2024-2025学年新教材高中生物 第2章 细胞工程 素能提升课 细胞工程与其他相关知识的综合教案 新人教版选择性必修3

2024-2025学年新教材高中生物第2章细胞工程素能提升课细胞工程与其他相关知识的综合教案新人教版选择性必修3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容是细胞工程，这是2024-2025学年新教材高中生物第2章的内容，具体涉及细胞工程的基本概念、技术原理及其在生物科技领域的应用。教学内容与学生已有知识的联系主要体现在学生已经掌握了生物学的基本概念，如细胞结构、遗传学等，这为深入学习细胞工程奠定了基础。

课程内容具体包括：

1.细胞工程的基本概念：介绍细胞工程的概念、研究领域及发展前景。

2.细胞工程技术原理：讲解动物细胞培养、植物组织培养、核移植等技术的原理及应用。

3.细胞工程在生物科技领域的应用：举例说明细胞工程在生物医药、农业、环境保护等方面的重要应用。

4.综合练习：通过案例分析、讨论等形式，巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。

本节课旨在帮助学生全面了解细胞工程领域，培养学生运用生物学知识解决实际问题的能力。二、核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括以下几个方面：

1.生命观念：通过学习细胞工程的基本概念和原理，使学生能够建立生命科学的系统观念，认识生命现象的本质和生命活动的规律。

2.科学思维：培养学生运用科学方法分析和解决生物学问题的能力，如通过案例分析，让学生学会从实际问题中提炼科学问题，运用所学知识进行推理和判断。

3.科学探究：引导学生参与细胞工程相关的实践活动，如实验操作、案例分析等，培养学生解决问题的实践能力和创新精神。

4.社会责任：培养学生关注细胞工程在生物医药、农业、环境保护等领域的应用，认识科学技术对社会发展的影响，提高学生的社会责任感。三、学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：学生在之前的生物课程中已经学习了细胞结构、遗传学、分子生物学等基本知识，对生物学有了初步的认识和理解。此外，学生还可能接触到一些与细胞工程相关的课外资料，如新闻报道、科研论文等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对生物科技领域的应用感兴趣，尤其是与人类健康、农业发展等方面相关的内容。学生在学习过程中，有的擅长理论分析，有的擅长实验操作，有的则更善于提出问题和讨论。

3.学生可能遇到的困难和挑战：细胞工程涉及的知识点较为复杂，学生可能在理解技术原理和应用方面存在困难。此外，学生可能对一些实验操作不熟悉，需要教师进行指导和演示。同时，学生可能对细胞工程的社会伦理问题存在疑惑，需要进行深入讨论和思考。四、教学资源1.软硬件资源：多媒体教室、实验室、显微镜、电脑、投影仪等。

2.课程平台：学校提供的教学管理系统，如学习通、雨课堂等。

3.信息化资源：细胞工程的科普文章、科研论文、教学视频等。

4.教学手段：讲授、案例分析、小组讨论、实验操作等。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提供细胞工程的科普文章和教学视频，要求学生了解细胞工程的基本概念。

-设计预习问题：提出问题如“细胞工程是如何应用在医学领域的？”引导学生思考。

-监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和疑问。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读文章和视频，了解细胞工程的基本概念。

-思考预习问题：学生针对问题进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和疑问提交至平台，与教师分享。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的独立思考和自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台共享预习资源，监控学生的学习进度。

作用与目的：

-帮助学生提前熟悉细胞工程的基本概念，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个关于细胞治疗的案例，引出细胞工程的应用。

-讲解知识点：详细讲解动物细胞培养和植物组织培养的原理和步骤。

-组织课堂活动：学生分组讨论细胞培养的实验操作，并进行实验演示。

-解答疑问：教师针对学生的疑问进行解答，指导实验操作。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考细胞培养的原理和应用。

-参与课堂活动：学生分组讨论，共同完成实验操作的学习。

-提问与讨论：学生针对实验操作中的问题进行提问，与同学和教师讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解细胞培养的知识点。

-实践活动法：通过实验操作，让学生动手实践，加深对知识点的理解。

-合作学习法：通过小组讨论和实验，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解细胞培养的原理和应用，掌握实验操作技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置有关细胞培养实验设计的作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供关于细胞工程在医学应用的科研论文，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生根据作业要求，设计一个简单的细胞培养实验方案。

-拓展学习：学生阅读提供的科研论文，了解细胞工程在医学领域的最新研究。

-反思总结：学生对自己的学习过程和作业进行反思，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的细胞培养知识点和实验技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、知识点梳理1.细胞工程的基本概念：细胞工程是一门应用生物学、化学、物理学、计算机科学等多学科知识，通过细胞水平和细胞器水平的操作，改变细胞遗传特性、代谢特性，以获得人类所需产品的技术。

2.细胞工程技术原理：

a.动物细胞培养：通过体外培养动物细胞，获得细胞群或细胞产物。涉及细胞增殖、分化、信号传导等方面的知识。

b.植物组织培养：通过体外培养植物组织或器官，获得再生植物或植物产品。包括脱分化和再分化、胚状体形成和植株再生等方面的知识。

3.细胞工程的应用：

a.生物医药领域：如基因治疗、细胞治疗、疫苗研发等。

b.农业领域：如转基因作物、植物繁殖新技术等。

c.环境保护领域：如生物降解、生物修复等。

4.细胞工程相关的伦理问题：如基因编辑、克隆技术、生物多样性保护等，涉及伦理、法律、社会等方面的知识。

5.细胞工程实验操作：包括动物细胞培养、植物组织培养等实验的基本步骤、操作技巧和注意事项。

6.细胞工程与其他相关学科的联系：如分子生物学、遗传学、生物信息学等，涉及基因工程、蛋白质工程、代谢工程等方面的知识。

7.细胞工程的发展趋势：如个性化医疗、再生医学、合成生物学等领域的应用和发展。七、板书设计1.细胞工程基本概念

-定义：应用多学科知识，改变细胞遗传特性、代谢特性，获得人类所需产品的技术。

-关键词：细胞工程、遗传特性、代谢特性、技术。

2.细胞工程技术原理

-动物细胞培养：细胞增殖、分化、信号传导。

-植物组织培养：脱分化和再分化、胚状体形成、植株再生。

-关键词：动物细胞培养、植物组织培养、细胞增殖、分化、信号传导、脱分化、再分化、胚状体形成、植株再生。

3.细胞工程应用

-生物医药：基因治疗、细胞治疗、疫苗研发。

-农业：转基因作物、植物繁殖新技术。

-环境保护：生物降解、生物修复。

-关键词：生物医药、基因治疗、细胞治疗、疫苗研发、农业、转基因作物、植物繁殖新技术、环境保护、生物降解、生物修复。

4.细胞工程伦理问题

-基因编辑、克隆技术、生物多样性保护。

-关键词：基因编辑、克隆技术、生物多样性保护。

5.细胞工程实验操作

-基本步骤、操作技巧、注意事项。

-关键词：基本步骤、操作技巧、注意事项。

6.细胞工程与其他相关学科的联系

-分子生物学、遗传学、生物信息学。

-关键词：分子生物学、遗传学、生物信息学。

7.细胞工程发展趋势

-个性化医疗、再生医学、合成生物学。

-关键词：个性化医疗、再生医学、合成生物学。

板书设计要求简洁明了，重点突出，通过关键词和句子让学生快速理解和记忆。同时，为了激发学生的学习兴趣和主动性，可以在板书中加入一些图形、符号或颜色标注，使板书更具艺术性和趣味性。例如，可以使用不同颜色标注不同领域的应用，或用图标表示实验操作的步骤，使板书更加生动和直观。八、重点题型整理1.动物细胞培养的基本过程是什么？请举例说明。

答案：动物细胞培养的基本过程包括：取材、消化、细胞悬液制备、接种、培养、细胞传代等。例如，在制备单克隆抗体时，首先从动物体内取出相应的B淋巴细胞，通过消化酶处理使其分散成单个细胞，制备成细胞悬液，然后将这些细胞接种到培养皿中进行培养，待细胞增殖到一定数量后，进行细胞传代，以维持细胞的生长和增殖。

2.植物组织培养中，如何诱导愈伤组织的形成？

答案：植物组织培养中，诱导愈伤组织形成的方法包括：选择适宜的外植体、使用植物激素等。例如，在诱导番茄愈伤组织的形成时，可以选择健康的番茄叶片作为外植体，使用生长素和细胞分裂素的比例为1:1的植物激素溶液处理外植体，促进愈伤组织的形成。

3.细胞工程技术在农业领域有哪些应用？请举例说明。

答案：细胞工程技术在农业领域的应用包括：转基因作物、植物繁殖新技术等。例如，通过基因工程将抗虫基因导入棉花细胞中，培育出抗虫棉花，减少农药的使用；利用植物组织培养技术进行植物繁殖，提高繁殖效率，如利用植物茎尖培养技术进行马铃薯的快速繁殖。

4.细胞工程技术在环境保护领域有哪些应用？请举例说明。

答案：细胞工程技术在环境保护领域的应用包括：生物降解、生物修复等。例如，利用微生物细胞工程生产能够降解塑料的微生物，减少塑料对环境的污染；利用植物细胞工程技术培育能够吸收重金属的植物，用于土壤重金属污染的生物修复。

5.细胞工程技术在生物医药领域有哪些应用？请举例说明。

答案：细胞工程技术在生物医药领域的应用包括：基因治疗、细胞治疗、疫苗研发等。例如，利用基因工程技术将缺失的基因导入患者细胞中，修复或替代病变的基因，实现疾病的治疗；利用细胞工程技术生产用于治疗癌症的CAR-T细胞，通过激活T细胞攻击癌细胞，实现癌症的治疗；利用疫苗研发技术制备流感疫苗，通过免疫接种预防流感的发生。教学反思首先，我认识到本章节的内容较为复杂和抽象，需要更多的实例和实践活动来帮助学生理解和掌握。在未来的教学中，我计划增加更多的案例分析，让学生通过具体的实例来理解细胞工程的应用和原理。同时，我也计划增加更多的实验操作环节，让学生亲手体验细胞培养等技术的实际操作，提高学生的实践能力。

其次，我意识到学生的学习兴趣和参与度对于教学效果有着重要的影响。在本章节的教学中，我通过故事、案例和视频等方式引出课题，激发学生的学习兴趣。在未来的教学中，我将继续采用这种方法，并通过更多的互动和讨论来