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生物科學和我們教案設計
一．學習目標
1.嘗試說出人類健康面臨的挑戰
2.舉例說出生物科學與社會關系
3.嘗試像科學家一樣實驗
4.了解自然發生說的含義及其相關的實驗
5.了解科學實驗的方法和實驗各步驟的重要性
二．學 習重 點
1.人類面臨的問題及基因診斷和基因治療
2.舉例說出生物科學與社會的關系,人類健康面臨的新挑戰
3.了解科學家挑戰“自然發生說”的主 要過程
4.理解研究生命科學需要正確的方法
三．知識梳理
（一）人類面臨的問題之一：健康問題
1、細胞的癌變
�、鸥拍睿涸趥�體發育過程中，有些細胞由于受到致癌因子的作用，而變成了不受機體控制的、連續進行分裂的惡性增殖細胞 ，這種細胞就是癌細胞。
⑵引起細 胞癌變的因素稱為致癌因子，致癌因子很多，大致可以歸納為3種類型：
�、傥锢碇掳┮蜃樱涸擃愔掳┮蜃又饕禽椛渲掳�，包括紫外線、X射線、電離輻射等。
②化學致癌因子：如砷、苯、亞硝胺、黃曲霉素、煤 焦油等，農藥中的有機氯殺蟲劑等。
�、凵镏掳┮蜃樱阂腋�、丙肝病毒 等。
⑶預防措施：
�、俦苊饨佑|物理、化學、病毒等各種致癌因子：
②增強體質，保持心態健康，養成良好的生活習慣。
⑷細胞癌變的特點：
�、倌軣o限增殖；②癌細胞形態結構發生變化；③癌細胞的表面糖蛋白物質減少，使得細胞之間黏著性減少，導致癌細胞在有機體內的分散和轉移。
2、傳染病
⑴概念：傳染病是由病原體（細菌、病毒等）引起的，能在人與人、動物與動物或人與動物之間相互傳染的疾玻它是許多種疾病的總稱。2002年我國法定報告傳染病的發病率為180.14/10萬,死亡率為0.35/10萬,病死率為0.20%.其中發病率較高的傳染病依次為病毒性肝炎、肺結核、痢疾、淋病和麻疹；病死率較高的傳染病依次為狂犬病、艾滋病、白喉、新生兒破傷風和流腦。
�、苽魅静〉耐怀鎏攸c:具有傳染性和流行性。
�、瞧漕A防措施： ①控制傳染源；②切斷傳播途徑；③保護易感人群。
（二）生物科學與社會：基因診斷和基因治療
1、基因診斷的幾種方法（初步認識）
⑴核酸分子雜交法（DNA探針法）
該方法是根據堿基互補配對原則，把互補的雙鏈D NA解開，把單股的DNA小片段用同位素、熒光分子或化學發光催化劑等進行標記，之后同被檢測的DNA中的同源互補序列雜交，從而檢出所要查明的DNA或基因。[來源:學#科#網]
具體步驟：抽取病人的組織或體液作為化驗樣品；將樣品中的DNA分離出來；用化學法或加熱處理法使樣品DNA解旋；將事先制作好的DNA探針 引入到化驗樣品中。這些已知的經過標記的探針能夠在化驗樣品中找到互補鏈，并與之結合（雜交）在一起，找不到互補鏈的DNA探針則可以被洗脫。這樣通過遺留在樣品中的標記過的DN A探針進行基因分析，就能檢出 病人所得的病。
⑵聚 合酶鏈式反應法（PCR法）
PCR技術可模擬細胞核內DNA復制的天然過程，可在3～4h內使目的基因擴增上百萬倍，達到肉眼可見的量，不需要放射性同位素標 記就能分析、檢測基因，大大提高了基因檢測的靈敏度。
具體過程：首先，研究者把DNA加熱，使雙鏈分開，然后人工合成一段單鏈核苷酸，即DNA引物，把人工合成的引 物粘附到DNA單股螺旋上，之后按照DNA復制規律就能夠復制出DNA來，重復放大50倍后就可以制成10億個DNA分子。在PCR放大過程中的關鍵是利用耐熱DNA聚合酶使少量的DNA在短期內即能擴增數百萬倍，便于分析、檢測。
2、基因治療
基因治療是指采用轉基因技術將外源正�；驅氚屑毎约m正或補償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達到治療目的�；蛑委煹脑硎侵覆捎棉D基因技術將目的基因導入患者的某種細胞中，體外培養使其增 殖，然后輸回患者體內，這樣重組受體細胞因導入正常的基因，可以糾正或彌補缺陷基因帶來的影響；或將帶有治療作用的基因 通過載體直接送入患者的某些細胞中，從而達到治療疾病的目的。
（三）科學家不斷實驗：挑戰“自然發生說”
觀點 提出問題 實驗設計 實驗結論 實驗關鍵（或缺陷）
雷迪 相信地球上的所有生物都來源于生殖。
[來源:ZXXK] 腐肉上的蛆是從哪里來的 ？
�、偕n蠅與肉接觸-----肉上出現了蛆
②蒼蠅與肉未接觸---肉上不會出現蛆 ①蒼蠅是由親代蒼蠅在腐肉上產的卵產生的
�、谏n蠅或蛆不會自然發生 單一變量和對照原則
尼達姆 支持“微生物自然發生說” 結構復雜的生物由親代產生，微生物能否自然發生？ ①煮沸羊肉湯殺死微生物，用軟木塞塞緊瓶口，幾天后肉湯中滋生了大量微生物。
�、诟挠弥参锓N子和杏仁煮湯，結果相同。
微生物能自然發生 缺陷：無法排除肉湯本來存在微生物的可能；瓶子未完全密封，微生物可能進入。
斯巴蘭扎尼 反對“自然發生說” 對肉湯徹底密封和 殺菌，還會自然產生生物嗎？ 盛肉湯燒瓶實驗后一段時間
A（塞上軟木塞，煮沸2min）污染
B（塞上軟木塞，煮沸1h）污染
C（熔化玻璃封口，煮沸2min）污染
D（熔化玻璃封口，煮沸1h）未污染` 密封的肉湯長時間加熱煮沸，就能阻止外來微生物 ，微生物也不會自然發生。 關鍵：嚴格密封和殺菌，以排除外來微生物和本來存在的微生物對實驗的干攏。缺陷：嚴格密封不能排除有空氣時微生物可以自然發生的可能。
巴斯德 不同意“自然發生說” 讓肉湯接觸無污染的空氣，微生物能自然發生嗎 ①盛酵母菌溶液的普通瓶子（消毒后帶到山頂冰川處，暴露一會兒后密封，若干年后）多數瓶子保持無菌。
②盛酵母菌溶液的瓶子（消毒后拉成曲頸瓶，未密封）保持無菌。 微生物不能自然發生
�、倨績认认荆懦鋬任⑸飳嶒灲Y果的干擾。
②曲頸使瓶內不會被污染。
（四）像科學家一樣實 驗：科學實驗
研究生命科學的程序：
①生命科學的研究大多數從觀察開始。
�、谠谟^察中 提出問題。
③根據觀察到的現象以及研究者自身的知識與經驗，對所提出的問題作一個初步的解釋及設想，進而提出假說。
�、軐λ岢龅募僬f作出科學 的預測。
�、菰O計嚴謹的實驗對預測進行檢驗，即用科學實驗驗證假說的正確 與否。在 生物科學研究的實驗設計中要設計對照實驗組，要考慮數量及重復性。
⑥對實驗數據進行統計分析，并得出結論。結論可能肯定所作的假說，也可能否定假說。
�、咝拚僬f并進一步觀察，進入下一步認識周期。
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