3.1 细胞培养是动物细胞工程的基础-教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

3.1细胞培养是动物细胞工程的基础-教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）3.1细胞培养是动物细胞工程的基础-教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3教学内容分析本节课的主要教学内容为“3.1细胞培养是动物细胞工程的基础”，属于人教版（2019）选择性必修3教材的第五章“细胞工程”。具体内容包括：

1.细胞培养的概念、原理和应用。

2.动物细胞培养的原理和过程。

3.干细胞培养与诱导多能干细胞技术。

4.植物细胞培养与体细胞杂交。

5.细胞培养在医学和农业上的应用。

教学内容与学生已有知识的联系如下：

1.学生已经学习了生物学基础知识，如细胞结构、细胞代谢、遗传学等，为理解细胞培养的原理和过程奠定了基础。

2.学生已经了解了生物技术的基本概念和应用，如基因工程、蛋白质工程等，为理解细胞培养在医学和农业上的应用提供了背景知识。

3.学生已经学习了细胞增殖和分化的基本过程，为理解干细胞培养与诱导多能干细胞技术提供了理论基础。教学目标1.知识与技能：学生能够理解细胞培养的概念、原理和应用，掌握动物细胞培养的原理和过程，了解干细胞培养与诱导多能干细胞技术，理解植物细胞培养与体细胞杂交的基本原理，能够运用所学知识分析和解决实际问题。

2.过程与方法：通过观察、实验、讨论等方式，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的动手操作能力和实践能力。

3.情感态度与价值观：激发学生对生命科学的兴趣，培养学生热爱科学、尊重生命的情感，提高学生对生物技术在医学和农业上应用的认识，培养学生的社会责任感。

4.思维品质：培养学生批判性思维和创新思维，鼓励学生提出问题和解决问题，培养学生的逻辑思维能力和批判性思维能力。

5.文化素养：通过学习细胞培养的知识，使学生了解我国在细胞培养领域的成就，增强学生的民族自豪感。

6.合作与交流：培养学生与他人合作交流的能力，使学生在讨论和实验过程中能够与他人有效沟通，共同完成任务。

7.自主学习能力：培养学生自主学习的能力，使学生能够主动查阅资料、思考问题，培养学生的自学能力和自我管理能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识

在开始本节课之前，学生已经学习了生物学基础知识，如细胞结构、细胞代谢、遗传学等，为理解细胞培养的原理和过程奠定了基础。此外，学生已经了解了生物技术的基本概念和应用，如基因工程、蛋白质工程等，为理解细胞培养在医学和农业上的应用提供了背景知识。在学习本节课之前，学生还应该已经学习了细胞增殖和分化的基本过程，为理解干细胞培养与诱导多能干细胞技术提供了理论基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格

学生的学习兴趣：学生对生命科学领域的新技术和新发现通常表现出较高的兴趣，尤其是那些与人类健康和农业发展密切相关的内容。细胞培养作为生物技术的重要组成部分，与学生的日常生活和未来职业发展紧密相关，因此学生对这部分内容的学习兴趣较高。

学生的学习能力：学生的学习能力因个体差异而异。在理解细胞培养的原理和过程方面，学生的理解能力和分析问题的能力可能会受到影响。在实验操作方面，学生的动手能力和实践能力也存在差异。因此，教师需要针对不同学生的学习能力和学习风格进行个性化教学。

学生的学习风格：学生的学习风格主要包括视觉学习、听觉学习和动手操作学习。在教学过程中，教师应采用多种教学方法，以满足不同学生的学习需求。例如，通过视频、图片和实物展示等方式，帮助视觉学习的学生更好地理解细胞培养的概念和原理。通过讲解和讨论等方式，帮助听觉学习的学生更好地理解和掌握知识。通过实验和实践活动等方式，帮助动手操作学习的学生更好地掌握技能和知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战

在理解细胞培养的原理和过程方面，学生可能遇到以下困难和挑战：

-细胞培养的概念和原理较为抽象，学生可能难以理解和掌握。

-细胞培养的实验操作需要一定的技能和经验，学生可能难以掌握和操作。

-细胞培养的应用领域较为广泛，学生可能难以理解和掌握其在医学和农业上的应用。

在实验操作方面，学生可能遇到以下困难和挑战：

-实验操作需要一定的技能和经验，学生可能难以掌握和操作。

-实验过程中可能出现意外和问题，学生可能难以应对和解决。

-实验结果可能与预期不符，学生可能难以分析和解释。

为应对这些困难和挑战，教师需要采用多种教学方法，如讲解、演示、实验、讨论等，以帮助学生更好地理解和掌握知识。同时，教师还需要提供必要的指导和帮助，以帮助学生解决实验操作中的问题和困难。教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法

本节课的教学方法主要包括讲授、讨论、案例研究、项目导向学习等。讲授法用于介绍细胞培养的基本概念、原理和应用，使学生能够系统地了解和掌握知识。讨论法用于促进学生之间的互动和思考，帮助学生深入理解和应用知识。案例研究法用于分析和解决实际问题，使学生能够将所学知识应用于实践。项目导向学习法用于培养学生的自主学习和团队合作能力，使学生能够在实际项目中应用所学知识。

2.设计具体的教学活动

具体的教学活动包括角色扮演、实验、游戏等。角色扮演法用于模拟细胞培养的过程和应用场景，使学生能够身临其境地理解和掌握知识。实验法用于让学生动手操作，亲身体验细胞培养的过程和技能，提高学生的实践能力。游戏法用于增加课堂的趣味性，使学生能够在轻松愉快的氛围中学习和掌握知识。

3.确定教学媒体和资源的使用

教学媒体和资源主要包括PPT、视频、在线工具等。PPT用于展示细胞培养的基本概念、原理和应用，帮助学生理解和掌握知识。视频用于展示细胞培养的实验操作和应用场景，使学生能够直观地了解和掌握知识。在线工具用于提供额外的学习资源和练习题，帮助学生巩固和应用所学知识。教学过程设计1.导入环节（5分钟）

教师通过展示一段关于细胞培养在医学和农业上的应用的视频，创设情境，激发学生的学习兴趣和求知欲。例如，展示一段关于利用细胞培养技术治疗糖尿病的视频，让学生了解细胞培养在医学上的应用。

2.讲授新课（25分钟）

教师围绕教学目标和教学重点进行讲解，确保学生理解和掌握新知识。首先，讲解细胞培养的概念、原理和应用，使学生了解细胞培养的基本知识。其次，讲解动物细胞培养的原理和过程，使学生掌握动物细胞培养的技术和方法。再次，讲解干细胞培养与诱导多能干细胞技术，使学生了解干细胞培养的基本原理和技术。最后，讲解植物细胞培养与体细胞杂交，使学生掌握植物细胞培养的基本原理和技术。

3.巩固练习（5分钟）

教师通过提供一些练习题，让学生巩固所学知识。例如，让学生回答关于细胞培养的概念、原理和应用的问题，检查学生对知识的掌握程度。

4.课堂提问（5分钟）

教师通过提问的方式，检查学生对所学知识的理解和掌握情况。例如，提问学生关于动物细胞培养的原理和过程的问题，检查学生对知识的掌握程度。

5.师生互动环节（10分钟）

教师组织学生进行小组讨论，让学生针对细胞培养在医学和农业上的应用进行讨论。例如，让学生讨论利用细胞培养技术治疗糖尿病的优缺点，引导学生从不同的角度思考问题。

6.总结环节（5分钟）

教师对本节课所学知识进行总结，强调重点和难点，帮助学生巩固所学知识。例如，总结细胞培养的概念、原理和应用，强调其在医学和农业上的重要性和应用前景。

7.作业布置（5分钟）

教师布置一些作业，让学生巩固所学知识。例如，让学生完成一些关于细胞培养的概念、原理和应用的练习题，检查学生对知识的掌握程度。知识点梳理1.细胞培养是指在无菌条件下，将动物或植物细胞从生物体内取出，在人工控制的环境中进行培养，使其生长、繁殖和分化。

2.细胞培养技术的应用广泛，包括医学、农业、生物制药等领域。

二、动物细胞培养的原理

1.动物细胞培养的原理是利用动物细胞的增殖能力，在人工环境中进行培养，使其生长和繁殖。

2.动物细胞培养需要满足一定的条件，包括无菌环境、适宜的温度和湿度、充足的营养和氧气等。

三、动物细胞培养的过程

1.动物细胞培养的过程主要包括细胞分离、细胞培养和细胞传代等步骤。

2.细胞分离是指将细胞从生物体内取出，并通过离心、过滤等方法将其分离出来。

3.细胞培养是指将分离出的细胞在人工环境中进行培养，使其生长和繁殖。

4.细胞传代是指将培养到一定阶段的细胞通过胰蛋白酶等方法消化，使其重新附着在培养基上，继续进行培养。

四、干细胞培养与诱导多能干细胞技术

1.干细胞培养是指将干细胞在人工环境中进行培养，使其生长、繁殖和分化。

2.诱导多能干细胞技术是指通过特定的方法将干细胞诱导分化为具有多能性的干细胞，如诱导多能干细胞（iPS细胞）。

五、植物细胞培养与体细胞杂交

1.植物细胞培养是指将植物细胞在人工环境中进行培养，使其生长、繁殖和分化。

2.体细胞杂交是指将不同植物的体细胞在人工环境中进行杂交，产生具有新性状的植物。

六、细胞培养在医学上的应用

1.细胞培养在医学上主要用于组织和器官的修复和重建，如骨骼、皮肤、血管等。

2.细胞培养在医学上还用于制备疫苗和药物，如流感疫苗、乙肝疫苗等。

七、细胞培养在农业上的应用

1.细胞培养在农业上主要用于植物的繁殖和改良，如马铃薯、烟草等。

2.细胞培养在农业上还用于植物的抗病性和抗逆性的改良，提高作物的产量和质量。

八、细胞培养的未来发展趋势

1.细胞培养的未来发展趋势包括个体化医疗、组织工程、再生医学等。

2.细胞培养技术的发展将有助于解决人类面临的许多健康和环境问题，如器官移植、生物制药等。板书设计①细胞培养的概念、原理和应用

-细胞培养：在无菌条件下，将动物或植物细胞从生物体内取出，在人工控制的环境中进行培养，使其生长、繁殖和分化。

-应用：医学、农业、生物制药等领域。

②动物细胞培养的原理和过程

-原理：利用动物细胞的增殖能力，在人工环境中进行培养，使其生长和繁殖。

-过程：细胞分离、细胞培养、细胞传代。

③干细胞培养与诱导多能干细胞技术

-干细胞培养：将干细胞在人工环境中进行培养，使其生长、繁殖和分化。

-诱导多能干细胞技术：通过特定的方法将干细胞诱导分化为具有多能性的干细胞，如诱导多能干细胞（iPS细胞）。重点题型整理1.题目：请简述细胞培养的概念、原理和应用。

答案：细胞培养是指在无菌条件下，将动物或植物细胞从生物体内取出，在人工控制的环境中进行培养，使其生长、繁殖和分化。细胞培养的原理是利用动物细胞的增殖能力，在人工环境中进行培养，使其生长和繁殖。细胞培养在医学、农业、生物制药等领域有广泛的应用。

2.题目：请简要介绍动物细胞培养的过程。

答案：动物细胞培养的过程主要包括细胞分离、细胞培养和细胞传代等步骤。细胞分离是指将细胞从生物体内取出，并通过离心、过滤等方法将其分离出来。细胞培养是指将分离出的细胞在人工环境中进行培养，使其生长和繁殖。细胞传代是指将培养到一定阶段的细胞通过胰蛋白酶等方法消化，使其重新附着在培养基上，继续进行培养。

3.题目：请解释干细胞培养的概念，并简要介绍诱导多能干细胞技术。

答案：干细胞培养是指将干细胞在人工环境中进行培养，使其生长、繁殖和分化。诱导多能干细胞技术是指通过特定的方法将干细胞诱导分化为具有多能性的干细胞，如诱导多能干细胞（iPS细胞）。诱导多能干细胞技术通过基因编辑等方法，使干细胞重新获得多能性，从而能够分化为各种类型的细胞，为组织工程和再生医学等领域提供了新的可能性。

4.题目：请举例说明细胞培养在医学上的应用。

答案：细胞培养在医学上的应用主要包括组织和器官的修复和重建，如骨骼、皮肤、血管等。例如，利用细胞培养技术，可以培养出骨骼组织，用于修复骨折或骨缺损。此外，细胞培养还可以用于制备疫苗和药物，如流感疫苗、乙肝疫苗等。通过细胞培养技术，可以大规模生产疫苗和药物，提高疫苗和药物的质量和产量。

5.题目：请举例说明细胞培养在农业上的应用。

答案：细胞培养在农业上的应用主要包括植物的繁殖和改良，如马铃薯、烟草等。例如，通过细胞培养技术，可以快速繁殖马铃薯，提高其产量和质量。此外，细胞培养还可以用于植物的抗病性和抗逆性的改良，提高作物的产量和质量。通过细胞培养技术，可以培育出具有抗病性和抗逆性的植物，提高作物的生长和产量。作业布置与反馈作业布置：

1.请简述细胞培养的概念、原理和应用，并给出一个具体的应用实例。

2.请详细介绍动物细胞培养的过程，包括细胞分离、细胞培养和细胞传代等步骤。

3.请解释干细胞培养的概念，并简要介绍诱导多能干细胞技术。

4.请举例说明细胞培养在医学上的应用，并分析其优势和可能存在的问题。

5.请举例说明细胞培养在农业上的应用，并分析其优势和可能存在的问题。

作业反馈：

1.学生作业中存在的问题可能包括对细胞培养的概念、原理和应用的理解不准确或表达不清。针对这些问题，可以给出具体的改进建议，如让学生再次复习教材相关内容，并强调重点知识点。

2.在介绍动物细胞培养的过程时，学生可能存在对某些步骤的理解不清晰或描述不准确的情况。可以针对这些问题，提供具体的反馈意见，如让学生详细描述细胞分离、细胞培养和细胞传代的具体步骤，并强调每个步骤的关键点。

3.在解释干细胞培养和诱导多能干细胞技