2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第2章 細(xì)胞工程 素能提升課 細(xì)胞工程與其他相關(guān)知識(shí)的綜合教案 新人教版選擇性必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程素能提升課細(xì)胞工程與其他相關(guān)知識(shí)的綜合教案新人教版選擇性必修3課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是細(xì)胞工程，這是2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章的內(nèi)容，具體涉及細(xì)胞工程的基本概念、技術(shù)原理及其在生物科技領(lǐng)域的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系主要體現(xiàn)在學(xué)生已經(jīng)掌握了生物學(xué)的基本概念，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳學(xué)等，這為深入學(xué)習(xí)細(xì)胞工程奠定了基礎(chǔ)。

課程內(nèi)容具體包括：

1.細(xì)胞工程的基本概念：介紹細(xì)胞工程的概念、研究領(lǐng)域及發(fā)展前景。

2.細(xì)胞工程技術(shù)原理：講解動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)、核移植等技術(shù)的原理及應(yīng)用。

3.細(xì)胞工程在生物科技領(lǐng)域的應(yīng)用：舉例說明細(xì)胞工程在生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等方面的重要應(yīng)用。

4.綜合練習(xí)：通過案例分析、討論等形式，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

本節(jié)課旨在幫助學(xué)生全面了解細(xì)胞工程領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：

1.生命觀念：通過學(xué)習(xí)細(xì)胞工程的基本概念和原理，使學(xué)生能夠建立生命科學(xué)的系統(tǒng)觀念，認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動(dòng)的規(guī)律。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法分析和解決生物學(xué)問題的能力，如通過案例分析，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從實(shí)際問題中提煉科學(xué)問題，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行推理和判斷。

3.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生參與細(xì)胞工程相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，如實(shí)驗(yàn)操作、案例分析等，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

4.社會(huì)責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注細(xì)胞工程在生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在之前的生物課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等基本知識(shí)，對(duì)生物學(xué)有了初步的認(rèn)識(shí)和理解。此外，學(xué)生還可能接觸到一些與細(xì)胞工程相關(guān)的課外資料，如新聞報(bào)道、科研論文等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)生物科技領(lǐng)域的應(yīng)用感興趣，尤其是與人類健康、農(nóng)業(yè)發(fā)展等方面相關(guān)的內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，有的擅長理論分析，有的擅長實(shí)驗(yàn)操作，有的則更善于提出問題和討論。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：細(xì)胞工程涉及的知識(shí)點(diǎn)較為復(fù)雜，學(xué)生可能在理解技術(shù)原理和應(yīng)用方面存在困難。此外，學(xué)生可能對(duì)一些實(shí)驗(yàn)操作不熟悉，需要教師進(jìn)行指導(dǎo)和演示。同時(shí)，學(xué)生可能對(duì)細(xì)胞工程的社會(huì)倫理問題存在疑惑，需要進(jìn)行深入討論和思考。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體教室、實(shí)驗(yàn)室、顯微鏡、電腦、投影儀等。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校提供的教學(xué)管理系統(tǒng)，如學(xué)習(xí)通、雨課堂等。

3.信息化資源：細(xì)胞工程的科普文章、科研論文、教學(xué)視頻等。

4.教學(xué)手段：講授、案例分析、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等。五、教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供細(xì)胞工程的科普文章和教學(xué)視頻，要求學(xué)生了解細(xì)胞工程的基本概念。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：提出問題如“細(xì)胞工程是如何應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺(tái)收集學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和疑問。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀文章和視頻，了解細(xì)胞工程的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和疑問提交至平臺(tái)，與教師分享。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)共享預(yù)習(xí)資源，監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前熟悉細(xì)胞工程的基本概念，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過一個(gè)關(guān)于細(xì)胞治療的案例，引出細(xì)胞工程的應(yīng)用。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的原理和步驟。

-組織課堂活動(dòng)：學(xué)生分組討論細(xì)胞培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。

-解答疑問：教師針對(duì)學(xué)生的疑問進(jìn)行解答，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考細(xì)胞培養(yǎng)的原理和應(yīng)用。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生分組討論，共同完成實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)。

-提問與討論：學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中的問題進(jìn)行提問，與同學(xué)和教師討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解細(xì)胞培養(yǎng)的知識(shí)點(diǎn)。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論和實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解細(xì)胞培養(yǎng)的原理和應(yīng)用，掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置有關(guān)細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供關(guān)于細(xì)胞工程在醫(yī)學(xué)應(yīng)用的科研論文，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生根據(jù)作業(yè)要求，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方案。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生閱讀提供的科研論文，了解細(xì)胞工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最新研究。

-反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和作業(yè)進(jìn)行反思，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的細(xì)胞培養(yǎng)知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.細(xì)胞工程的基本概念：細(xì)胞工程是一門應(yīng)用生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，通過細(xì)胞水平和細(xì)胞器水平的操作，改變細(xì)胞遺傳特性、代謝特性，以獲得人類所需產(chǎn)品的技術(shù)。

2.細(xì)胞工程技術(shù)原理：

a.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)：通過體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞，獲得細(xì)胞群或細(xì)胞產(chǎn)物。涉及細(xì)胞增殖、分化、信號(hào)傳導(dǎo)等方面的知識(shí)。

b.植物組織培養(yǎng)：通過體外培養(yǎng)植物組織或器官，獲得再生植物或植物產(chǎn)品。包括脫分化和再分化、胚狀體形成和植株再生等方面的知識(shí)。

3.細(xì)胞工程的應(yīng)用：

a.生物醫(yī)藥領(lǐng)域：如基因治療、細(xì)胞治療、疫苗研發(fā)等。

b.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：如轉(zhuǎn)基因作物、植物繁殖新技術(shù)等。

c.環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域：如生物降解、生物修復(fù)等。

4.細(xì)胞工程相關(guān)的倫理問題：如基因編輯、克隆技術(shù)、生物多樣性保護(hù)等，涉及倫理、法律、社會(huì)等方面的知識(shí)。

5.細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)操作：包括動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)的基本步驟、操作技巧和注意事項(xiàng)。

6.細(xì)胞工程與其他相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系：如分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)等，涉及基因工程、蛋白質(zhì)工程、代謝工程等方面的知識(shí)。

7.細(xì)胞工程的發(fā)展趨勢：如個(gè)性化醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)、合成生物學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。七、板書設(shè)計(jì)1.細(xì)胞工程基本概念

-定義：應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)，改變細(xì)胞遺傳特性、代謝特性，獲得人類所需產(chǎn)品的技術(shù)。

-關(guān)鍵詞：細(xì)胞工程、遺傳特性、代謝特性、技術(shù)。

2.細(xì)胞工程技術(shù)原理

-動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)：細(xì)胞增殖、分化、信號(hào)傳導(dǎo)。

-植物組織培養(yǎng)：脫分化和再分化、胚狀體形成、植株再生。

-關(guān)鍵詞：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)、細(xì)胞增殖、分化、信號(hào)傳導(dǎo)、脫分化、再分化、胚狀體形成、植株再生。

3.細(xì)胞工程應(yīng)用

-生物醫(yī)藥：基因治療、細(xì)胞治療、疫苗研發(fā)。

-農(nóng)業(yè)：轉(zhuǎn)基因作物、植物繁殖新技術(shù)。

-環(huán)境保護(hù)：生物降解、生物修復(fù)。

-關(guān)鍵詞：生物醫(yī)藥、基因治療、細(xì)胞治療、疫苗研發(fā)、農(nóng)業(yè)、轉(zhuǎn)基因作物、植物繁殖新技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、生物降解、生物修復(fù)。

4.細(xì)胞工程倫理問題

-基因編輯、克隆技術(shù)、生物多樣性保護(hù)。

-關(guān)鍵詞：基因編輯、克隆技術(shù)、生物多樣性保護(hù)。

5.細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)操作

-基本步驟、操作技巧、注意事項(xiàng)。

-關(guān)鍵詞：基本步驟、操作技巧、注意事項(xiàng)。

6.細(xì)胞工程與其他相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系

-分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)。

-關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)。

7.細(xì)胞工程發(fā)展趨勢

-個(gè)性化醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)、合成生物學(xué)。

-關(guān)鍵詞：個(gè)性化醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)、合成生物學(xué)。

板書設(shè)計(jì)要求簡潔明了，重點(diǎn)突出，通過關(guān)鍵詞和句子讓學(xué)生快速理解和記憶。同時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，可以在板書中加入一些圖形、符號(hào)或顏色標(biāo)注，使板書更具藝術(shù)性和趣味性。例如，可以使用不同顏色標(biāo)注不同領(lǐng)域的應(yīng)用，或用圖標(biāo)表示實(shí)驗(yàn)操作的步驟，使板書更加生動(dòng)和直觀。八、重點(diǎn)題型整理1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程是什么？請舉例說明。

答案：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程包括：取材、消化、細(xì)胞懸液制備、接種、培養(yǎng)、細(xì)胞傳代等。例如，在制備單克隆抗體時(shí)，首先從動(dòng)物體內(nèi)取出相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，通過消化酶處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞，制備成細(xì)胞懸液，然后將這些細(xì)胞接種到培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng)，待細(xì)胞增殖到一定數(shù)量后，進(jìn)行細(xì)胞傳代，以維持細(xì)胞的生長和增殖。

2.植物組織培養(yǎng)中，如何誘導(dǎo)愈傷組織的形成？

答案：植物組織培養(yǎng)中，誘導(dǎo)愈傷組織形成的方法包括：選擇適宜的外植體、使用植物激素等。例如，在誘導(dǎo)番茄愈傷組織的形成時(shí)，可以選擇健康的番茄葉片作為外植體，使用生長素和細(xì)胞分裂素的比例為1:1的植物激素溶液處理外植體，促進(jìn)愈傷組織的形成。

3.細(xì)胞工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？請舉例說明。

答案：細(xì)胞工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括：轉(zhuǎn)基因作物、植物繁殖新技術(shù)等。例如，通過基因工程將抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞中，培育出抗蟲棉花，減少農(nóng)藥的使用；利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行植物繁殖，提高繁殖效率，如利用植物莖尖培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行馬鈴薯的快速繁殖。

4.細(xì)胞工程技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？請舉例說明。

答案：細(xì)胞工程技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用包括：生物降解、生物修復(fù)等。例如，利用微生物細(xì)胞工程生產(chǎn)能夠降解塑料的微生物，減少塑料對(duì)環(huán)境的污染；利用植物細(xì)胞工程技術(shù)培育能夠吸收重金屬的植物，用于土壤重金屬污染的生物修復(fù)。

5.細(xì)胞工程技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？請舉例說明。

答案：細(xì)胞工程技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用包括：基因治療、細(xì)胞治療、疫苗研發(fā)等。例如，利用基因工程技術(shù)將缺失的基因?qū)牖颊呒?xì)胞中，修復(fù)或替代病變的基因，實(shí)現(xiàn)疾病的治療；利用細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)用于治療癌癥的CAR-T細(xì)胞，通過激活T細(xì)胞攻擊癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的治療；利用疫苗研發(fā)技術(shù)制備流感疫苗，通過免疫接種預(yù)防流感的發(fā)生。教學(xué)反思首先，我認(rèn)識(shí)到本章節(jié)的內(nèi)容較為復(fù)雜和抽象，需要更多的實(shí)例和實(shí)踐活動(dòng)來幫助學(xué)生理解和掌握。在未來的教學(xué)中，我計(jì)劃增加更多的案例分析，讓學(xué)生通過具體的實(shí)例來理解細(xì)胞工程的應(yīng)用和原理。同時(shí)，我也計(jì)劃增加更多的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親手體驗(yàn)細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)的實(shí)際操作，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

其次，我意識(shí)到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度對(duì)于教學(xué)效果有著重要的影響。在本章節(jié)的教學(xué)中，我通過故事、案例和視頻等方式引出課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在未來的教學(xué)中，我將繼續(xù)采用這種方法，并通過更多的互動(dòng)和討論來