（1）学习要求具体内容目标学习要求概述农业生产中的繁殖控制技术简述杂种优势的应用简述动物的繁殖控制技术举例说出克隆哺乳动物技术认同生物科学技术的发展和应用推动了农业现代化，形成关心农业发展、热爱农业的情感列举现代生物技术在育种中的应用描述转基因技术育种举例说出转基因技术育种的实例简述细胞杂交育种举例说出细胞杂交育种的实例探讨现代育种技术的前景，关注转基因生物及其产品引发的社会问题简述植物病虫害的防治原理和技术简述植物病虫害的预测预报描述新型农药的概念和开发举例说明生物防治，认同“以防为主，防治结合”的策略调查当地主要农作物某种病虫害的防治和效果，并作出评价和提出建议关注动物疫病的控制举例说明动物疫病的类型和危害举例说明动物疫病流行的三个基本环节说明动物疫病的防治措施讨论某种动物疫病的发生规律及防治方法关注动物疫病对社会生产、人体健康和经济发展的关系，确立控制动物疫病人人有责的思想说出绿色食品的含义5描述绿色食品的生产识别绿色食品描述绿色食品的生产过程举例说明绿色食品的生产管理与普通食品生产管理的显著区别分析绿色食品的生产标准调查当地绿色食品生产或消费的情况，增强社会责任感和诚信意识举例说明设施农业描述各种具体的设施农业，参观设施农业说明各种设施农业的优点、局限性举例说明设施栽培和设施养殖评述智能农业，形成关心现代农业发展的情感（2）教学建议在本部分内容中，杂种优势的应用、动物疫病的控制、绿色食品的生产标准等是重要内容，教学中要注意突出。其中植物转基因技术流程、控制动物疫病等内容较为抽象，学生理解会有一定的困难，对此，教学中应尽可能用各种实例、事实和数字来说明问题，让学生通过分析从而领悟其中的原理和方法。对于植物、动物繁殖控制技术的具体操作过程、有关转基因技术、细胞杂交技术的操作细节等内容可作简化处理,要注意把握好教学内容的难度和广度。在教学中,要注意紧扣现实中的问题，如通过分析“为什么国家要规定，出售的转基因食品必须要在商品标识上注明？”“消费者信赖绿色食品品质的前提是什么?”等问题引导学生关注生物科学技术与发展农业生产的联系，培养学生的参与意识和社会责任感。5．2生物科学与工业（1）学习要求具体内容目标学习要求举例说出发酵与食品生产说出微生物发酵生产的基本过程举例说出微生物发酵与食品生产的关系参与有关微生物发酵的调查活动通过发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的密切联系和互动举例说明酶在工业生产中的应用举例说明酶在轻工业和化工工业上的应用举例说明酶在医药工业上的应用尝试分析和收集有关酶的专利文献资料认同解决现实生活中的许多问题离不开科学技术，以及科学技术是不断发展的简述生物技术药物的概念举例说明生物技术疫苗的生产原理和意义调查利用生物工程技术研发的药物和疫苗6举例说明生物工程技术药物和疫苗的生产原理进一步体验生物科学技术是不断发展的并理解科学、技术、社会三者间的关系（2）教学建议与传统工业相比，生物技术产业具有低能耗、高效益、少污染的特点，而且能生产出许多传统工业无法生产出的产品。本部分内容教学中要注意突出发酵的生产过程、利用基因工程技术生产酶的方法、酶在工业生产中的应用、基因工程药物、细胞工程药物的生产原理和意义、生物技术疫苗的生产原理和意义等内容。生物技术尽管在工业上的应用非常广泛，但其技术原理、操作与学生的生活和学习相距较远，而且部分技术原理相对较深，学生理解会有一定的困难。对此，教学中要注重从学生的生活经验出发，如学习发酵食品时，应该让学生列举生活中常见的发酵食品，并积极鼓励学生参与市场调查市场等活动；在了解疫苗的作用时，可让学生回顾曾经注射过的疫苗。通过一些学生曾经亲身经历过的事情，引发学生的热烈讨论，激发其学习的兴趣，参与到进一步学习的活动中来。教师可以味精生产为例介绍发酵的过程，帮助学生具体解读发酵生产过程，这样不会因抽象而影响到学生的学习的积极性。有条件的学校可以组织学生参观发酵车间，获得一定的感性认识。。微生物发酵与食品生产是本部分内容的基础，教师要注意指导学生对本部分内容有一个比较整体的系统的认