【人教版】高中生物 選擇性必修 第三冊

📚 內容摘要

本課程基於高中生物選擇性必修3教材，系統講解現代生物技術的核心領域。內容涵蓋發酵工程、細胞工程、基因工程的基礎理論及其在實際中的應用，並探討生物技術的安全性與倫理問題。本教材結合「探究·實踐」環節，旨在培養學生的實驗技能與科學思維。

探索生命工程的奧秘，從傳統發酵邁向基因剪輯的智慧前沿。

作者: 朱正威, 趙占良

致謝: 國家教材委員會專家審核通過 2019

🎯 學習目標

1. 闡明原理：能夠說明傳統發酵食品（如泡菜、果酒、果醋）的製作原理及反應方程式。
2. 掌握技術：熟練描述微生物培養的無菌技術、平板劃線法和稀釋塗布平板法的操作要點。
3. 分析工程：能夠識別發酵工程的基本環節，並分析其與傳統發酵技術在菌種選育、過程控制及產物提取上的差異。
4. 闡明植物組織培養和體細胞雜交的技術原理，舉例說明植物細胞工程在農業及工業中的應用。
5. 解釋動物細胞培養的過程、條件及幹細胞的應用價值，描述動物體細胞核移植技術及克隆動物的意義。
6. 簡述受精的生理基礎，理解胚胎移植的生理學基礎及胚胎分割技術的原理與操作要點。
7. 能夠簡述限制性內切核酸酶、DNA連接酶的功能及其在重組DNA技術中的作用。
8. 能夠歸納基因表達載體的組成成分，並說明其各部分的功能。
9. 能夠描述PCR技術的基本原理和過程，並理解其在獲取目的基因中的應用。
10. 能夠理性看待轉基因產品的安全性爭議，闡述我國關於轉基因技術的管理政策與標識制度。

🔹 第一課：發酵工程的基礎與現代應用

概述: 本課程涵蓋了從傳統的家庭式發酵技術到現代工業化發酵工程的演變。核心內容圍繞乳酸菌、酵母菌及醋酸菌在食品製作中的應用，深入探討了微生物培養的關鍵技術（如培養基配製、無菌技術及純培養方法），並最終展示了發酵工程在醫藥、食品及農牧業中的規模化應用流程與社會價值。

學習成果:

• 闡明原理：能夠說明傳統發酵食品（如泡菜、果酒、果醋）的製作原理及反應方程式。
• 掌握技術：熟練描述微生物培養的無菌技術、平板劃線法和稀釋塗布平板法的操作要點。
• 分析工程：能夠識別發酵工程的基本環節，並分析其與傳統發酵技術在菌種選育、過程控制及產物提取上的差異。

🔹 第二課：細胞工程的技術突破與胚胎基礎

概述: 本單元涵蓋了從微觀細胞水平到個體發育水平的生物工程技術。重點介紹植物細胞工程（組織培養與雜交）、動物細胞工程（細胞培養、核移植與幹細胞）以及胚胎工程（受精、移植與分割）的理論基礎與技術突破，旨在揭示如何透過人工干預實現物種改良、生物製品生產及資源保護。

學習成果:

• 闡明植物組織培養和體細胞雜交的技術原理，舉例說明植物細胞工程在農業及工業中的應用。
• 解釋動物細胞培養的過程、條件及幹細胞的應用價值，描述動物體細胞核移植技術及克隆動物的意義。
• 簡述受精的生理基礎，理解胚胎移植的生理學基礎及胚胎分割技術的原理與操作要點。

🔹 第三課：基因工程的核心工具與操作程序

概述: 本課程詳細介紹了基因工程（重組DNA技術）的三大核心工具：限制性內切核酸酶、DNA連接酶和載體。在此基礎上，系統闡述了基因工程的四個基本操作程序：目的基因的篩選與獲取（重點包含PCR技術）、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞（重點包含農桿菌轉化法）以及目的基因的檢測與鑑定。最後，透過農牧業、醫藥和食品領域的案例展示了基因工程的廣泛應用。

學習成果:

• 能夠簡述限制性內切核酸酶、DNA連接酶的功能及其在重組DNA技術中的作用。
• 能夠歸納基因表達載體的組成成分，並說明其各部分的功能。
• 能夠描述PCR技術的基本原理和過程，並理解其在獲取目的基因中的應用。

🔹 第四課：生物技術的安全性與社會倫理

概述: 本課程重點探討生物技術在造福人類的同時，所引發的安全性爭議與倫理衝突。透過對轉基因產品安全性的理性辨析、我國對農業轉基因生物的管理政策，以及生殖性克隆人倫理問題的深度討論，引導學生建立科學、理性的價值觀，明確我國「研究上要大膽，推廣上要慎重，管理上要嚴格」的指導方針。

學習成果:

• 能夠理性看待轉基因產品的安全性爭議，闡述我國關於轉基因技術的管理政策與標識制度。
• 能夠區分生殖性克隆與治療性克隆，並分析生殖性克隆人面臨的倫理困境。
• 能夠基於科學事實，對日常生活中涉及生物安全與倫理的話題進行辨析與討論。