第二节《动物与人类生活的关系》学案人教版八年级上 1doc.docx

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第二节《动物与人类生活的关系》学案人教版八年级上1doc

动物与人类生活的关系

●教学目标

知识目标

1．调查了解动物在人们生活中的作用。

2．了解生物反应器及其优点。

3．了解仿生在实际生活、社会中的应用。

4．关注科学、技术和社会的关系。

能力目标

1．在调查中培养学生的提问、交际、书写能力，特别是提问技巧。

2．激发学生热爱生物科学，并立志在生物反应器及仿生学方面钻研、创新，有所成就。

情感目标

1．使学生认识动物与人类生活息息相关，并养成爱护动物，保护动物，好好学习生物学知识的良好品质。

2．通过本章学习，树立将来在生物反应器，仿生学方面有所建树的远大志向。

●教学重点

1．动物在人们生活中的作用。

2．生物反应器、仿生。

●教学难点

1．“动物在人们生活中的作用”的调查方法。

2．仿生。

●教学方法

调查法、讨论法、归纳法、谈话法、例举

●教具准备

1．教师准备：

有关生物反应器和仿生学的录像及资料，投影片。

2．学生准备：

收集有关动物与人类关系的资料，收集有关生物反应器和仿生学方面的图片和资料。

●课时安排

1课时

●教学过程

［导入新课］

教师：

上节课布置同学们完成48页调查任务，现在各小组派代表汇报调查结果，互相交流体会，总结动物与人类生活的关系。

［学生汇报，展开新课］

学生：

一组：

去养鸭场调查

汇报：

鸭肉可食用，鸭绒可做羽绒服。

二组：

去药店调查

汇报：

鹿茸、虎骨、麝香、蝎毒、蛇毒、蜈蚣、龟、鳖、鱼肝油都是用动物入药的。

三组：

去商店调查

汇报：

毛皮可制皮衣、皮鞋、羊绒大衣。

四组：

去农村调查

汇报：

马拉车，牛耕地。

五组：

去饭店调查

汇报：

鸡鸭鱼肉，生猛海鲜。

六组：

去养牛场调查

汇报：

牛奶可饮，牛肉可吃。

七组：

去动物园调查

汇报：

有供人观赏的老虎、狮子、猴子、孔雀、老鹰、狗熊、狐狸。

教师：

肯定同学们的调查结果，表扬激励他们的探索精神、合作精神。

学生：

归纳为以下几个方面，教师整理

板书：

1．动物为人们提供了衣、食、行、用等物品。

2．动物在人类日常生活中的作用。

3．动物在畜牧业生产方面的作用。

4．动物在我国经济发展等方面的作用。

另外，大家还要知道，有些动物对人类是有害的，你们能举些例子吗？

（学生活动）

讨论，举例。

学生：

苍蝇可以传播痢疾，蚊子可以传播乙型脑炎、疟疾病。

学生：

带有狂犬病毒的狗可以传播狂犬病。

学生：

老鼠能传播鼠疫。

教师：

同学们举得例子都很好，对人类有害的动物我们就要消灭它，多注意环境卫生，减少疾病的发生。

除此之外，在现代生物科学研究中，动物还有什么作用呢？

请大家把收集的资料整理一下，找几位同学介绍你掌握的生物成果知识。

学生：

中国科学家曾溢滔和黄淑帖经过大量试验，成功地把人的血清白蛋白基因转入牛的受精卵中，并将这个受精卵发育成的胚胎，植入母牛的体内，结果产下了一只小母牛，取名滔滔。

等到“滔滔”长大后，它将会生产特殊的乳汁，乳汁里富含非常珍贵的人的血清白蛋白。

学生：

1998年2月中国科学家又获得了在所分泌的乳汁中含有蛋白凝血因子X的转基因羊。

学生：

将大马哈鱼等的生长激素基因导入到鲤鱼的受精卵内，培育出了转基因鲤鱼。

转基因鲤鱼具有吃得少，长得快，并且这些优良性状能够稳定地遗传下去等优点。

学生：

1982年，美国科学家将人的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中，得到了体型巨大的超级小鼠。

人们还用同样的方法，陆续获得自然界中从来就不曾有过的“超级绵羊”和“超级鱼”等动物。

学生：

1982年，科学家把细菌中的抗卡那霉素基因转移到烟草、向日葵和胡萝卜等作物中，一举获得成功。

此后短短的几年中，科学家又培育出了数十种具有抗病毒、抗虫、抗除草剂的作物新品种。

如抗虫的烟草、番茄、马铃薯、玉米、大豆、油菜、棉等作物，1993年，中国农业科学院的科学家成功地将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因转入棉植株，培育成了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。

学生：

石油的泄漏，给海洋环境造成很大的污染。

自然环境中有一类叫做假单孢杆菌的细菌能够分解石油，但是，每一种假单孢杆菌只能分解石油中的某一种成分。

1975年，科学家用基因工程的方法，把能分解三种烃类的基因转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。

用超级细菌分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率，从而达到了环保的目的。

教师：

同学们介绍得这些生物科学最新成果太好了，这些知识概括了基因工程在医药卫生，食品工业、农牧业、环境保护等方面的广泛运用。

展望21世纪，将是基因工程迅速发展和日臻完善的世界，也是基因工程产生巨大效益的世纪。

下面，同学们自学课本50~51页内容，结合以上事例，理解并回答以下问题。

（投影仪打出投影片）

1．什么是生物反应器？

2．什么是乳房生物反应器？

3．利用生物反应器来生产人类所需的物质有哪些好处？

（师生互动）

学生自学，讨论、尝试回答。

学生：

生物反应器是指把目的基因在血液循环系统或乳腺中表达的转基因动物。

学生：

乳房生物反应器是指人类通过对某种动物（牛、羊）的遗传基因进行改造，使这些动物的乳房可以产生和分泌出人们所需要的某些物质。

比如转基因羊，转基因牛等。

学生：

利用生物反应器来生产人类所需物质的好处有以下几点。

（1）成本低，效率高。

（2）设备简单，产品作用的效果显著。

（3）可减少工业污染等。

教师：

同学们总结得很好，我想你们一定对仿生很感兴趣吧，请看一段剪辑的录像片。

（播放录像）

录像一：

画面上有飞机、雷达、潜水艇、“电子蛙眼”、飞鱼导弹、响尾蛇导弹。

教师：

你们知道这些都是仿造哪种动物制造的吗？

学生：

飞机是仿造鸟的飞行结构特点制造的，雷达是仿造蝙蝠的回声定位制造的。

学生：

潜水艇应该是仿造鱼制造的，电子蛙眼是仿造青蛙的眼睛制造的。

学生：

飞鱼导弹是仿造热带海洋里的一种飞鱼制造的，响尾蛇导弹是仿造美洲的一种毒蛇。

它的尾毛能发出奇特的响声，被称为响尾蛇而制造的。

录像二：

萤光灯、计算机、悉尼歌剧院。

学生：

萤光灯是仿造萤火虫制造的，计算是模拟人的大脑制造的，悉尼歌剧院的薄壳建筑是模仿乌龟的背甲建造的。

教师：

看来大家对仿生学的知识掌握得还真不少，你想知道动物与仿生在其他方面的应用和发展前景吗？

请你利用课余时间收集这方面的资料，寻求答案，拓展视野。

下面总结一下仿生的概念。

学生：

科学家通过对动物的认真观察和研究，模仿动物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备，这就是仿生。

［课堂小结］

生物科学是21世纪的领先科学，生物反应器和仿生学的应用，为人类的发展提供了广阔的前景。

进行仿生学的研究需要广泛的知识，如动物学、物理学、生理学、数学等方面的知识，同时还需要工程设计，制造和美工等技能；这就需要你们认真学好各门功课，打好基础，多动手动脑，充分发挥自己的想像力、创造力，生物科学光辉灿烂的明天就等着你们去创造了。

［巩固练习］

1．超声波诊断仪，自行车车架，照像机是分别仿造哪些动物的结构或功能制造的？

答案：

超声波诊断仪是仿造蝙蝠的回声定位；自行车车架的空心钢管是仿造鸟骨的结构特点，即坚固又轻便；照像机是仿造蝇的复眼制作的。

2．你还知道哪些仿生学知识，请举例。

答案：

略

3．现代飞机是如何来消除颤振现象的？

答案：

现代飞机是仿照蜻蜓翅痣的特点，在机翼末端的前缘也有类似的加厚区，用来消除颤振现象的。

●板书设计

第三章　动物在生物圈中的作用

第二节　动物与人类生活的关系

一、动物在人们生活中的作用

1．对人的衣、食、住、行的作用。

2．对人的日常生活的作用。

3．对畜牧业生产的作用。

4．对我国国民经济发展的作用。

二、动物与生物反应器

1．生物反应器

2．乳房生物反应器

3．生物反应器的作用

4．生物反应器的优点

三、动物与仿生

1．仿生

2．仿生制出的仪器、设备

3．畅想仿生还可制造出哪些先进的仪器和设备。

●活动与探究

活动题目：

观察麻雀的生活习性与行为。

活动内容：

1．选择合适的观察场地。

2．观察麻雀的行为和生活习性。

活动结果：

麻雀有对人有害的方面：

啄食和糟蹋农作物。

也有对人有益的方面：

如捕食庄稼害虫。

●备课资料

蝙蝠的回声定位与雷达

蝙蝠在飞行时，不断从喉咙中发出超声波脉冲，声波碰到障碍物后被反射回来，蝙蝠再用耳朵接受回声，就可以判断前边物体的大小、方向和距离。

科学家根据蝙蝠发出超声波探测目标的“回波原理”发明了雷达，用以及时探测飞机的方位和距离。

乌龟的龟壳与薄壳建筑

龟壳的背甲呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。

虽然它只有2mm的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。

建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。

这类建筑有许多优点：

用料少、跨度大，坚固耐用。

薄壳建筑也并非都是拱形，举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。

萤火虫与冷光

萤火虫所发出的光是化学光，它通过一定反应将化学能几乎百分之百地转变成了光能。

人们由此得到启发，模拟萤火虫发光原理制造了由电能转变为光能的荧光灯。

但目前普通的萤光灯泡只能将所消耗的电能的6%~25%变成光能。

如果萤火虫发光原理模拟得充分，荧光灯消耗的电能就会几乎百分之百地转换成光能，可以大量节约能源。

除了上述应用外，仿生还广泛地应用于以下几个方面。

（1）生物体与人造器官，如模仿蛙眼的结构原理制造的电子蛙眼应用于雷达系统、机场和交通要道上，起监视、防止事故发生的作用。

（2）模拟人的大脑，制造“人工智能”计算机，它是会看、会听、会说、会写的计算机。

（3）制造仿生材料，用仿生材料作为涂层和包裹材料，它能提高人体对移植器官的接受能力；仿生材料还可用来代替受损伤的韧带和动脉血管等。

最为理想的生物反应器——动物乳房生物反应器

自从基因工程问世以后，人们一直在探索用基因工程方法生产有重要医疗价值而用一般方法又难以大量生产的珍贵蛋白质。

最初，被选中的生产体系是用大肠杆菌发酵生产。

但是，由于大肠杆菌属于低等生物，不可能生产出结构复杂的蛋白质，所以，用大肠杆菌生产的人蛋白质（或动植物蛋白质），存在着不可克服的缺点。

1992年，英国爱丁堡大学的一个研究组发表一篇报告，宣布他们已生产出6头转基因绵羊。

这些绵羊可以在奶中生产抗胰蛋白酶（一种治疗肺胞纤维化病变的多肽药物），产量最低的是1g/L，产量高的可达35g/L。

这篇研究报告立即在科学界和企业界引起轰动，许多正在进行相关领域研究的科学家纷纷把注意力转向这一方面。

这一重大突破预示着一个以动物乳房为主要生产手段（即乳房反应器系统）的巨大产业将要兴起，预示着许多具有精密发酵设备的高技术企业将被充满田园风光的养牛场和养羊场所取代。

这一重大突破将为人类带来巨大的经济和社会效益。

乳房反应器系统的优点　乳房生产系统也叫做乳房反应器系统。

同大肠杆菌生产系统相比，动物乳房反应器系统具有很多优点。

第一，动物的基因形式和人类相同，从人类染色体上切下来的任何基因都可以直接转移到动物体内，使分离和克隆基因的手续相对简单一些。

第二，用动物乳房生产外源蛋白质，产量很高。

目前在初乳中已达到70g/L，在常乳中达到35g/L。

第三，动物乳腺细胞可以使任何基因正确表达，并正确进行后加工。

因此，动物乳腺细胞所生产出来的蛋白质与天然产品在结构上没有区别，活性也没有区别，不论这种蛋白质原来是在垂体细胞中生产的还中在肝脏中生产的。

此外，乳房是一个相对独立的系统，血液中的蛋白质有时可以进入奶中，但奶中的蛋白质永远不会进入血液。

因此，在乳房中生产的任何蛋白质，即使是生理功能很强的激素类蛋白质，也不会影响动物本身的健康。

第四，乳中的蛋白质种类较少，主要是酪蛋白、乳球蛋白、白蛋白和从血液中扩散而来的少量血清蛋白及免疫球蛋白。

因此，提纯重组基因在奶中表达的目标蛋白，相对要容易一些。

第五，用大肠杆菌发酵生产人类蛋白质是一个工业过程，需要精良的设备；而用乳房生产同类产品是一个农业过程，如果不考虑产品提纯，则不需要复杂设备，也不需要素质很高的操作人员。

牛、羊吃的是草料，生产的是奶，奶中的珍贵蛋白完全是常规奶的高附加值产品，其生产成本之低没有其他系统可以相比。

第六，用乳房生物反应器生产产品可以对市场做出灵活反应。

由于牛、羊体内重组的外源基因是可以遗传给后代的，因此，在市场对产品需求旺盛时可扩大畜群；市场缩小时可以减少畜群头数；需要等待市场时可以用保存精液或胚胎的方法保种，使所受经济损失不大。

第七，作为一种农业生产过程，乳房生物反应器系统可以充分利用可再生产的天然资源，对环境造成的不良影响很轻微。

第八，乳房生物反应器系统除了可以用来生产药物外，也可以用来生产食品和保健品，其他系统则不行。

由此可以看出，乳房乃是迄今为止最理想的生物反应器。

乳房反应器系统的主要用途　乳房反应器系统有以下主要用途。

①生产多肽类药物。

例如，胰岛素、干扰素、促红细胞生成素等。

据美国《生物工程》杂志报道，在美国待批的多肽类药物已达100多种，今后每年还会增加40多种。

多肽类药物已形成了相当大的市场。

②生产基因工程疫苗。

由于受基因工程载体的容量限制，目前所生产的基因工程疫苗都是以一小段病毒外壳蛋白或细菌膜蛋白作为抗原，其免疫性不如灭活的全病毒或细菌。

如果使用乳房生物反应器，就可以生产病毒的完整外壳蛋白，或细菌的免疫决定蛋白质，其效果就会与常规疫苗相同。

由于用乳房反应器系统生产的疫苗产量高，其售价也会低于常规疫苗。

③生产抗体。

目前市场上销售的抗体，因产量很小，成本高，只能用于诊断。

其实，如果能够大量生产抗体，许多疾病就可以用抗体治疗。

用抗体治疗疾病应当比用抗生素效果更好，因为可以真正做到对症下药，而不必担心造成体内微生物失衡或因大量使用抗生素而产生副作用。

④生产酶制剂。

酶制剂分为两大类，第一类是用量很大的工业用酶，如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、酒精脱氢酶等。

工业用酶生产特点是需求量大且纯度要求不高，很适合使用乳牛生产。

另一类酶是生命科学研究中使用的工具酶，每克售价均在百万元以上。

如果用乳房生物反应器生产，一头年产1000kg奶的乳用山羊，可以生产足够全国使用的某一种工具酶。

⑤生产营养品。

首先可以生产的一个产品是无乳糖奶。

中国人中不能或难以消化乳糖的人的比例较高，如果能把乳糖酶基因导入奶牛体内，就可以生产无乳糖牛奶，不仅甜度增加，也解决了一部分人不能大量饮用牛奶的问题。

其次是在牛奶中增加人的转铁蛋白。

国外研究证明，转铁蛋白有良好的营养保健功能，它能够抑制大部分有害的肠胃细菌，但对有益细菌如双歧杆菌起促进作用。

第三个开发内容是生产人牛混合奶。

人奶对人是最佳的营养品。

分离出人奶蛋白基因并把它转移到奶牛中，牛奶中就会有30%~50%人奶的组分。