苏教版必修2 身边的生物科学 教案

教学设计

从20世纪50年代以来，以分子生物学为核心的现代生物科学成为当前自然科学各领域中最活跃、发展最迅速的领先学科。生物科学对于综合治理当代人类面临的诸如人口、农业、能源和环境等众多问题发挥着越来越大的作用，有力地促进了现代社会文明的发展。可以说，生物技术正在全面深入地改变着人类生活的所有领域。

通过本节内容的学习，可以加深学生对科学、技术与社会三者之间关系的认识，促进学生对科学本质的理解，逐渐形成科学的态度和价值观，提升每个学生的生物科学素养，培养未来公民必须具备的人与生物圈和谐发展的意识。我们要力求避免以说教形式开展价值观教育，教师：组织教学时可以根据学生已有的知识背景和生活经验为基础，结合学生的生理与心理特点，激发学生学习生物科学的热情，引导学生关注、观察与生活相关的生物学问题，使学生认识到生物科学不是孤立于社会而存在的，而是与人类生活息息相关的，增进学生对生物科学与社会关系的理解，拓展学生的生物科学视野。

“身边的生物科学”一节分为人类面临的问题——粮食问题、科学合理地利用现代农业技术。

本节教学的目标是让学生了解生物科学的实用价值，引导他们关注粮食问题，了解科学技术特别是生物技术在解决粮食问题中所具有的特定作用，同时也让学生懂得目前生物科学技术在解决粮食问题方面的发展水平与技术的局限性；并通过对转基因生物安全性的探讨，感悟科学技术的积极作用与负面影响，让学生树立一种正确认识生物高科技的成熟心态。

(1)关于粮食问题，文本通过一组数据来展示粮食问题是一种困扰人类社会发展、影响社会稳定的重要问题，这个问题不仅困扰着中国社会，也影响着世界的发展。而人类解决粮食问题的道路还很崎岖，面临着巨大的挑战，以此引导学生分析解决粮食问题的途径与方法。

(2)关于科学合理地应用现代农业生物技术，文本主要通过介绍转基因技术在解决粮食问题中的巨大作用，引导学生思考包括生物技术在内的生命科学知识在解决粮食问题中的地位，而通过“2002年全球主要国家种植转基因作物的面积及所占比例”的表格的阅读，以及相关数据的分析，试图让学生理解现代农业生物技术的发展为社会创造了明显的经济效益与巨大的社会效益，教师：在教学中可以发展文本，引导学生深入探讨生物技术的正面作用与负面影响，从而形成科学的价值观与社会责任感。

本节共设置了1个“积极思维”、1个“继续探究”、一个“评价指南”、1个“拓展视野”。教师：可根据各种活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动。另外，本章

有2个重要的图群：转基因番茄与普通番茄，转基因金大米与转基因向日葵。此外还有表格1个。教师：可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。

对于“调查我国公民对转基因食品的认同程度”，主要目的是要让学生要养成关注与生物学有关的热点问题和社会问题的习惯，培养主动关心、参与社会决策的意识，在深层次上理解转基因技术与粮食问题、生物技术与人类和谐发展的意义、正确认识生物技术的积极意义与负面影响，从而培养学生“动手做科学”的能力、课题研究意识、信息的收集与甄别能力、批判性学习能力、交流与交往能力，建议安排一堂课进行研究性学习的交流与展示。

教学重点 1.尝试将生物科学与身边的社会生活联系起来，从生物科学的角度来理解解决粮食问题的重要性。

2．了解现代农业生物技术在解决粮食问题中的巨大贡献。

3．理解“科学技术是一把双刃剑”，正确看待生物技术对人类社会发展产生的影响。

教学难点1.通过对各种信息资料的收集与整理，提高学生获取与甄别有效信息的能力，培养学生的批判性思维。

2．举例说出生物科学和人类社会的关系。

3．举例说出人类面临的粮食问题以及现代农业生物技术在解决粮食问题中的巨大贡献。

教具准备教师：通过网络等途径收集的一组有关“人类面临的粮食问题”“生物科学与人类社会的关系”的图片、文字信息(有条件的学校可以将相关信息做成多媒体网页，并与相关网站做成链接)。

课时安排2课时

1．举例说出解决粮食问题的重要性。

2．举例说出现代农业技术的重要性。

3．能利用网络、报刊、杂志以及电视媒体等途径收集“人类面临的粮食问题”“现代农业技术在解决粮食问题中的作用及其可能带来的影响”资料，能根据材料写出一篇符合规范的研究报告。

4．讨论“人类面临的粮食问题”“2002年全球主要国家种植转基因作物的面积及所占比例”，形成问题对比分析能力、数据分析等能力。

5．经历“调查我国公民对转基因食品的认同程度”的课题研究，初步形成“动手做科

学”的能力、课题研究意识、信息的收集与甄别的能力、批判性学习的能力、交流与交往的能力。

6．认同科学研究与技术进步的社会价值，了解生命科学的发展现状，关注生命科学的发展对人类未来的影响，学会辩证地看待生物技术的价值与意义。

7．懂得利用所学的生物学知识，帮助自己进行各种抉择，并对今后的职业选择和学习方向有更多的思考，从而过上一种健康、积极并且负责任的生活。

8．树立科学、社会、技术相统一的思想(STS)。

9．通过小组学习过程中的合作与交往培养学生的协作意识与交往的态度。

第一课时人类面临的问题：粮食问题

导入新课

师：：(1)当今世界，全球化进程加速，全球性的社会、经济、环境间的矛盾愈发严重，三者如何和谐发展的问题困扰着我们。

(2)具体而言，当今世界的全球性问题主要包括：粮食问题、人口问题、资源问题、生态环境问题、能源问题、贫困问题、疾病问题、技术的局限性问题等等。

(3)这些问题，困扰着人类的发展，每一个文明社会的人都无法回避，都必须加以认真思考和负起责任。

(4)这些问题的真正、全面的解决，不仅需要生物学知识，还可能需要地理学、物理学、化学、政治学知识。

(5)下面，我们在生物学知识的范畴内一起来分析我们所面临的粮食问题，探讨解决途径与方法。

推进新课

板书：

一、人类面临的问题：粮食问题

(一)世界范围内的粮食问题

师：在课前，我们进行了自己家庭在粮食消费方面的调查。下面，我们来交流你的数据，并根据数据谈谈你的观点。需要说明的是，我们交流的数据主要围绕以下几点：(1)家庭的一日三餐主要食物是什么？(2)上个月家庭成员每人约消费了多少粮食？多少肉类？多少鸡蛋？多少毫升牛奶？平均值多少？(3)向你的父辈或祖辈了解，我们现在消费的粮食、肉蛋奶等数量与过去的10年相比较有什么变化？但是，你假如有一些新的、而且你认为有价值的数据，希望你能与我们一起分享。

学生活动：以学习小组为单位，进行相关数据的交流，并开展讨论。

小组讨论：……

师：生共同总结：随着社会的发展与文明的进步，我们的生活水平也在不断地提高。从粮食消费的数量与质量来看，我们的生活水平得到了巨大的提升。

师：：探讨了我们的粮食消费方面的一些数据，得出了一些观点。那么，在世界范围内的粮食问题的现状又如何呢？

课件展示：

情景一：由于20世纪50年代发起的世界范围的“绿色革命”，到2004年为止世界粮食生产的增长速度不但跟上而且超过了世界人口的增长速度，世界粮食市场需求基本得到了满足。

情景二：但是，满足市场需求并不意味着能够确保粮食安全。世界上还有许多人因为贫困而无力购买粮食，因此世界目前的市场需求并没有体现他们的需要。

情景三：据联合国粮农组织统计，世界农产品(包括粮食和畜牧产品在内)总产量的增长率1998年为1.5%,1999年为2.5%,2000年为1.2%,2001年仅为0.6%，是1993年以来增长率最低的1年。这意味着在这两年内，世界人均产量出现下降。发展中国家的农产品产量增长率1993年至1996年为4.5%,1998年为3.2%,1999年为2.8%,2000年为1.5%,2001年仅为1.2%。发达国家的农产品产量增长率1998年为－0.8%,1999年为1.8%,2000年为0.7%,2001年则为－0.4%。在这5年中，撒哈拉沙漠以南非洲地区是世界唯一的农业产量增长跟不上人口增长的地区，农业生产出现倒退，人均产量呈下降趋势；近东和北非地区的农业产量也呈下降趋势；但是，拉丁美洲和加勒比海地区的农业产量年均增长2.3%。

情景四：自从1961年以来，全球耕地总面积年均增长0.34%，发展中国家耕地面积年均增长0.68%。世界现有耕地总面积约为15亿公顷，约占世界地表总面积134亿公顷的11%，约占世界可耕土地总面积42亿公顷的36%。绝大多数发展中国家扩大耕地面积的潜力不大。发展中国家现有约28亿公顷可耕土地面积，其中已耕种面积约为9.6亿公顷；其余18亿公

顷还不能全部视为“土地储备”，原因是这些尚未耕种土地的近90%集中在南美洲和撒哈拉沙漠南部非洲地区。南亚、近东和北非地区几乎没有土地可以开垦。另外，这些尚未耕种土地绝大多数都位于林区(占45%)、天然资源保护区(占12%)、人类居住区(占3%)以及遭受疾病严重侵袭的地区。因此，发展中国家耕地面积增长率预计将从1963年至1999年的25% (1.72亿公顷)下降至1999年至2030年的12.6% (1.2亿公顷)，增加的耕地主要位于撒哈拉沙漠南部非洲地区(6 000万公顷)、拉丁美洲(4 100万公顷)和东亚(1 400万公顷，不含中国)；另外，通过强化种植管理(例如增加人工浇灌)，收获面积预计将增长20% (即1.78亿公顷)。

情景五：根据联合国2001年的统计，世界人口在过去的30年中每10年增加10亿。世界人口2000年为60.6亿，预计2015年将为72亿，2030年为83亿，2050年将增长至93亿。世界人口增长率20世纪60年代曾高达2.04%,90年代后期下降至1.35%,2010年至2015年将为1.1%,2025年至2030年将为0.8%。尽管增长速度将有所放慢，但是由于基数巨大，到2015年世界人口年均绝对增量将高达7 900万，2025年至2030年仍将保持为6 700万。世界人口的绝对增长量几乎将发生在发展中国家。到2030年，东亚地区的人口增长率将下降至0.5%，但是撒哈拉沙漠南部非洲地区的人口增长率仍将达到2.1%。

情景六：为了满足人类不断增长的需求，世界粮食产量到2030年必须从目前19亿吨再增加10亿吨，几乎相当于从20世纪60年代中期以来的增长数量。

情景七：人均收入是决定食品需求增长和粮食安全的重要因素之一。

情景八：根据联合国粮农组织的统计，1997年至1999年，全世界共有8.15亿人营养不足(即人均每天食品消费量低于1 720～1 960千卡)，其中发展中国家有7.76亿(占其总人口的17%)，发达国家有1 100万。

情景九：世界用于各种用途的粮食总需求预计将从1997年至1999年的18.64亿吨增长至2030年的28.3亿吨，其中食用粮食需求预计将从1997年至1999年的10.03亿吨增长至2030年的14.06亿吨。

师：：通过对这些数据的分析，我们可以得出哪些观点？

学生活动：学生以学习小组为单位，讨论、交流自己的观点。

小组交流：

第一组：随着科学技术的发展，特别是包括生命科学在内的现代科学的进步，使得世界粮食产量迅速提高，基本能满足世界范围内的粮食需求。我们的观点是“科学以人为本，技术促进文明进步”。

第二组：世界的粮食总产量的确取得了迅猛发展，但是由于以下几点原因：(1)不同国

家与地区的经济发展不均衡，导致一些发展中国家以及经济不发达的国家与地区的粮食问题依旧很严重，而且有越来越严重的趋势；(2)世界范围内的人口剧增，导致人均粮食增加不明显，而且，粮食总量增加空间有限，人口的增长势头迅猛，使得世界范围内的粮食问题愈发严重。导致粮食问题依旧是困扰人类社会发展的主要问题。

第三组：我们总体感觉，在近几年来，在世界各地区的粮食产量总体增加的情况下，不同国家与地区的粮食产量却呈现不同的发展态势，粮食问题在发展中国家与不发达国家与地区相对严重。这与该区域的经济、科技、环境以及政府的决策均有密切的关系。

第四组：粮食产量的增加，除了第一组同学谈到的由于科学技术发展的原因之外，耕地面积的增加也是一个不容否认的原因。

第五组：科技在进步，耕地面积的确在增加，但是，在未来一个阶段，人口数量增加的速率，将远远超过由于科技发展、耕地面积增加而导致的粮食产量增加的速率。因此，我们的建议是，粮食问题真正有效的解决必须同人口问题联系起来。

……

师：在最近一阶段，世界范围内的粮食的产量在不断增加，这与耕地面积增加、科技水平的提高有密切关系。但是，在未来一阶段，世界范围内的粮食问题可能会越发严重。那么，今后一阶段，世界范围内的粮食问题还会有哪些呢？

课件展示：

情景一：根据联合国粮农组织最新统计数字显示，1999～2000年度世界粮食总产量为18.49亿吨，全球粮食消费量为18.90亿吨，超过年度产量4 100万吨。主要原因是由于气候因素、自然灾害和部分地区种植面积的减少，使全球粮食比预测的减产。其中中国粮食总产量因种植面积调减及严重旱灾，使粮食总产量下降9%，是影响世界粮食总产量下降的原因之一。

情景二：联合国粮农组织预测，2000～2001年度全球粮食的消费量增长0.5%，即总量为19亿吨，超过了粮食的总产量，造成世界粮食库存下降，2000～2001年度全球粮食库存量为3.2亿吨，比上年度下降6.5%，库存与消费量之比为16.5%，略低于确保世界粮食安全所需的17%～18%的标准线。

情景三：占世界人口1/4的发达国家生产的粮食占世界的1/2；而占世界人口3/4的发展中国家生产的粮食只占世界的1/2。

情景四：过去30年中，特别是在20世纪80年代，欧盟和北美洲国家政府给国内农民提供了大量补贴，造成粮食产量供过于求、国际粮食价格下跌。自20世纪80年代后期以来，

欧盟和北美洲国家部分减少了政府补贴，并且改变了补贴的形式，以减少对粮食生产决策的影响。世界粮食生产增速随之开始减慢。

情景五：2004年6月15日，联合国粮农组织(FAO)发布了全球粮食形势发展报告，FAO 预测，尽管2004年世界谷物产量将达到19.56亿吨，较上年增加3.7%，但在2004～2005新的市场年度，全球谷物库存将连续第5年下降。2004年全球谷物产量虽然有所增加，但生产仍然赶不上所预期消费的增长，粮食库存下降的趋势未变，库存下降使市场得以缓冲的空间越来越少。

师：在未来一阶段，世界范围内的粮食问题可能会越发严重，造成世界范围内的粮食问题更加严重的主要原因有哪些？表现在哪些方面？

学生活动：学生以学习小组为单位，讨论、交流自己的观点。

小组交流：

第一组：由于温室效应导致的全球气候异常、各种自然灾害、土地沙漠化以及工业化的发展，将导致世界范围内的粮食产量增加不明显；而世界范围内的粮食消费量却不断增加；因此将出现粮食产量小于粮食消费量，导致粮食库存量减少。

第二组：在发达国家，由于政府农业补贴、农业基础设施完善、科学技术发展水平等原因，因此，人均粮食产量高、消费多；在发展中国家，由于政府农业补贴、农业基础设施薄弱、科学技术发展水平相对较低，因此，人均粮食产量低、消费少。我们认为，未来一阶段，发展中国家的粮食问题要更严重于发达国家。因此，粮食问题更应关注发展中国家和地区。

第三组：粮食问题的解决，是一个综合性的、需要各个学科相互支持的、各个阶层的人们相互理解的、科学与非科学相互作用的工程。但是，我们有理由相信，人类能解决粮食问题，只要我们共同努力。

……

师：我们讨论了世界范围内的粮食问题，那么，我国是否也面临着粮食问题呢？

生：是的，而且很严重。

师：形成我国的粮食问题的主要原因有哪些？

板书：

(二)我国的粮食问题

学生活动：以问题为目标指向，阅读文本P2“2000年我国粮食减产的原因”，并在小组内交流自己的观点，由学习小组记录员记录。

第一组：2000年我国粮食严重减产，对世界粮食产量产生了严重的影响，也直接影响我国的粮食消费量，不仅影响了我国的经济与社会的持续发展，也影响了世界的经济发展。

第二组：2000年我国粮食减产的主要原因是干旱；而全球范围内的气候异常、我国的植被覆盖率相对较低、农业水利工程还不够完善等原因则是造成这场持续时间长、波及区域大的干旱的主要原因。

第三组：我国的人均耕地面积少，人口数量巨大，粮食消费需求量较大，因此，粮食问题对我国的经济、社会影响巨大。

师：(1)农业在中国经济中占有十分重要的地位。我国可耕地面积约占世界总量的9%，却养活着占世界总量20%的人口。

(2)2000年，农业人口约占全国总量的69%；农业劳动力为3.28亿，占全国总量的47%；耕地面积为1.3亿公顷，农业劳动力人均拥有耕地0.39公顷；农业产值占国内生产总值的17.7%。

(3)1977年至1999年，人均粮食食用消费量从165千克增长至210千克；人均每天食品消费量从2 062千卡增长至3 040千卡，到2030年预计将增长至3 300千卡，基本上与工业国家相同。说明了我国政府和人民在解决粮食问题中作出了巨大的努力，取得了显著的成绩。

(4)20世纪80年代和90年代绝大多数年份中，我国基本是粮食净进口国，1995年粮食净进口量达到2 000万吨。从1997年开始，我国粮食生产自给有余，成为粮食净出口国，2000年粮食净出口超过1 000万吨。

(5)我国人口到2030年末将达到近15亿，那时候的粮食供应保障工作将面临严峻的挑战。

(6)根据联合国粮农组织的统计和预测，1989年至1999年，我国粮食生产年均增长率为2.2%，我国粮食需求增长率1969年至1999年间为3.2%,1999年至2015年预计为1.3%,2015年至2030年预计为0.9%,1999年至2030年预计为1.1%。我国粮食产量目前年均近5亿吨，人均粮食拥有量约为400千克。要想到2030年仍然保持这种人均水平，粮食产量必须增长至约6亿吨。为了确保我国未来的粮食安全，政府必须根据我国的具体情况制定正确的粮食生产政策。

(7)目前，中国同一类型地区粮食单产水平悬殊，高的每公顷7 500～15 000千克，低的只有3 000～5 000千克。在播种面积相对稳定的前提下，只要1996～2010年粮食单产年均

递增1%,2011～2030年年均递增0.7%，就可以达到预期的粮食总产量目标。这样的速度与过去46年年均递增3.1%相比，是比较低的。

师：那么我们可以采取哪些措施解决我国的粮食问题呢？

学生活动：小组讨论，小组交流，记录员记录各成员的意见，最后由小组代表交流本组意见。

小组一：我国可以完善农业发展长远战略和和政策，全面解决“三农”问题。如：制定出完善的农业发展长远战略和政策，以加强农村整体经济的发展，缩小城乡收入差距。

小组二：加大农业投资，改善农村基础设施建设。如：加大用于农业发展的投资力度，改善农村生产和生活基础设施。

小组三：加强农业科技研究，提高粮食生产中的科技含量。如：积极推广先进的耕作方法(例如综合害虫管理方法、综合植物营养系统管理方法、免耕方法等)；要积极引导科研机构培育出抗极端环境、抗害虫、抗病毒、抗杂草、高产、营养含量高、效益/成本比率高的粮食品种。

小组四：提高现有耕地单位面积产量有潜力。目前，中国的粮食单产水平与世界粮食高产国家相比也是比较低的，中国要在短时间内达到粮食高产国家的水平，的确难度较大，但经过努力是完全可以缩小差距的。通过改造中低产田、兴修水利、扩大灌溉面积、推广先进适用技术等工程和生物措施，可使每公顷产量提高1 500千克以上。

生：……

课堂小结

我们还可以采用哪些方法进一步解决粮食问题呢？

(1)开发后备耕地资源有潜力。中国现有宜农荒地3 500万公顷，其中可开垦为耕地的约有1 470万公顷。中国政府将在加强对现有耕地保护的同时，加快宜农荒地的开发和工矿废弃地的复垦，未来几十年计划每年开发复垦30万公顷以上，以弥补同期耕地占用，保持耕地面积长期稳定。通过提高复种指数，使粮食作物播种面积稳定在1.1亿公顷左右。

(2)依靠科技进步有潜力。目前，农业科技在中国农业增产中的贡献率约为35%，世界上农业发达国家在60%以上。中国政府已确定并正在努力实施科教兴农战略，力争逐步缩小中国与世界发达国家在农业科技领域的差距，到2000年使科技进步对农业的贡献率提高到50%，到2030年接近世界发达国家水平。这是中国粮食生产再上新台阶的巨大动力。

(3)利用非粮食食物资源有潜力。中国水域、草原、山地资源丰富，开发潜力巨大。据统计，全国1 747万公顷内陆水域中，可供养殖的水面有675万公顷，目前利用率仅为69%；

可供养鱼的稻田670万公顷，利用率仅为15%；海水可养殖面积260万公顷，利用率仅为28%。中国将努力提高现有水域的生产能力，保持水产品继续快速增长。中国现有草地面积3.9亿公顷，其中可利用面积3.2亿公顷，居世界第三位，若将其中的大部分建设成人工草场，提高草原畜牧业集约化水平，就能增加大量的畜产品。中国山区面积占国土总面积的70%，具有发展木本食物的良好条件，增加木本食物的前景也十分广阔。

(4)节约粮食有潜力。据专家测算，中国粮食在种、收、运、储、销和加工、消费等环节的损失率至少为10%，总损失量在4 500万吨以上。如果将各环节的损失降至合理范围，每年至少可节约粮食2 000万吨。

……

就目前而言，无论是我国，还是世界范围内，都存在着严重的粮食问题，并且有愈发严重的可能性。粮食问题并非是不可解决的，但是，粮食问题的解决，任重而道远。

第一章生物科学和我们

第一节身边的生物科学

一、人类面临的问题：粮食问题

(一)世界范围内的粮食问题

(二)我国的粮食问题

1．白色农业

绿色农业指传统的植物种植业中引入环保、生态理念的新型农业；蓝色农业指海洋的养殖与增殖业；白色农业是指微生物资源产业化的工业型新农业。

白色农业的科学基础是微生物学，技术主体是生物工程，它包括生物工程的发酵工程和酶工程。由于无菌操作技术、产品是无污染、无毒副作用、有益人和动物健康的高度安全食品。所以形象化地称为“白色农业”。

2．世界粮食储备

20世纪80年代中期，世界谷物储备达4亿吨后，粮食库存结转量一直呈减少趋势。近10年来的世界粮食安全系数有3年达到了17%～18%的临界点，而1995～1996年度则降为

14%～15%左右。这同70年代初期持平。1996年世界粮食周转储备下降至2.58亿吨。从1987年104天降至1995年53天，已接近危险的水平，世界粮食价格也达到创记录的水平。专家根据1973年粮食储备下降引起粮食价格上涨，进而引起的世界性的恐慌指出，一旦世界粮食周转储备降至60天以下时，世界粮食市场就会出现高度不稳定状态。如果生产、贸易和运输状况稍有些恶化，就可能出现粮食危机了。同时发达国家对贫困国家的粮食援助从1995年的1 700万吨减少到10年来的最低水平。问题的严重性在于，由于土地状况继续恶化，所有上述数据处于全面下降的趋势。从世界粮食需求的角度来看，一是人口增加，到本世纪中叶将达100亿；二是人口的消费水平不断提高，要求有更多的肉、蛋、奶等动物性食品。按现在的消费水平，到那时粮食的缺口将会达到二十多亿吨。

3．生物安全协议和21世纪粮食问题带来的挑战

21世纪已经来临，饥饿和营养不良对人类仍然是严重的威胁。1996年联合国召开的世界粮食首脑会议宣告，全球有超过8亿人遭受着慢性营养不良的折磨，他们主要生活在发展中国家。在非洲撒哈拉以南的49个国家里，这一问题尤为严重，这些国家的人口将在25年里增长一倍。

人口的增长将极大地改变人与自然的关系。数字最具有说服力。在19世纪90年代，世界人口增长接近10亿，在21世纪的第一个10年里，人口将再增长10亿。世界人口在2000年将达62亿，2025年达83亿，在21世纪末达110亿。

日益增长的人口对基本食物和营养的需求给自然资源和各国政府带来巨大的压力。在过去，大多数人依靠种植业，特别是种植谷类来满足不断增加的食品需求。到2030年，粮食产量要比1990年增长60%，才能保持现在的人均食品消费量。但是，如果目前世界上大约10亿正在遭受饥饿的贫民改善饮食结构，每年的粮食需求将增加10%左右。

经过8千到1万年人们才有了今天的粮食生产水平，其中一大部分的提高是在过去50年里取得的。尽管任务艰巨，在未来50年里，农民将不得不让目前的粮食和纤维产量再提高一倍。但由于城市化、人口增长、水土流失和水资源污染的压力，他们拥有的土地和资源将会减少。

无论从什么角度考虑，都有两个问题不能回避。一是用合乎环保要求的、经济的和可持续的方式生产出足够数量的粮食来满足基本的营养需求，这是一个非常复杂的任务；二是分配，这项任务也许更加艰巨。贫穷是平等分配食物的主要障碍，同时伴随着人口的快速增长，情况更加恶化。这个恶性循环必须打破，否则稳定的世界政局、稳定的人口和可持续发展的环境就无从谈起。

对这些不能回避的问题是有解决方法的。比如，科学不断进步，使用目前已经出现的和初见端倪的农业科技可以提高粮食产量。同时，这些科技可以帮助农民和农村大幅度地改善其经济环境，让他们更进一步，实现自给自足和环境的可持续发展。

越来越多的科学家同意这样一个观点：生物技术在帮助满足21世纪人类日益增长的需求中起到非常重要的作用。例如，生物技术可以在帮助提高作物产量的同时，减少对环境损害。大学和私立机构经过多年的科学研究，在传统的种植培育技术的基础上得到了许多可以提高作物产量的科学发现，这些新发现超越了传统的种植方式，具有深远的意义。有了这些新的科技，科学家可以把许多科技手段应用到一粒种子上。例如，他们可以把抗病抗虫的基因植入种子中，减少对化学杀虫剂的需求。

即使有了现代科技，如果农民得不到这些科技，他们仍然不能养活自己的国家。在发展中国家的科学家和科技推广工作者需要培训，我们在保护消费者的同时，必须鼓励和支持科学研究和生产。

饥饿是大敌，生物技术不能成为替罪羊。全球的农民应该得到最新的农业和生物技术，并从中受益。如果不使用这些新的科技手段，未来粮食的充分供给将很难实现。如果不能以合理的价格提供充足的粮食，人类的健康和世界的繁荣与和平就毫无希望。联合国大会生物多样性工作组在蒙特利尔起草生物安全协议时，一定要优先考虑这一现实。

第二课时生物科学与社会：科学合理地应用现代农业生物技术

导入新课

师：我国在近年来乃至今后一阶段都会遇到比较严重的粮食问题。但是，我国政府和人民都有信心解决好粮食问题，不仅解决人民的温饱问题，还要实现国家和社会的持续、和谐发展。那么，我们一起来回顾一下，我们在解决粮食问题究竟遇到了哪些困难呢？

学生活动：自主思考、回答。

生甲：中国农业资源人均占有量在世界上属于低水平，耕地和水资源不足是农业发展的最大制约因素。在这样的资源条件下，要创造出远高于世界平均水平的农业生产力，必须花大力气。

生乙：中国农业基础设施薄弱，生产手段落后，抗灾能力差，需要坚持不懈地改善生产条件，提高抗灾能力。

生丙：中国农户生产规模小，经营分散，在向社会主义市场经济体制转变的过程中，容易造成粮食生产的波动，需要进一步加强对粮食生产的调控。

生丁：中国正处在工业化迅速发展的阶段，在资源分配上还存在不利于粮食生产的倾向，需要继续对农业特别是粮食生产采取有效的支持措施。

师：那么，我们该制定怎样的对策，来有效解决粮食问题呢？

生甲：加大农业投资，改善农村基础设施建设。如：加大用于农业发展的投资力度，改善农村生产和生活基础设施。

生乙：加强农业科技研究，提高粮食生产中的科技含量。如：积极推广先进的耕作方法(例如综合害虫管理方法、综合植物营养系统管理方法、免耕方法等)；要积极引导科研机构培育出抗极端环境、抗害虫、抗病毒、抗杂草、高产、营养含量高、效益/成本比率高的粮食品种。

生丙：提高现有耕地单位面积产量有潜力。目前，中国的粮食单产水平与世界粮食高产国家相比也是比较低的，中国要在短时间内达到粮食高产国家的水平，的确难度较大，但经过努力是完全可以缩小差距的。通过改造中低产田、兴修水利、扩大灌溉面积、推广先进适用技术等工程和生物措施，可使每公顷产量提高1 500千克以上。

师：我们还可以采用哪些方法进一步解决粮食问题呢？

生: 可以通过开发后备耕地资源、依靠农业生物科技、利用非粮食食物资源、节约粮食等途径解决粮食问题。

师：这些途径与方法中，何种渠道与方法有可能比较有效地解决粮食问题呢？

推进新课

板书：

二、科学合理地应用现代农业生物技术

(一)转基因植物

生生物技术。

师：除了在粮食问题的解决中具有重要价值外，生物技术还具有哪些价值呢？

学生活动：阅读文本P3，思考上述问题。

生: 生物技术在彻底解决资源匮乏、环境恶化、疾病资料方面也具有重要的作用。

师：那么，生物技术在粮食问题的解决中的作用主要表现在什么地方呢？

课件展示：

情景一：由于全球人口的增长和人口老龄化程度的提高，通过基因工程来改良作物已经成为发展的一个重要方向。

情景二：20世纪70年代以来，现代生物技术的重要支柱——基因工程技术在世界范围内蓬勃兴起，为世界农业和粮食问题的最终解决展示了广阔的发展前景。

情景三：自第一个转基因作物进入大田试验至1999年4月，世界各国已累计批准了4 987个转基因作物释放于田间，其中有47个转基因作物产品已经进入市场。

情景四：1999年转基因作物的种植面积已超过3 990万hm2，比1996年增长了23倍，其产值约为15亿美元。

情景五：在我国，转基因棉花1999年种植面积已达到16万hm2。

学生活动：阅读上述信息，并思考问题。

生: 转基因植物的培育与栽培。

师：现代农业生物技术诞生的标志是什么？

生1983年第一个转基因植物的培育成功。

师：世界首例转基因产品是什么？什么时候被批准上市的？具有怎样的优点呢？

课件展示：

展示转基因番茄与普通番茄的文字、图片或视频(也可以直接让学生阅读文本P3的相关图片)。

生: 世界首例转基因产品是转基因延熟番茄；是在1993年在美国被批准上市的；具有味道更佳、不易腐烂的特点。

师：那么，在近年来，现代农业生物技术究竟取得了怎样的进展呢？

课件展示：

(1)20世纪末，转基因作物的应用迅速发展。全球种植转基因作物的国家数量已从1996年的6个增加到2000年的13个(其中8个是工业化国家，5个是发展中国家)。1994年，转基因的耐储藏番茄在美国实现商品化。在1995年，全球转基因作物的销售额就约有7 500万美元，到1998年，其销售额达到12～15亿美元，种植面积达2 780万hm2。

(2)在种植的转基因作物中，抗除草剂作物占有的比例最大，1997年有690万hm2，占转基因作物总种植面积的63%；1998年有1 980万hm2，占71%。其次是抗虫作物，在1997

年和1998年分别有400万hm2和770万hm2。从1997年开始，既抗虫又抗除草剂的转基因作物也开始种植了。

(3)种植面积最大的抗除草剂转基因作物是大豆。在1998年，抗除草剂转基因大豆占总的抗除草剂转基因作物种植面积的72%。2000年在全球转基因作物中唱主角的就是转基因大豆，其面积占总播种面积的58%。在阿根廷，960万hm2的大豆中有95%是转基因品种，美国、巴西的大豆绝大部分也都是转基因品种。英国的研究报告也显示该国超过7 000种的婴儿食品、巧克力、面包、香肠、肉类产品等日常必需品，可能含有经过基因改造的大豆副产品。

学生活动：阅读以上多媒体情景，并结合阅读P3表11。

生甲：近年来，转基因作物在全球范围内被广泛栽培。

生乙：在种植的转基因作物中，抗除草剂作物占有的比例最大，其次是抗虫作物。除草剂的使用一方面也会导致农作物减产，转基因抗除草剂的使用可以减少除草剂对农作物的伤害；病虫害对农作物的产量影响很大，而使用农药防治害虫，投入的生产成本很大，但效果不明显，并且容易造成环境污染，而转基因抗虫作物的栽培，可以有效解决农药过度使用带来的危害。

生丙：就单独一种农作物的栽培面积而言，抗除草剂转基因作物是大豆的种植面积最大。说明大豆作为一种世界范围内的重要作物，在解决粮食问题中具有重要。

生丁：转基因植物的生产已经初步实现了产业化，并且开始被普通消费者接受。

师：(1)据国际农业生物技术应用署(ISAAA)的最新资料表明，2002年全球共16个国家种植转基因作物，种植面积达5 870万公顷，比2001年的种植面积增加了12%。

(2)在1996～2002年的7年内，全球转基因作物种植面积增加了35倍，从1996年的170万公顷增加到2002年的5 870万公顷，发展中国家种植面积增加比例较大，2002年27%的转基因作物种植在发展中国家。

(3)2002年，转基因作物栽培最主要的四个国家分别是美国、阿根廷、加拿大和中国，这些国家种植的转基因作物占全球转基因作物栽培量的99%。

(4)转基因作物主要栽培类型为抗除草剂和抗虫作物。中国抗虫棉种植面积占中国棉花种植总面积的51%。

师：那么现代农业生物技术具有怎样的经济效益呢？你可以通过数据来说明你的观点吗？

板书：

(二)现代农业生物技术的经济效益

学生活动：阅读文本P3相关内容，思考、回答上述问题。

生甲：现代农业生物技术的发展为社会创造了明显的经济效益。1995年全球转基因作物的销售额为7.5亿美元，至2002年，全球转基因作物的销售额为425亿美元，相当于在这8年时间内，转基因作物的销售额增长了56倍。

生乙：国际农业生物技术应用机构预测，至2005年全球转基因作物的销售额将增至600亿美元，至2010年全球转基因作物的销售额将增至2 000亿美元。说明，全球范围内的转基因作物具有明显的经济效益。

师：现代农业生物技术除了具有明显的经济效益外，还具有怎样的价值呢？

学生活动：阅读文本P4相关内容，思考、回答上述问题。

板书：

(三)现代农业技术的社会效益

生甲：现代农业生物技术的发展为社会创造了明显的经济效益的同时，也为我们带来了巨大的社会效益。根据相关资料表明，我国栽培的抗虫棉花，可以大大减少棉花栽培中的农药使用，可以减少环境污染。

生乙：转基因的农作物主要可以分为两类：一类是抗逆性转基因作物，如转基因抗虫棉等，主要栽培目的是提高农作物产量，减少化学农药的使用对环境的污染和人畜的危害；另一类是高产、优质的转基因的作物，如金大米、转基因向日葵等，其目的是提高农作物的产量和品质。

师：事物往往具有两面性。科学技术在促进人类进步的同时，往往也给人类社会的发展带来了负面影响。现代农业生物技术也不例外。那么，现代农业生物技术可能给人类社会带来哪些负面影响呢？

课件展示：

(1)抗除草剂转基因作物的“杂草化”。抗除草剂转基因作物的“杂草化”包含两个方面：一是抗性作物自身“杂草化”，包括抗性作物逸生成杂草和自生苗对下茬作物的危害；

二是抗除草剂转基因作物的抗性基因“漂移”到杂草上，导致抗药性杂草产生。

(2)人类对转基因食品的安全性的担忧。人类目前对转基因食品的担忧基本上可以归纳为以下三类：转基因食品里加入的新基因可能会在无意中对消费者造成健康威胁；转基因作物中的新基因可能会给食物链其他环节造成无意的不良后果；人为强化转基因作物的生存竞争性，可能会对自然界生物多样性产生不良的影响。

(3)公众的接受性以及社会伦理道德问题。由于社会伦理道德问题、公众的价值观与科学素养等方面的问题，使得一部分人无法接受转基因作物与食品。

(4)转基因技术的本身的局限性问题。转基因技术目前取得了显著发展，但是，转基因技术不能解决所有问题，转基因技术也存在着技术局限性的问题。因此，需正确看待转基因技术。

生:转基因农作物可能带来转基因食品的安全性、转基因生物的生态安全性、公众的接受性以及社会伦理道德问题、转基因技术的本身的局限性等诸多问题。

师：(1)对于转基因技术，我们不仅要为科技工作者在基因制药、基因治疗以及转基因生物等领域所取得的巨大成就而感到自豪，同时也要正确认识转基因食品的安全性、转基因生物的生态安全性、公众的接受性以及社会伦理道德问题、转基因技术的本身的局限性等诸多问题。

(2)或者过分夸大科学技术在人类文明进步中的作用与价值，认为科技能解决一切社会、经济与环境问题；或者过分强调科学技术的负面影响，从而试图否定科学技术对人类发展的巨大作用，都是不正确的。我们要正确认识科学技术的进步性与局限性，正确评价科学技术的正面作用与负面影响，发展科学技术的正面价值，减少科学技术的负面影响。

(3)很多人预言，现代基因工程技术的发展，将会引起一场比“绿色革命”意义更为深远的“基因革命”。目前，科学家们还从生物安全性角度考虑，围绕转入的目的基因、标记基因、转基因的插入位点、表达产物对整体的效应及遗传工程产物有无致毒性、对生态环境的影响等问题，进行严肃认真的科学实验和全面细致的论证，使转基因产品快速健康发展。

师：我国的农业生物技术在近年来取得了哪些进展？

板书：

(四)我国的农业生物技术的现状

课件展示：

(1)农业生物技术是中国现代生物技术发展的一个重要方面，中国在这一领域中取得了明显的进展，大大缩短了与发达国家的差距，使得现代生物技术得到了很大程度的普及，转基因水稻、大豆、小麦、棉花、番茄、烟草等多种转基因植物已培育成功，有些已被批准进行大田释放或试种。

(2)1992年中国开始实施“水稻基因组计划”项目，目前中国科学家在构建水稻BAC文库的物理图谱方面取得了较大的突破。

(3)在家畜胚胎工程方面，中国已跻身于国际先进行列，获得了首例核移植山羊的产羔成果。

(4)而植物组织培养、原生质的培养、染色体工程、花药育种、体细胞杂交等已成为现代分子育种的重要手段。

(5)在动物基因工程方面，中国也取得了许多可喜的成果，目前已获得了转基因鱼、兔、鸡等多种转基因动物。1998年2月中国科学家又获得了可在乳腺中表达生产药用蛋白凝血因子X的转基因山羊。

学生活动：阅读上述信息以及文本P4相关内容，小组讨论。

师：我国在“七五”“八五”“九五”期间，在农业转基因作物栽培领域分别取得了怎样的成果？

生：……

课堂小结

(1)我国乃至全球范围内都遇到了严重的粮食问题。

(2)粮食问题的解决是一个复杂的、需要多方面协作的系统工程。现代农业生物技术的发展，为解决粮食问题提供了可能。

(3)中国人能自己解决自己的粮食问题；中国的发展将更有助于世界经济的繁荣与稳定。

(4)解决粮食问题。总之，中国政府将正视困难，在经济布局和工作指导上，继续严格执行保护耕地和生态环境的基本国策，实施科教兴农和可持续发展两大战略，推动农业经济体制和农业增长方式的根本性转变，以促进粮食综合生产能力的稳步提高。

(5)中国立足国内解决粮食供需平衡问题，并不排除利用国际资源作为必要补充，但这只起品种、丰歉调剂和区域平衡的作用。这是因为：第一，粮食是安定天下的产业。对一个拥有12亿多人口的大国来说，必须保持较高的粮食自给率，这是保持安定的必要条件，否

则，就难以保证国民经济持续、快速、健康发展。第二，粮食安全。中国每年粮食消费量占世界粮食消费总量的五分之一，如果进口过多，不仅国际市场难以承受，也会给低收入国家购粮带来不利影响。第三，农村劳动力就业。目前中国有4亿多农村劳动力，发展粮食生产是解决农村就业、增加农民收入的主要渠道之一。过多进口粮食，必然打击国内粮食生产，影响农民就业。中国立足国内解决粮食问题，只会有利于改善世界粮食安全状况，增强世界粮食贸易中的稳定因素。

二、科学合理地应用现代农业生物技术

(一)转基因植物

(二)现代农业生物技术的经济效益

(三)现代农业技术的社会效益

(四)我国的农业生物技术的现状

调查我国公民对转基因食品的认同程度

活动建议：

1．课题研究的准备

(1)复习：为了使学生明确课题的研究范围，便于课题研究工作的开展，教师：在布置课题任务之前，应让学生全面复习一下“粮食问题、转基因植物、现代农业生物技术”所包括的内容，形成生物科学与社会的知识体系。

(2)学生分组：分组原则在兼顾学生兴趣、便于开展工作的前提下，应进行各种学习类型的活动者之间的分组搭配。

(3)确定子课题：为了尽可能减少学生的重复性劳动，教师再将该课题分成若干子课题，协调合作小组成员间的分工合作。开展调查活动前，教师首先应使学生明确活动目的和要求，引导学生以小组为单位制定调查计划，包括设计调查问卷、调查方式、调查的人群、调查步骤等。

(4)学生选择子课题：抽样的类型有多种，如简单随机抽样、系统抽样、分层抽样、整群抽样、多段抽样。本次调查可采用分层抽样。因为调查的人群应有广泛性和代表性，所以

可按年龄段或按职业类别来抽样，这样由样本推断总体，从特殊到一般，对所研究的某地区的人群才有可能作出合乎逻辑的推论。

(5)调查的问题或调查问卷需要事先精心设计，如问题中可以包括转基因食品对人体健康的安全性问题的认识，转基因食品与市场销售常规食品的营养成分比较的信度认识。

2．确立研究方案与时间：进行课题调查研究之前，每个子课题组应设计一个大致的调查方案，以便减少调查的盲目性；为了及时进行总结交流，我们可以统一规定社会调查完成的时间(如一周)。

3．社会调查的开展：(略)

4．信息分析、撰写课题报告：调查完毕，应及时组织学生整理资料等，并完成子课题的调查报告。报告的形式可以不做统一规定，以鼓励学生发挥自己的聪明才智。例如文字报告、图片、照片、录像网页等形式。

5．课题报告的交流和展示：可以根据本校的条件自行安排。如出黑板报、举办报告或展览、召开小型“新闻发布会”或小型“学术报告会”等。

6．组织学生交流调查研究的收获体会、获得信息的方法、调查研究中克服困难的办法等。

1．解析：此题属于识记性问题。

答案：①世界人口的迅速增长以及粮食生产的地域不平衡性，导致了粮食问题日益凸显出重要性。②粮食问题是保障人类生存的重要问题。

2．解析：教师可以让学生联系目前当地与全国范围内的粮食问题，利用报纸、杂志、书籍、电视节目、广播节目、互联网等手段，通过走访、调查、收集、咨询等方法，整理有关我国面临的粮食问题的相关资料，并写成调查报告，在一定范围内交流、展示。

答案：略(该题可举教材中的例子，但是建议学生能举出一个新的例子，不拘一格)。

3．解析：本题是一道开放性试题，可让学生联系生产、生活实际，发散思维，进行广泛、深入的交流。例如：转基因的抗虫棉的种植，一方面减少了农药的使用，保护了环境；另一方面，也提高了棉花的产量，具有重要的经济与社会效益。

答案：略(该题可让学生联系生产生活实际举例说明)。

4．解析：与常规育种技术高度随机过程相比，转基因技术在应用上更高效方便，一些