【人教版】Biologia delle scuole superiori - Selettivo obbligatorio - Volume 3

📚 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

1. 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).
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. Saper descrivere brevemente le funzioni degli enzimi di restrizione e della DNA ligasi e il loro ruolo nella tecnologia del DNA ricombinante.
8. Saper riassumere i componenti di un vettore di espressione genica e spiegare la funzione di ciascuna parte.
9. Saper descrivere i principi di base e il processo della tecnologia PCR e comprenderne l'applicazione nell'ottenimento di geni bersaglio.
10. 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.

🔹 Lezione 1: Basi e Applicazioni Moderne dell'Ingegneria della Fermentazione

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.

🔹 Lezione 2: Innovazioni Tecnologiche dell'Ingegneria Cellulare e Basi Embriologiche

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.

🔹 Lezione 3: Strumenti Chiave e Procedure Operative dell'Ingegneria Genetica

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.

🔹 Lezione 4: Sicurezza delle Biotecnologie ed Etica Sociale

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.