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“現(xiàn)代生物科技專題”是高中生物學(xué)課程的選修模塊。本模塊的內(nèi)容包括：基因工程、克隆技術(shù)、胚胎工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題、生態(tài)工程5部分。

1 學(xué)生學(xué)習(xí)本模塊的目的及意義

1．1 開拓視野，為進一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物科學(xué)奠定基礎(chǔ)

20世紀是生物科學(xué)發(fā)展史上最為輝煌的時代，特別是20世紀50年代以來，隨著數(shù)理科學(xué)的廣泛而深刻地滲人到生物科學(xué)領(lǐng)域以及一些先進的儀器設(shè)備和研究技術(shù)的問世，生物科學(xué)已進入從分子水平研究生命活動過程及其規(guī)律以及生命體與環(huán)境相互作用規(guī)律的生命科學(xué)的新時代。由于應(yīng)用先進技術(shù)，生命科學(xué)在微觀和宏觀兩方面都取得了豐碩的成果：特別是生命科學(xué)的理論成就為自然科學(xué)的發(fā)展作出了巨大的貢獻。遺傳物質(zhì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的闡明被認為是20世紀自然科學(xué)的重大突破之一。由于生命科學(xué)的進步向數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)以及技術(shù)科學(xué)提出了許多新問題、新概念和新的研究領(lǐng)域，生命科學(xué)已成為ZI世紀的主流科學(xué)之一。

通過“生物科技專題”的學(xué)習(xí)，將涉及到許多現(xiàn)代生物科學(xué)的理論研究成果，特別是與生物技術(shù)發(fā)展相關(guān)的理論基礎(chǔ)。例如，基因工程操作必須理解DNA的理化性質(zhì)、DNA在體內(nèi)復(fù)制和體外擴增原理、基因重組、遺傳信息的流動和基因表達的機制；克隆技術(shù)會涉及細胞的全能性、細胞的分化和脫分化機制、細胞的核、質(zhì)相互作用等原理；胚胎工程會涉及精子和卵細胞發(fā)生過程及其激素調(diào)節(jié)、受精作用機制及胚胎發(fā)育過程。生態(tài)工程所涉及的相關(guān)原理更多，其中有系統(tǒng)論、生物間的共生、抗生理論、生物多樣性及食物鏈理論，等等。這些原理的學(xué)習(xí)，不僅豐富了必修模塊所學(xué)的知識，還可以讓學(xué)生進一步了解現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)一些重要領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展趨勢，開拓學(xué)生視野，為以后進一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物學(xué)奠定基礎(chǔ)。

1．2 增強科技意識，激發(fā)熱愛生物科學(xué)的情感

隨著生命科學(xué)基礎(chǔ)研究的深入，必然與應(yīng)用科學(xué)相結(jié)合。因為生命科學(xué)本身就與醫(yī)學(xué)農(nóng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)有著不可分割的聯(lián)系，它既是應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ)，也能從應(yīng)用學(xué)科中獲取基礎(chǔ)研究的源頭活水，為理論研究提出重大的研究課題。例如，“人類基因組計劃”的實施和深入發(fā)展，將有可能從更深層次上了解人體生長、發(fā)育、正常生理活動以及各種疾病的病因和發(fā)病機理，并為醫(yī)學(xué)提供防治策略、途徑和方法�！八�稻基因組計劃”的順利開展，對ZI世紀農(nóng)業(yè)的發(fā)展，解決糧食問題，將產(chǎn)生巨大的影響。當今人類面臨的人口、食品、健康、環(huán)境、資源等重大問題都同生命科學(xué)有密切關(guān)系。由此看出，科學(xué)的目的在于認識世界，技術(shù)的目的在于利用、改造和保護自然，造福人類。生命科學(xué)要為人類造福轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，必然與技術(shù)相結(jié)合，才能在生產(chǎn)上發(fā)揮巨大作用。于是在20世紀70年代，隨著生命科學(xué)理論的不斷發(fā)展，與丁程技術(shù)相結(jié)合，開辟了生物技術(shù)（也叫生物工程）新領(lǐng)域。例如，通過基因重組技術(shù)，PCR技術(shù)、DNA和蛋白質(zhì)序列分析技術(shù)、分子雜交技術(shù)、細胞和組織培養(yǎng)技術(shù)、細胞融合技術(shù)、核移植技術(shù)，等等，促進了基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、染色體工程、組織工程、胚胎工程等生物工程的誕生與發(fā)展，已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護等方面得到了廣泛應(yīng)用，并取得了突破性進展。

通過“生物科技專題”的學(xué)習(xí)，學(xué)生將進一步認識科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系，了解研究生物科學(xué)的重大意義，激發(fā)探索生命奧秘和熱愛生物科學(xué)的情感，為規(guī)劃人生提供幫助。

1．3 提高對科技進步與社會發(fā)展關(guān)系的認識，以適應(yīng)現(xiàn)代社會和生活

從當今世界生物技術(shù)的發(fā)展來看，研究成果層出不窮、日新月異，其產(chǎn)業(yè)化的勢頭強勁，國際間的競爭日趨激烈。在 20世紀 70年代，生命科學(xué)領(lǐng)域取得了兩項對人類生活和經(jīng)濟活動具有深刻影響的技術(shù)突破：一個是重組DNA技術(shù)，另一個是淋巴細胞雜交瘤技術(shù)。這兩項革命性技術(shù)的出現(xiàn)，帶動了生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，初步形成了一個全新的現(xiàn)代生物技術(shù)群及新興產(chǎn)業(yè)。所謂現(xiàn)代生物技術(shù)，是指人們利用生物體及其亞細胞結(jié)構(gòu)和分子，研究、設(shè)計和制造新產(chǎn)品，或預(yù)期性地改變生物的特性乃至創(chuàng)造新的物種或品種，使之獲得人們所期望的品質(zhì) 它是一門以應(yīng)用為主的綜合性技術(shù)體系。在 20世紀 90年代，克隆羊多莉的誕生，體細胞克隆技術(shù)的重大突破，以及DNA擴增PCR技術(shù)的問世又進一步推動了生物技術(shù)革命性的發(fā)展。生物技術(shù)革命是20世紀末科技領(lǐng)域的重大事件，是蒸汽機和電能應(yīng)用以來世界近代史上的又一個里程碑，也是世界新技術(shù)革命的重要組成部分。現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)成為人類認識和改造自然界，克服自身所面臨的人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、疾病危害。能源和資源匾乏、生態(tài)平衡破壞及生物物種消亡等一系列重大問題的可靠手段和工具。我國在ZI世紀也將面臨著人日、資源和環(huán)境等一系列問題的嚴重挑戰(zhàn)。加強生物技術(shù)的發(fā)展，有利于解決糧食等涉及國家經(jīng)濟安全的重大問題；有利于改善廣大群眾的健康狀況，提高生活質(zhì)量；有利于促進那些高污染、高耗能的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)業(yè)升級；有利于帶動有效需求，產(chǎn)生新的經(jīng)濟增長點。發(fā)展生物技術(shù)將是對世紀我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要手段，必將帶動和促進國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。正如信息技術(shù)支持著今天蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟一樣，生物技術(shù)也將成為經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力。現(xiàn)代生物技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)將會成為21世紀重要的高技術(shù)領(lǐng)域和經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。許多科學(xué)家預(yù)言：生物經(jīng)濟時代即將到來。

面對新技術(shù)革命的今天，讓學(xué)生初步了解現(xiàn)代生物科技研究的進展和展望，以及對現(xiàn)代社會和生活的影響，對他們直面人生，發(fā)展批判性思維，提高辨別是非和決策能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會和生活是非常有益的。

綜上所述，在高中生物學(xué)課程中設(shè)置“現(xiàn)代生物科技專題”模塊，不僅是科技發(fā)展的需要，也是社會進步的要求，是適應(yīng)現(xiàn)代生活的必備知識，它對進一步提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)具有不可或缺的作用。

2 本模塊的特點

2．1 以專題的形式呈現(xiàn)

本模塊不同于必修模塊，是以專題的形式呈現(xiàn)，各專題之間無內(nèi)在聯(lián)系，但專題的排序是按從微觀到宏觀安排的。由于基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容，所以《課程標準》首先介紹基因工程的原理及其應(yīng)用，先從基因水平介紹生物工程；然后再從細胞水平和組織水平介紹體細胞克隆技術(shù)和胚胎移植與分割技術(shù)，講述細胞工程和胚胎工程的原理、方法和應(yīng)用前景；最后從生態(tài)水平介紹生態(tài)工程。

2．2 注意技術(shù)的原理與應(yīng)用的結(jié)合

本模塊是以生物技術(shù)中的四大工程為主體，本應(yīng)以介紹生物技術(shù)的操作方法為重點，但是由于本模塊是生物學(xué)教材，不是生物技術(shù)讀本，所以在講述各種生物技術(shù)時側(cè)重于技術(shù)的生物學(xué)原理，從中貫穿一些生物學(xué)的基本知識。例如，在胚胎工程中要求簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程和胚胎工程的理論基礎(chǔ)，在基因工程和生態(tài)工程中都要求介紹該工程的基本原理。關(guān)于各工程的具體操作技術(shù)可以從簡，不做重點，只讓學(xué)生作為一般性的了解。

2．3 以講述為主，活動為輔

本模塊是屬于高科技的內(nèi)容，實驗操作技術(shù)復(fù)雜，要求實驗設(shè)備、精密儀器和藥品較多，限于目前學(xué)校的設(shè)備條件和資金的限制，《課程標準》沒有安排實驗的內(nèi)容，在“活動建議”中只安排了一些搜集和分析有關(guān)資料，交流或討論有關(guān)生物技術(shù)中的熱點問題等可行的活動內(nèi)容。不過，對于一些設(shè)備條件比較好的學(xué)校，也可以自行安排一些實驗活動，或與科研單位、大專院校協(xié)作開展有關(guān)基因重組、質(zhì)粒提取、組織培養(yǎng)等實驗活動，豐富本模塊的教學(xué)內(nèi)容。

2．4 注意培養(yǎng)批判性思維能力

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是人類文明的重要標志。新的科學(xué)技術(shù)成果在社會生活中的推廣應(yīng)用往往具有“雙重”作用。任何新的技術(shù)都是一把“雙刃劍”，生物技術(shù)也不例外，有利也有弊。無論是轉(zhuǎn)基因技術(shù)還是克隆技術(shù)都有安全性問題，同時會帶來一系列的倫理道德等問題。由此，在《課程標準》中除了重點介紹生物技術(shù)在推進社會發(fā)展中的積極作用以外，還要說明可能帶來的負面影響。為了進一步說明這個問題單列一章“生物技術(shù)的安全性和倫理問題”，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生明辨是非，對事物具有分析、判斷、決策的批判性思維能力，提高他們的生物科學(xué)素養(yǎng)。

3 本模塊的內(nèi)容要求

本模塊選擇的學(xué)習(xí)內(nèi)容，由于學(xué)時的限制只確定了當今人們普遍關(guān)注的生物技術(shù)中的4項工程技術(shù)。這4項技術(shù)都是與當今農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及醫(yī)療事業(yè)緊密相關(guān)的生物技術(shù)。目前一些轉(zhuǎn)基因作物已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；一些基因工程藥物已開始投放市場；生態(tài)工程的崛起，正在改善著人類生產(chǎn)和生活環(huán)境；植物的組織培養(yǎng)已開始實現(xiàn)工廠化栽培；動物體細胞克隆技術(shù)逐漸成熟……所有這些技術(shù)成果正在改變著人們的生產(chǎn)和生活面貌。由此，人們普遍關(guān)注的熱點問題：轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品和克隆動物的安全性、克隆人的危害。胚胎干細胞的移植、生物武器對人類的威脅等等，都列入了《課程標準》的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

由于本模塊安排的學(xué)習(xí)內(nèi)容都是高新技術(shù)內(nèi)容，在高中學(xué)習(xí)階段，不是專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)，因此涉及的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在理論原理上不應(yīng)講解過深，在操作技術(shù)上不應(yīng)介紹過細，只要求學(xué)生一般性了解即可。本模塊設(shè)計的目的不在于讓學(xué)生掌握多少專業(yè)知識，而重在開拓學(xué)生視野，理解科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的關(guān)系，增強科技意識，激發(fā)學(xué)生熱愛生物科學(xué)技術(shù)的情感，為進一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

4 本模塊的教學(xué)建議

4．1 本模塊的教學(xué)以專題講座和學(xué)生討論為主要教學(xué)形式。在專題講座過程中仍要注意啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生積極思考，善于動腦，主動探索有關(guān)問題，注意提高他們的批判性思維能力。

4．2 由于本模塊所涉及的領(lǐng)域進展迅速，教師不僅在教學(xué)主要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，補充新的研究成果和進展，也可以增設(shè)新的專題內(nèi)容。在教學(xué)中要積極引導(dǎo)和組織學(xué)生查閱有關(guān)資料，讓學(xué)生練習(xí)撰寫專題綜述報告，并組織開展口頭交流、辯論等活動，

4．3 充分利用課程資源。有條件的學(xué)�？山M織學(xué)生到有關(guān)研究單位或工廠參觀現(xiàn)代生物技術(shù)研究實驗室或生產(chǎn)車間；請有關(guān)生物技術(shù)研究專家做專題報告；有條件的學(xué)校還可以組織學(xué)生到種植轉(zhuǎn)基因作物或養(yǎng)殖轉(zhuǎn)基因動物的農(nóng)場進行訪問、調(diào)研等活動，以開拓學(xué)生眼界，拓寬知識領(lǐng)域。