2019版 沪科教版 高中生物学 选择性必修3 生物技术与工程《第二章 细胞工程通过细胞水平的操作获得产品》大单元整体教学设计[2020课标]

2025年1月2716:09:38发布者:gggyyy 10 views 举报
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2019 版 沪科教版 高中生物学 选择性必修 3 生物技

术与工程《第二章 细胞工程通过细胞水平的操作获

得产品》大单元整体教学设计[2020 课标]

一、内容分析与整合

二、《普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

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十三、学科实践与跨学科学习设计

十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

一、内容分析与整合

(一)教学内容分析

本次大单元教学设计的内容来源于 2019 版沪科教版高中生物学选择性必

3 《生物技术与工程》中的第二章《细胞工程通过细胞水平的操作获得产

品》。本章内容涵盖了植物细胞工程、动物细胞工程、核移植与干细胞技术,

以及胚胎工程等多个方面,通过细胞水平的操作来展示生物技术的广泛应用和

巨大潜力。

植物细胞工程:包括组织培养和体细胞杂交技术。组织培养技术通过将离

体的植物器官、组织和细胞在适宜条件下诱导形成愈伤组织,并重新分化成完

整植株,实现了植物的快速繁殖、脱毒和次生代谢产物的生产。体细胞杂交技

术则通过融合不同植物的体细胞,培育出具有双亲遗传特性的新植株,为植物

育种提供了新的途径。

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动物细胞工程:主要涉及动物细胞的培养、融合和核移植技术。动物细胞

培养是动物细胞工程的基础,包括原代培养和传代培养,为生物制品的生产、

细胞融合和基因工程等提供了细胞来源。动物细胞融合技术通过物理、化学或

生物学方法使两个或多个动物细胞结合成一个细胞,是制备单克隆抗体的关键

技术。核移植技术则通过将动物体细胞核移入去核的卵母细胞中,实现动物克

隆,展示了动物体细胞核的全能性。

核移植与干细胞技术:核移植技术不仅用于动物克隆,还为干细胞研究提

供了新的思路。干细胞技术则通过体外培养和诱导分化,为组织修复、疾病治

疗和再生医学提供了可能。

胚胎工程:包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术,通过处理早期胚

胎获得目标个体,为畜牧业生产、遗传病治疗和珍稀动物保护提供了重要手段。

本章内容不仅涉及了生物技术的多个领域,还展示了细胞工程在农业生产、

医药研发、环境保护等方面的广泛应用,对于培养学生的生物学学科核心素养

具有重要意义。

(二)单元内容分析

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植物细胞工程

组织培养技术:学生需要了解组织培养的基本原理和过程,包括外植体的

选择、消毒、接种、培养等步骤,以及愈伤组织的形成和再分化过程。通过实

践活动,学生能够掌握植物组织培养的基本技能,理解细胞全能性的概念。

体细胞杂交技术:学生需要了解体细胞杂交的基本原理和过程,包括原生

质体的制备、融合、筛选和植物组织培养等步骤。通过案例分析,学生能够认

识到体细胞杂交技术在植物育种中的应用价值。

植物细胞工程的应用:学生需要了解植物细胞工程在快速繁殖、脱毒、次

生代谢产物生产和育种等方面的应用。通过讨论和交流,学生能够理解植物细

胞工程对农业生产和社会经济发展的贡献。

动物细胞工程

动物细胞培养:学生需要了解动物细胞培养的基本原理和过程,包括原代

培养和传代培养的区别与联系,以及细胞培养的条件和要求。通过实验操作,

学生能够掌握动物细胞培养的基本技能。

动物细胞融合技术:学生需要了解动物细胞融合的基本原理和过程,以及

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细胞融合技术在单克隆抗体制备中的应用。通过案例分析,学生能够认识到单

克隆抗体在医学 诊断 和治疗中的重要价值。

核移植与干细胞技术:学生需要了解核移植技术的基本原理和过程,以及

干细胞的基本特 和分 。通过讨论和交流,学生能够理解核移植技术和干细

胞技术在医学研究和治疗中的潜力。

胚胎工程

胚胎形成与早期发育:学生需要了解 哺乳 动物胚胎的形成过程和早期发育

。通过 观察 和讨论,学生能够理解胚胎细胞的全能性和发育潜能。

胚胎工程的应用:学生需要了解胚胎工程在体外受精、胚胎移植和胚胎分

割等方面的应用。通过案例分析,学生能够认识到胚胎工程在畜牧业生产、遗

传病治疗和珍稀动物保护中的重要作用。

)单元内容整合

本次大单元教学设计将植物细胞工程、动物细胞工程、核移植与干细胞技

术,以及胚胎工程等内容 进行 整合,形成一个系 的生物技术 识体系。通过

实践活动、案例分析和讨论交流等方 导学生 入理解细胞工程的基本原

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理和应用价值,培养学生的生物学学科核心素养。

具体来 ,本单元将 围绕“ 细胞工程的应用与价值 ”这 一主 教学。

通过植物细胞工程的学 导学生了解组织培养和体细胞杂交技术的基本原

理和应用 通过动物细胞工程的学 导学生了解动物细胞培养、融合和核

移植技术的基本原理和应用 ;然后 ,通过核移植与干细胞技术的学 导学

生了解干细胞的基本特 和分 ,以及核移植技术在医学研究和治疗中的潜力

通过胚胎工程的学 导学生了解胚胎工程的基本原理和应用价值。

在教学过程中, 重培养学生的实践能力和 新精 。通过组织学生 进行

植物组织培养、动物细胞培养等实践活动,提高学生的实验操作技能和科学

究能力。 鼓励 学生 积极参 课堂 讨论和交流活动,培养学生的合作意识和 表达

能力。

二、《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解

高中生物学学科核心素养

根据 通高中生物学 程标 2017 2020 )》的要求,

本次大单元教学设计将 围绕 命观 念、科学思 、科学 究和社会 责任四

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教学,培养学生的生物学学科核心素养。

(一)生 命观

命观 念是 观察 到的生 相互 关系或特性 进行 释后 抽象

人们 经过实 证后 观点 ,是能够理解或解 生物学 件和现 的意识、

念和思 方法。在本次大单元教学中,将 导学生形成以下生 命观 念:

:通过植物组织培养和动物细胞培养等实践活动, 导学生

理解细胞结 其功 之间 密切 关系。例 ,通过 观察 植物愈伤组织的形成

和再分化过程,理解细胞分化与 能特化的关系 通过 观察 动物细胞在培养过

程中的形 态变 化,理解细胞生 与分 规律

化与适应 :通过体细胞杂交技术和胚胎工程等内容的学 导学生

理解生物 化的过程和 制。例 ,通过分析体细胞杂交技术在植物育种中的

应用案例,理解基因重组在生物 化中的作用 通过讨论胚胎工程在畜牧业生

产中的应用价值,理解 自然 选择和 工选择对生物 化的 影响

稳态 与平 衡观 :通过动物细胞培养和核移植技术等内容的学 导学生

理解生物体内 环境的 稳态 和平 衡机 制。例 ,通过分析动物细胞在培养过程

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中的生 长曲线 和代谢特 ,理解细胞内外环境的 相互 作用和平 关系 通过讨

论核移植技术在医学研究和治疗中的应用潜力,理解生物体内 环境的 稳态

活动的重要性。

物质与能 量观 :通过植物细胞工程和动物细胞工程等内容的学 导学

生理解生物体内的物质代谢和能 量转换 过程。例 ,通过分析植物组织培养过

程中 养物质的 吸收 情况 ,理解植物细胞内的物质代谢过程 通过分析

动物细胞在培养过程中的能 代谢特 ,理解动物细胞内的能 量转换 过程。

(二)科学思

科学思 指尊 实和 证据 崇尚严谨 实的求 知态度 用科学的

方法认识 物、解 际问题 的思 维习惯 和能力。在本次大单元教学中,

将培养学生的科学思 能力,具体包括:

归纳 与概括:通过植物细胞工程和动物细胞工程等内容的学 导学生

观察 到的生 象进行归纳 和概括,形成生物学概念。例 ,通过 观察 植物

愈伤组织的形 归纳 出愈伤组织的 义和特 征; 通过 观察 动物细胞

在培养过程中的形 态变 化特 ,概括出动物细胞生 和分 规律

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演绎 理:通过体细胞杂交技术和胚胎工程等内容的学 导学生

学的生物学概念 进行演绎 理,解 际问题 。例 ,通过分析体细胞

杂交技术在植物育种中的应用案例, 导出基因重组在生物 化中的作用

通过讨论胚胎工程在畜牧业生产中的应用价值, 导出胚胎移植技术在提高畜

牧业生产 效率 方面的潜力。

模型 建模 :通过植物组织培养和动物细胞培养等实践活动, 导学生

模型 建模 的方法研究生物学 问题 。例 ,通过 建立 植物组织培养过程的

模型 模拟 不同培养条件下植物愈伤组织的生 长情况; 通过 建立 动物细胞培

养过程的物理 模型 模拟 不同培养条件下动物细胞的生 和分 裂情况

批判 性思 :通过讨论和交流活动, 导学生对生物学 问题进行批判 性思

,形成 独立 解和 观点 。例 ,在讨论植物细胞工程的应用价值

学生分析不同技术路 线 优缺点 和适用 范围; 在讨论动物细胞工程的应用 前景

导学生思 技术 理和社会 责任 问题

)科学

科学 究是 能够发现现实 世界 中的生物学 问题 对特 的生物学现

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进行观察 、提 、实验设计、方案实 以及对结 的交流与讨论的能力。在本

次大单元教学中,将培养学生的科学 究能力,具体包括:

问题 发现与提出:通过 导学生 观察 和分析现实 世界 中的生物学现

学生提出具有 究价值的 问题 。例 ,在 观察 植物组织培养过程 导学

生提出关于愈伤组织形成 制的 问题; 观察 动物细胞培养过程 导学生

提出关于细胞生 和分 裂规律 问题

实验设计与实 :通过组织学生 进行 植物组织培养、动物细胞培养等实践

活动,培养学生的实验设计和实 能力。例 ,在设计植物组织培养实验方案

导学生 考虑 外植体的选择、消毒、接种和培养条件等因素 在设计动物

细胞培养实验方案 导学生 考虑 细胞来源、培养基 方和培养条件等因素。

证据收集 与分析:通过 导学生 收集 和分析实验 数据 其他相 资料 ,培

养学生的 证据收集 和分析能力。例 ,在 收集 植物组织培养实验 数据时

学生 记录 愈伤组织的生 长情况 和形 征; 收集 动物细胞培养实验 数据时

导学生 记录 细胞的生 长曲线 和代谢特

交流与讨论:通过组织学生 进行课堂 讨论和交流活动,培养学生的结

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