人教版 (2019)选择性必修3转基因产品的安全性表格教学设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修3转基因产品的安全性表格教学设计，共8页。
课程基本信息
学科
生物
年级
高二年级
学期
春季
课题
转基因产品的安全性
教科书
书 名：人教版教材
出版社：人民教育出版社 .05月
教学目标
1．能运用结构与功能观、稳态与平衡观等观念分析和解释转基因情境下的生命现象，以此来解决实际问题。（生命观念）
2．通过资料查阅和证据搜集与分析，基于逻辑展开讨论，能理性看待和辩证分析转基因产品安全性和合理性。（科学思维）
3．举例说出日常生活中的转基因产品及优势。选取相关证据进行合作探究，交流与讨论转基因产品的安全性。（科学探究）
4．聚焦问题的解决，认同我国关于转基因技术的方针，强化社会责任。（社会责任）
教学内容
教学重点：
1. 举例说出日常生活中的转基因产品及优势。
2. 基于证据和逻辑，理性看待和辩证分析转基因产品的安全性和合理性。
教学难点：
1. 基于证据和逻辑，理性看待和辩证分析转基因产品的安全性和合理性。
教学过程
本节课的教学流程如下图所示：
教学准备 布置调查和汇报任务，选取转基因微生物、转基因动物、转基因植物任一内容进行调查，谈谈对转基因产品的看法。内容包括：（1）经过调查，你知道有哪些转基因产品？其优势是什么？并将调查结果制作成海报；（2）你认为这些转基因产品是否安全并说明理由。
任务一 调查分享——转基因产品
分享交流 教师通过多媒体呈现并介绍调查结果，资料来源包括教科书、网络、实地市场调查等，充分展现出转基因产品在农牧业领域、医药卫生领域、食品工业领域的广泛应用。
设计意图 教师举例说出日常生活中的转基因产品，学生也通过自主学习、收集资料、实践调查，主动关注身边的转基因产品，认同转基因产品的广泛应用，并且肯定转基因技术的进步性和对社会的贡献。
任务二 探讨转基因产品安全性问题
资料1 国家农业部批准公布的2022 年农业转基因生物安全证书中，外国进口的转基因产品中包括了大豆、玉米和油菜，部分批准清单如图1所示。
图1 2022 年农业转基因生物安全证书(进口)批准清单（一）
活动1 学生阅读资料，提取关键信息：（1） 我国批准的转基因安全证书类型主要有哪些？（2） 我国允许进口的转基因作物的用途是什么？思考：为什么所有进口转基因作物都仅用作加工原料？由此引发学生对转基因产品安全性的讨论。
分享交流 教师呈现几条对于转基因产品安全性的看法，观点1：不安全，其他生物吃了转基因生物后会引发畸变，或数量减少，致使生物多样性被破坏；观点2：安全，食用转基因作物后，其中的新表达出的蛋白会在人体消化道内降解成氨基酸；观点3：不安全，食用转基因产品，可能产生新的过敏原；观点4：安全，由于存在生殖隔离，转基因植物很难与其他植物杂交，因此不会大致基因污染。
评价任务 PPT呈现科学论证的一般过程（如下图），要求选择合适的证据资料，可补充必须的支持，基于合理的逻辑推理提出初始主张，再根据指向不同主张的证据对初始主张提出质疑，并寻求恰当的资料进行驳论，最终修正和完善主张。教师请各小组同学根据科学论证模型评价这四名同学的主张是否规范合理。学生讨论得出，观点1和观点3的观点提出既缺乏证据又缺乏推理，观点2和观点4的观点提出缺乏证据。
图2 科学论证模型
设计意图 科学论证教学对培养学生科学论证能力有积极的影响，能更好地帮助学生分析科学问题，认识科学本质，提高学生的证据意识，引导学生在面对科学信息时进行辨析，逐步发展学生的科学思维。
环节过渡 若你作为科研人员，国家进口转基因作物，需要证明其安全性或不安全性，你将从哪些方面调查取证？学生讨论后教师总结：以转基因作物为例，对它的安全评价可涉及分子特征、食用安全和环境安全等。
结合学生回答，选取主要的食用安全和环境安全评价角度，教师PPT呈现各评价角度下的评价指标，食用安全评价包括新表达物质毒理性评价、致敏性评价、关键成分分析、营养学评价等；环境安全评价主要包括靶标生物的抗性风险、对非靶标生物的影响、基因漂移的环境影响、对植物生态系统群落结构和有害生物地位演化的影响、转基因作物的功能效率和生存竞争能力等。
活动2 探讨转基因作物的食用安全性——以转基因大豆为例
教师提供关于转基因作物食用安全性评价的文献证据，思考：（1） 提供的四则证据分别属于食用安全性的哪类评价角度？（2）这四则证据的信服力依靠哪些方面体现？（3） 由此你能提出什么主张？（4）这些证据是否能充分支撑结论的成立？（四则证据的实验图通过PPT呈现，文字部分由教师语言描述）
信息：昆虫食苏云金芽孢杆菌的芽孢后内毒素晶体在昆虫的肠道中溶解，并经过昆虫肠道中的蛋白酶加工，被激活变成了有毒性的蛋白毒素，与肠道细胞表面上的受体结合，造成昆虫肠道穿孔。将编码内毒素的细胞转入大豆，大豆细胞也能分泌内毒素。
证据1：昆虫的肠道是碱性环境，人和牲畜的胃环境是酸性的，肠道细胞表面不含有毒素蛋白的受体。
证据2：
图3 饲喂转基因大豆与非转基因大豆小鼠的体重变化
证据3：购入3种市售大豆过敏者的血清，这些血清来自美国大豆1类食物过敏患者，使用患者血清对转基因和非转基因大豆进行代表性抗体IgE免疫印迹，免疫印迹又称蛋白质
印迹，是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。
图4 非转基因大豆（C）和转基因大豆（G）的平均IgE免疫印记图谱
证据4：提取6种转基因大豆和6种非转基因大豆的大豆蛋白质，进行聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）测定蛋白质差异。
图5 非转基因大豆（Cnt.）和转基因大豆（GM）SDS-PAGE图谱
分享交流 学生分析实验数据和证据，分别从毒理性、营养学、致命性和关键成分四个角度对转基因大豆的安全性进行评价，通过选用哺乳动物作为实验材料，以及科学实验方法获得数据等手段来体现实质性等同。转基因大豆与非转基因大豆在重要成分中没有体现出显著差异，进而提出转基因大豆安全性的主张，但证明它安全，则需要把所有可能造成的危害，以及潜在的风险全部排除才可以，因而仍需要大量的其他证据支撑。
活动3 探讨转基因作物的环境安全性——以转基因玉米为例
教师提供关于转基因作物环境安全性评价的文献证据，同学们可以根据从资料中挑选合适的证据，进行逻辑推理，提出自己的主张。（具体证据描述及实验数据图表见学习任务单）
表1 证据种类及事例概括
证据的种类
事例概括
基因漂移的环境影响
证据1：一定范围内，抗除草剂玉米的漂移率与距离成正相关
证据2：玉米花粉的最大漂移距离为 150m，在 200 米处没有检测到外源基因。
证据6：10d 后不同距离下玉米花粉积累量
证据10：应用特异性启动子，使 Bt 毒蛋白在玉米花粉中低水平表达或者不表达
对非靶标生物的影响
证据4：转基因 Bt 植物溢泌出 Bt 毒素可在土壤中残留并保持活性
证据5：Bt 毒素可威胁那些以土壤为食物的生物
证据7：花粉浓度对家蚕幼虫体重的影响
证据8：饲喂转基因 Bt 玉米花粉对君主斑蝶幼虫生存率的影响
证据9：试验推算饲喂转基因玉米花粉对大斑蝶幼虫生长量的影响
对植物生态系统群落结构和有害生物地位演化的影响
证据3：田间部分物种的生态优势度值
分享交流 学生依据学案中提供的10则证据将证据按照环境安全性评价内容进行分类，筛选出所需要的证据，逻辑推理提出主张，整合成科学论证模型，教师总结转基因作物可能会引起环境安全问题，但可以通过距离、花期隔离等物理屏障，也可以通过插入特异表达的启动子、雄性不育、闭花受精、转基因弱化等技术降低基因污染的风险。
设计意图 活动2和活动3进行过程中引导学生选择合适的证据信息展开科学论证，使学生的逻辑思维过程外显化，并进行模型阐释，引发学生的思想碰撞，当遭遇主张被质疑时，寻找新的证据进行辩驳，最终分析总结，达到多角度认识问题的目的。
任务三 我国对推进转基因产品的态度
活动 阅读学案中资料1-资料4（如下所示），并结合PPT了解我国推进转基因产品的进展，思考：1. 分析我国对推进转基因产品的态度，2. 我国为什么要推进转基因产品？请结合资料，从不同角度谈谈自己的看法。
资料1 截至 2019 年，中国的转基因作物种植面积为320万公顷，占全球比重为1.68%，排全球第八位。我国国内批准发放了转基因棉花、番木瓜、水稻和玉米等作物的生产应用安全证书，转基因棉花和番木瓜获准商业化种植。除此之外，我国自从2004年进口孟山都公司的耐除草剂转基因大豆开始，陆续批准发放了转基因棉花、大豆、玉米、油菜、甜菜、番木瓜的进口安全证书。
资料2 国务院在2001年颁布了《农业转基因生物安全管理条例》，加强农业转基因生物安全管理，保障人体健康，保护生态环境和动植物、微生物安全，促进农业转基因生物技术研究。
我国《食品安全法》第六十九条规定生产经营转基因食品须明确标识，转基因食品分为直接可食用的农作物与加工品两大类。
2016年，中央一号文件首次特别提出，要强化现代农业科技创新推广体系建设。加强农业转基因技术研发和监管，在确保安全的基础上慎重推广。
资料3 美国的孟山都公司Mnsant（现被拜耳公司收购）是转基因种子市场的垄断巨头，在玉米、大豆、棉花等多种重要作物的转基因种子市场上，占据70%至100%的份额。全世界超过90%的转基因种子，都使用它的专利。
资料4 农业生产过程中虫害、杂草、病害以及环境变量等因素均会导致农产品产量降低，而种植转基因作物可以带来不少效益。
据统计，1996—2003年，种植转基因后增加的作物产量超过4.42×108t，节省了农药5×108kg，更好地保护了环境。仅2013年一年就减少了2.8×1010kg的CO2排放，有助于减缓气候变化，减少农业的生态足迹。
1996—2016年，种植转基因作物的国家共获得了1861亿美元的经济收益，收益最高的国家是美国（803亿美元），阿根廷（237亿美元）次之。
分享交流 学生依据资料1可看出我国在转基因技术的研究和发展上持支持态度，并从资料3和资料4中分析出原因，在看待转基因问题上需要顾及到国家农业的可持续发展，包括广大农民的利益，还要从国际政治经济与科技竞争的大背景下审视与权衡，争夺科学技术的制高点，因此发展转基因技术对于国家来说是具有必要性的。而资料2体现了我国对于转基因产品慎重推广，以预防性原则为主强制标识，制定法规维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权，最大限度地保证其安全性。
设计意图 立足大时代背景和国际视野，从跨学科融合的角度思考问题，利于学生辩证、客观地认识转基因技术所获得的成就，并认识到生物学与社会发展紧密联系，培养学生的社会责任感。