转基因作物与人类教案 高二下学期生物人教版选修3

课题：《转基因作物与人类的生活》教学设计一、教学内容与分析【教材分析】转基因的相关内容是选修三专题四第一节的内容，本课在概述转基因的相关成果基础上补充额外的转基因粮食知识，同时提出一系列问题，如食用转基因会不会对人体造成危害，转基因生物会不会对环境造成危害，同事比较转基因生物和传统生物之间的区别。让学生能够从不同的社会环境，从多个角度了解和认识转基因生物，不仅培养了学生关注社会问题的参与意识，使学生能够科学、理性的发表自己的看法；同时也培养了学生分析复杂的社会、国际问题，增强爱国精神。【学情分析】本节授课对象为高二学生。高二学生初步对细胞水平，分子水平的相关知识已有一定了解，为理解转基因生物的安全性，和对相关问题的分析奠定了必要的知识和能力基础。高二学生思维的目的性，连续性和逻辑性已初步建立，具备了较强的获取信息能力、逻辑思维和一定判断能力。三、教学目标、重点、难点【教学目标】生命观念通过转基因的学习，简述与转基因生物有关的生物学知识。科学思维面对自媒体，和社会关于转基因生物以及伦理问题不同的观点，能够运用已有知识进行辨析。社会责任关注转基因生物的粮食问题，认识到转基因的发展对社会发展的好处。养成关注社会问题讨论的参与意识，形成质疑，求实的科学态度，并能以理性的积极态度关注问题的解决—通过科技的手段、社会规范的建立“趋利避害”。【教学重点】（1）对转基因粮食多层面，多角度的关注。（2）运用生物学知识阐述自己的观点。【教学难点】：（1）从关注整个生物圈的和谐、稳定与发展的高度去审视转基因生物。（2）保证课堂有序进行。四、教学过程教学环节教师活动学生活动导入【情景：中国粮食生产现状及问题】思考问题：为什么植物是天然的有机物制造工厂？教师叙述：1772年美国化学家Priestley发现，地球上最重要的化学反应—光合作用。带领学生简单回顾植物细胞的结构并说明每个细胞器的功能作用。阐述植物细胞的结构、各细胞器的作用绿色植物的演化历史指导学生观察绿色植物的演化历史：教师讲解：所有绿色植物共享3814基因家族。水生藻类，陆地上植物的由茎/叶分化、维管束产生、种子产生分为苔类，藓类，石松/真蕨，裸子植物，被子植物听教师讲解，体会植物的多样性植物是人类食物的主要提供者【教师讲解】尽管全球约有3万种可食用的植物，但人类仅用了30种养育这个世界，其中包括五种谷物：水稻（Oryzasativa）、小麦（Triticumaestivumssp.aestivum）、玉米（Zeamays）、高粱（Sorghumbicolor）、粟类，这五种谷物为全球人口提供了总能量的60%。10种作物为人和家养动物提供了所消耗食物的95%。教师介绍：植物命名法（1768年，瑞典著名的植物学家林奈在《自然系统》这本书中正式提出科学的生物命名法--双名法。按照双名法，每个物种的科学名称（即学名）由两部分组成，第一部分是属名，第二部分是种加词，种加词后面还应有命名者的姓名，有时命名者的姓名可以省略。）【名词解释】驯化：一种文明进步行为，是将野生的动物和植物的自然繁殖过程变为人工控制下的过程。育种：通过创造遗传变异、改良遗传特性，以培育优良动植物新品种的技术。农业：利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业。听老师讲解，体会双名法的意义，了解人类能够消耗的主要作物。了解相关概念，明白人类赖以生存的作物由野生植物驯化而来举例说明【展示图片】栽培水稻是由普通野生稻驯化而来比较普通野生稻（易落粒，长芒，褐色谷粒）人工驯化培育成栽培水稻（不易落粒，短或无芒，正常谷粒）小米从狗尾草驯化而来8000多年前黄河流域的先民成功地将狗尾草驯化成我们今天吃的小米（谷子）。现在世界各地栽培小米的野生种就在生长中国黄河流域。千万不要小看了这个看似“卑微”的小草。大豆是从野大豆驯化而来野大豆原产中国，是大豆（黄豆）的祖先种,至今已有5000年的种植史。1804年引入美国，美国现已成为世界大豆第一生产大国(2016/17年1.162亿吨vs中国2016年1300万吨)。野大豆被列为国家二级保护植物，因为它是珍贵的野生植物资源。猕猴桃是从中华猕猴桃培育而来世界上有54种，中国分布52种大多种果实可食;商业化栽培仅一种，两变种：中华猕猴桃,美味猕猴桃;猕猴桃于1904年被引进新西兰，培育出很多品种被新西兰命名为kiwifruit,猕猴桃现为新西兰第一大绿色产业。【情景资料】新西兰种植猕猴桃的故事栽培番茄由野生醋栗番茄驯化而来Fw2.2基因变异。番茄的驯化和培育过程中，果实增大了百倍。番茄起源于南美，由印第安人最先驯化，传入欧洲，再传入中国。马铃薯源自秘鲁南部的野生祖先驯化过程中，块茎大了几十倍，形状也更加规则，便于食用。玉米的祖先是墨西哥大刍草比较野生玉米在外形上的差异，和种子的差异。甘薯源自中南美的野生祖先哥伦布发现新大陆后引进欧洲；明朝时期它通过东南亚地区传入我国——番薯的“番”字就由此而来。我国现为甘薯的第一生产大国，占世界产量80%。理解教师所讲内容，并根据图片比较野生种和栽培种之间的差异根据所补充情景资料，培育学生的爱国精神根据所展示图片直观感受到两者之间的区别，并描述数据展示1，全世界人口75亿，中国以14亿（占世界人口的18.8%）。2，中国的耕地面积居世界的第4位，但人均(1.4亩）只占世界平均水平的三分之一，排在世界的第126位以后。3，我国粮食产量占世界的16%，化肥用量占31%（世界平均用量的4倍）。而我国每年农药用量180万吨，占世界用量（340万吨）的50%以上，但有效利用率不足30%。【良种培育是实现高产稳产的关键】作物单产趋势【我国农业面临的挑战】单产进入平台期，通过提高单产满足粮食的刚性需求农药化肥施用量日益增加，环境问题凸显全球气温变暖，极端性气候出现频率增强理解中国需求量大，但同现实存在矛盾，且化肥利用率不高，思考有无更好的办法代替化肥使用。思考讨论面临这些挑战可以采取那些办法。发展转基因作物【提出问题】为什么要发展转基因作物1.近代/现代育种导致遗传多样性减少；2.现代育种主要依赖于经验、效率低，新品种培育时间长（>10年)；3.基于植物分子生物学和生物技术发展的分子育种将大大提高育种水平和效率。【智能育种】依赖表型观察的经验育种—依赖统计与遗传实验育种—分子标记与转基因育种—定向基因组选择、基因编辑与改造育种【转基因技术改善人类的生活】情景视频一：杂交水稻之父袁隆平先生谈转基因提高食品品质举例黄金大米，转基因土豆，转基因苹果，紫晶米，虾青素大米提高农作物抗逆性转基因抗虫植物（引导学生思考防虫有哪些方法并辨析其危害？）【bt蛋白】来自苏云金芽孢杆菌，作为生物杀虫剂已经使用近百年，特异性杀昆虫（双翅目、直翅目、膜翅目）所需条件：微碱性环境；特定蛋白酶激活；特异的受体结合；对人和动物是一种普通蛋白，完全没有毒性【展示图片】抗虫转基因玉米与正常玉米比较的图片【与社会联系】非转基因大豆—多数是假的非转基因花生油—压根就没有转基因花生XXX油不含胆固醇—只有动物能合成胆固醇，植物不合成（4）拯救植物物种—转基因抗病毒木瓜给予时间给学生讨论发展转基因作物的好处了解传统种植和现代育种、智能育种不同，当前育种需要利用科技的发展思考回答：化学杀虫剂：害虫产生耐受性，杀虫特异性不高，环境危害；生物防治：养一些捕食性昆虫或青蛙等，缺点是见效慢，不易控制提出解决方案：转入抗虫基因—bt基因思考转基因抗虫作物vs化学杀虫剂体会转基因技术对粮食作物及蔬菜水果的好处四大转基因作物【情景资料1】转基因作物公顷数趋势及其他作物所含转基因典型特征【情景资料2】美国是种植转基因植物最多的国家，2017年种植转基因植物7504万公顷，超过美国全国作物种植面积的59.5%，其中，玉米为3384万公顷、大豆为3405万公顷、棉花为458万公顷美国种植了10种转基因作物，其中99%的甜菜、95%的大豆和93%的玉米都是转基因的2017年美国开始上规模种植抗褐变的转基因苹果。美国是转基因食品最多的国家，70%-80%的加工食品含有转基因成分(2013年数据)，其生产的绝大部分甜菜、80%的玉米以及60%的大豆都是用于其本国消费转基因食品既有转基因植物，如西红柿、土豆、玉米等，也有转基因动物，如鱼、牛、羊等【情景资料3】2017年中国粮食累计进口13062万吨，转基因大豆累计进口9553万吨；转基因玉米累计进口283万吨2018年我国累计进口谷物及谷物粉2046万吨，2018年累计进口转