【人教版】Biologia delle scuole superiori - Selettivo obbligatorio - Volume 3
Questo corso si basa sul libro di testo obbligatorio selettivo 3 di biologia delle scuole superiori e spiega in modo sistematico le aree centrali delle biotecnologie moderne. I contenuti trattano le teorie fondamentali e le applicazioni pratiche dell'ingegneria della fermentazione, dell'ingegneria cellulare e dell'ingegneria genetica, e discutono le questioni di sicurezza ed etica delle biotecnologie. Questo libro di testo, integrato con la sezione "Esplorazione e Pratica", mira a sviluppare le competenze sperimentali e il pensiero scientifico degli studenti.
Lezioni
Lesson
本课程介绍了发酵工程的基本原理与现代应用，重点探讨了微生物在不同氧气条件下的代谢差异，如乳酸发酵、酒精发酵及醋酸发酵的生化逻辑。学习目标在于掌握无菌技术、培养基配制以及如何通过精密控制发酵环境（如温度、溶氧、pH）来实现高效的工业化生产。
本课程深入探讨了植物与动物细胞工程的核心技术，重点介绍了植物组织培养、体细胞杂交及动物细胞培养的原理与应用。通过学习脱分化、再分化、原生质体融合及细胞传代等关键流程，学生将理解如何利用细胞全能性与工程手段实现作物改良、脱毒育种及生物制药的工厂化生产。
本课程介绍了基因工程的核心工具——限制性内切核酸酶与DNA连接酶，并阐述了如何利用工程化思维（DBTV循环）通过目的基因筛选、载体构建、导入及检测等步骤实现生物性状的精准重塑。学习重点在于理解限制酶的特异性识别与切割逻辑、DNA连接酶的缝合机制，以及这些技术在农业与医药等领域的广泛应用。
本课重点探讨了基因工程作为“双刃剑”的科学内涵、应用价值及潜在的社会伦理挑战。通过学习基因工程的核心工具与应用，学生应掌握如何基于科学证据与逻辑思维理性看待转基因安全性，并理解我国“研究上要大胆、推广上要慎重、管理上要严格”的生物安全管理方针。
Panoramica del corso
📚 Riepilogo del Contenuto
Questo corso, basato sul libro di testo obbligatorio di Biologia del terzo anno del liceo scientifico (selezione modulare), spiega in modo sistematico le aree centrali delle moderne biotecnologie. Il contenuto copre la teoria fondamentale e le applicazioni pratiche dell'ingegneria della fermentazione, dell'ingegneria cellulare e dell'ingegneria genetica, e discute i problemi di sicurezza ed etica delle biotecnologie. Questo libro di testo, integrato con sezioni di "Ricerca e Pratica", mira a sviluppare le abilità sperimentali e il pensiero scientifico degli studenti.
Esplorando i misteri dell'ingegneria della vita, dalla fermentazione tradizionale alla frontiera intelligente dell'editing genetico.
Autore: Zhu Zhengwei, Zhao Zhanliang
Ringraziamenti: Approvato dopo revisione da parte del Comitato di Esperti del Libro di Testo Nazionale nel 2019
🎯 Obiettivi di Apprendimento
- Chiarire i principi: saper spiegare i principi di produzione e le equazioni di reazione degli alimenti fermentati tradizionali (come kimchi, vino di frutta, aceto di frutta).
- Padroneggiare le tecniche: descrivere con competenza i punti operativi delle tecniche asettiche per la coltivazione microbica, del metodo di striscio su piastra e del metodo di diluizione e spatolamento su piastra.
- Analizzare l'ingegneria: saper identificare i passaggi fondamentali dell'ingegneria della fermentazione e analizzare le sue differenze rispetto alle tecniche di fermentazione tradizionali nella selezione dei ceppi, nel controllo del processo e nell'estrazione del prodotto.
- Chiarire i principi tecnici della coltura di tessuti vegetali e dell'ibridazione somatica cellulare, fornendo esempi delle applicazioni dell'ingegneria cellulare vegetale in agricoltura e industria.
- Spiegare il processo e le condizioni della coltura di cellule animali e il valore applicativo delle cellule staminali, descrivere la tecnica di trasferimento nucleare di cellule somatiche animali e il significato degli animali clonati.
- Descrivere brevemente le basi fisiologiche della fecondazione, comprendere le basi fisiologiche del trasferimento embrionale e i principi e i punti operativi della tecnica di divisione embrionale.
- Saper descrivere brevemente le funzioni degli enzimi di restrizione e della DNA ligasi e il loro ruolo nella tecnologia del DNA ricombinante.
- Saper riassumere i componenti di un vettore di espressione genica e spiegare la funzione di ciascuna parte.
- Saper descrivere i principi di base e il processo della tecnologia PCR e comprenderne l'applicazione nell'ottenimento di geni bersaglio.
- Essere in grado di considerare razionalmente le controversie sulla sicurezza dei prodotti geneticamente modificati (OGM) e di illustrare le politiche di gestione e il sistema di etichettatura della Cina per le tecnologie OGM.
Lezioni
Panoramica: Questo corso copre l'evoluzione dalle tecniche di fermentazione tradizionali domestiche all'ingegneria della fermentazione industriale moderna. Il contenuto principale ruota attorno all'applicazione dei batteri lattici, dei lieviti e dei batteri acetici nella produzione alimentare, approfondendo le tecniche chiave per la coltivazione microbica (come la preparazione dei terreni di coltura, le tecniche asettiche e i metodi di coltura pura), e mostra infine il processo applicativo su larga scala e il valore sociale dell'ingegneria della fermentazione nei settori farmaceutico, alimentare, agricolo e zootecnico.
Risultati di Apprendimento:
- Chiarire i principi: saper spiegare i principi di produzione e le equazioni di reazione degli alimenti fermentati tradizionali (come kimchi, vino di frutta, aceto di frutta).
- Padroneggiare le tecniche: descrivere con competenza i punti operativi delle tecniche asettiche per la coltivazione microbica, del metodo di striscio su piastra e del metodo di diluizione e spatolamento su piastra.
- Analizzare l'ingegneria: saper identificare i passaggi fondamentali dell'ingegneria della fermentazione e analizzare le sue differenze rispetto alle tecniche di fermentazione tradizionali nella selezione dei ceppi, nel controllo del processo e nell'estrazione del prodotto.
Panoramica: Questa unità copre le tecniche biotecnologiche dal livello cellulare microscopico al livello dello sviluppo individuale. Si concentra sulle basi teoriche e le innovazioni tecnologiche dell'ingegneria cellulare vegetale (coltura di tessuti e ibridazione), dell'ingegneria cellulare animale (coltura cellulare, trasferimento nucleare e cellule staminali) e dell'ingegneria embrionale (fecondazione, trasferimento e divisione), con l'obiettivo di rivelare come l'intervento umano possa realizzare il miglioramento delle specie, la produzione di prodotti biologici e la conservazione delle risorse.
Risultati di Apprendimento:
- Chiarire i principi tecnici della coltura di tessuti vegetali e dell'ibridazione somatica cellulare, fornendo esempi delle applicazioni dell'ingegneria cellulare vegetale in agricoltura e industria.
- Spiegare il processo e le condizioni della coltura di cellule animali e il valore applicativo delle cellule staminali, descrivere la tecnica di trasferimento nucleare di cellule somatiche animali e il significato degli animali clonati.
- Descrivere brevemente le basi fisiologiche della fecondazione, comprendere le basi fisiologiche del trasferimento embrionale e i principi e i punti operativi della tecnica di divisione embrionale.
Panoramica: Questo corso introduce in dettaglio i tre strumenti chiave dell'ingegneria genetica (tecnologia del DNA ricombinante): enzimi di restrizione, DNA ligasi e vettori. Su questa base, vengono spiegati sistematicamente i quattro passaggi operativi fondamentali dell'ingegneria genetica: selezione e ottenimento del gene bersaglio (con particolare attenzione alla tecnologia PCR), costruzione del vettore di espressione genica, introduzione del gene bersaglio nelle cellule ospiti (con particolare attenzione al metodo di trasformazione mediato da Agrobacterium tumefaciens) e rilevamento e identificazione del gene bersaglio. Infine, vengono mostrate le ampie applicazioni dell'ingegneria genetica attraverso esempi nei settori agricolo, zootecnico, farmaceutico e alimentare.
Risultati di Apprendimento:
- Saper descrivere brevemente le funzioni degli enzimi di restrizione e della DNA ligasi e il loro ruolo nella tecnologia del DNA ricombinante.
- Saper riassumere i componenti di un vettore di espressione genica e spiegare la funzione di ciascuna parte.
- Saper descrivere i principi di base e il processo della tecnologia PCR e comprenderne l'applicazione nell'ottenimento di geni bersaglio.
Panoramica: Questo corso si concentra sulle controversie sulla sicurezza e sui conflitti etici suscitati dalle biotecnologie mentre apportano benefici all'umanità. Attraverso un'analisi razionale della sicurezza dei prodotti OGM, delle politiche di gestione cinesi per gli OGM agricoli e di una discussione approfondita delle questioni etiche relative alla clonazione riproduttiva umana, gli studenti vengono guidati a stabilire valori scientifici e razionali, chiarendo la linea guida cinese di "essere audaci nella ricerca, cauti nella promozione e rigorosi nella gestione".
Risultati di Apprendimento:
- Essere in grado di considerare razionalmente le controversie sulla sicurezza dei prodotti OGM e di illustrare le politiche di gestione e il sistema di etichettatura della Cina per le tecnologie OGM.
- Saper distinguere tra clonazione riproduttiva e clonazione terapeutica e analizzare i dilemmi etici posti dalla clonazione riproduttiva umana.
- Essere in grado, basandosi su fatti scientifici, di analizzare e discutere argomenti riguardanti la biosicurezza e l'etica nella vita quotidiana.