2.2.1《動物細胞培養(yǎng)》教學設計-2023-2024學年高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設計思路本節(jié)課設計以人教版選擇性必修3第二章《細胞工程》第一節(jié)《動物細胞培養(yǎng)》為內(nèi)容，緊密圍繞教材內(nèi)容，結合高二學生的認知水平和生物學科特點，設計了一系列探究性、實踐性強的教學活動。通過實驗操作、案例分析等方式，引導學生掌握動物細胞培養(yǎng)的基本原理和操作方法，培養(yǎng)學生科學探究能力和實踐操作能力。二、核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究精神，通過實驗操作，提高學生觀察、分析、推理和解決問題的能力。

2.增強學生的生物科學思維，引導學生理解細胞生物學原理在實踐中的應用。

3.提升學生的生物技術操作技能，使學生能夠熟練進行動物細胞培養(yǎng)的基本步驟。

4.培養(yǎng)學生的團隊合作意識，通過小組合作完成實驗任務，提高溝通與協(xié)作能力。三、學情分析高二學生正處于青春期，思維活躍，好奇心強，對生物學科的學習興趣較高。在知識層面，學生對生物學的基本概念和原理有一定的了解，能夠運用生物學知識解釋一些日常生活中的現(xiàn)象。在能力方面，學生具備一定的觀察能力和初步的實驗操作技能，能夠進行簡單的生物學實驗。然而，對于動物細胞培養(yǎng)這樣較為復雜的實驗技術，學生的操作經(jīng)驗相對不足，需要教師引導和指導。

在素質(zhì)方面，學生的自主學習能力和批判性思維能力有待提高。部分學生可能對實驗操作存在恐懼心理，需要教師通過耐心講解和示范來緩解。此外，學生的合作意識和團隊協(xié)作能力也需要在實驗過程中得到培養(yǎng)。

行為習慣方面，部分學生可能存在注意力不集中、實驗操作不規(guī)范等問題，這可能會影響實驗結果的準確性和實驗效率。因此，在教學中，教師需要關注學生的行為習慣，通過規(guī)范操作流程、加強實驗紀律教育來提高學生的實驗素養(yǎng)。四、教學資源1.軟硬件資源：顯微鏡、離心機、超凈工作臺、細胞培養(yǎng)箱、酒精燈、移液器、培養(yǎng)皿、細胞培養(yǎng)液、動物細胞懸液、顯微鏡載玻片、蓋玻片、無菌操作臺、消毒液等。

2.課程平臺：學校生物實驗室資源管理系統(tǒng)、學校教學資源庫。

3.信息化資源：動物細胞培養(yǎng)的動畫演示視頻、細胞培養(yǎng)過程的相關PPT課件、實驗操作步驟的文字說明。

4.教學手段：實驗演示、小組討論、案例分析、多媒體教學。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。設計預習問題：圍繞動物細胞培養(yǎng)課題，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“動物細胞培養(yǎng)的原理是什么？”“細胞培養(yǎng)過程中需要注意哪些問題？”等，引導學生自主思考。

監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解動物細胞培養(yǎng)的基本原理和操作步驟。

思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

提交預習成果：將預習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主思考，培養(yǎng)自主學習能力。

信息技術手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學生提前了解動物細胞培養(yǎng)課題，為課堂學習做好準備。

培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過展示動物細胞培養(yǎng)的圖片或視頻，引出動物細胞培養(yǎng)課題，激發(fā)學生的學習興趣。

講解知識點：詳細講解動物細胞培養(yǎng)的原理、操作步驟、注意事項等，結合實例幫助學生理解。

組織課堂活動：設計小組討論，讓學生分享預習心得，并組織學生進行動物細胞培養(yǎng)的模擬實驗，讓學生在實踐中掌握操作技能。

解答疑問：針對學生在學習中產(chǎn)生的疑問，如“如何避免細胞污染？”“如何觀察細胞生長情況？”等，進行及時解答和指導。

學生活動：

聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論和模擬實驗，體驗動物細胞培養(yǎng)知識的應用。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過詳細講解，幫助學生理解動物細胞培養(yǎng)的原理和操作步驟。

實踐活動法：設計模擬實驗，讓學生在實踐中掌握動物細胞培養(yǎng)的操作技能。

合作學習法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解動物細胞培養(yǎng)的知識點，掌握操作技能。

通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業(yè)：根據(jù)動物細胞培養(yǎng)課題，布置適量的課后作業(yè)，如撰寫實驗報告、設計簡單的細胞培養(yǎng)實驗方案等，鞏固學習效果。

提供拓展資源：提供與動物細胞培養(yǎng)相關的拓展資源（如相關書籍、網(wǎng)站、視頻等），供學生進一步學習。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考。

反思總結：對自己的學習過程和成果進行反思和總結，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

鞏固學生在課堂上學到的動物細胞培養(yǎng)知識點和技能。

通過反思總結，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。

本節(jié)課的重點在于動物細胞培養(yǎng)的基本原理和操作步驟，難點在于無菌操作和細胞培養(yǎng)過程中的質(zhì)量控制。通過課前自主探索，學生能夠初步了解細胞培養(yǎng)的基本概念，為課堂學習打下基礎。課中強化技能環(huán)節(jié)，通過模擬實驗和小組討論，學生能夠掌握動物細胞培養(yǎng)的操作技能，并通過實踐活動解決實際問題。課后拓展應用環(huán)節(jié)，則幫助學生鞏固所學知識，并通過拓展學習提高自己的綜合素質(zhì)。六、知識點梳理1.動物細胞培養(yǎng)概述

-動物細胞培養(yǎng)的定義：在體外條件下，利用人工方法維持動物細胞生長和繁殖的技術。

-動物細胞培養(yǎng)的意義：研究細胞生物學、遺傳學、免疫學等領域的基礎理論，以及開發(fā)生物制品、藥物等應用。

2.動物細胞培養(yǎng)的基本原理

-細胞增殖：細胞通過有絲分裂和減數(shù)分裂進行增殖。

-細胞分化：細胞在發(fā)育過程中，根據(jù)不同的基因表達，分化為不同的細胞類型。

-細胞信號傳導：細胞通過信號分子進行信息傳遞，調(diào)控細胞生長、分化和凋亡等生物學過程。

3.動物細胞培養(yǎng)的實驗材料

-細胞來源：動物組織、器官、胚胎等。

-培養(yǎng)基：含有營養(yǎng)物質(zhì)、生長因子、血清等成分，為細胞提供生長所需的條件。

-培養(yǎng)容器：培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶等，用于容納細胞和培養(yǎng)基。

4.動物細胞培養(yǎng)的操作步驟

-細胞分離：從動物組織或器官中分離出單個細胞。

-細胞傳代：將細胞從原代培養(yǎng)轉移到新的培養(yǎng)容器中，進行增殖。

-細胞凍存：將細胞在低溫條件下保存，以備后續(xù)使用。

-細胞復蘇：將凍存的細胞在適宜條件下解凍，恢復其生長狀態(tài)。

5.動物細胞培養(yǎng)的條件

-溫度：細胞培養(yǎng)的最適溫度一般為37℃。

-氧氣：細胞培養(yǎng)需要充足的氧氣，以保證細胞呼吸代謝。

-pH值：細胞培養(yǎng)的pH值應維持在7.2-7.4之間。

-營養(yǎng)物質(zhì)：培養(yǎng)基中應含有足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，如氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等。

-生長因子：某些細胞需要特定的生長因子才能生長，如胰島素、表皮生長因子等。

6.動物細胞培養(yǎng)的注意事項

-無菌操作：防止細胞污染，保證實驗結果的可靠性。

-細胞傳代：避免細胞過度傳代導致的遺傳變異。

-質(zhì)量控制：定期檢測細胞生長狀態(tài)，確保細胞質(zhì)量。

-數(shù)據(jù)記錄：詳細記錄實驗過程和結果，為后續(xù)研究提供依據(jù)。

7.動物細胞培養(yǎng)的應用

-細胞生物學研究：研究細胞增殖、分化、凋亡等生物學過程。

-遺傳學研究：研究基因表達、基因突變等遺傳現(xiàn)象。

-免疫學研究：研究免疫細胞的生長、分化和功能。

-生物制品開發(fā)：生產(chǎn)疫苗、單克隆抗體等生物制品。

-藥物篩選：篩選具有生物活性的化合物，用于藥物開發(fā)。

8.動物細胞培養(yǎng)的倫理問題

-動物實驗：動物細胞培養(yǎng)涉及動物實驗，需遵循動物福利和倫理原則。

-細胞來源：確保細胞來源的合法性和道德性。

-數(shù)據(jù)保護：保護實驗數(shù)據(jù)的隱私和安全性。

9.動物細胞培養(yǎng)的未來發(fā)展趨勢

-基因編輯技術：利用基因編輯技術，優(yōu)化細胞培養(yǎng)過程。

-3D細胞培養(yǎng)：模擬細胞在體內(nèi)的三維生長環(huán)境，提高細胞培養(yǎng)的準確性和可靠性。

-人工智能：利用人工智能技術，提高細胞培養(yǎng)的自動化和智能化水平。七、課后作業(yè)1.實驗報告撰寫

-作業(yè)描述：請根據(jù)本周進行的動物細胞培養(yǎng)實驗，撰寫一份實驗報告，包括實驗目的、原理、材料與方法、結果與分析、討論與結論等部分。

-答案示例：

實驗報告

實驗目的：掌握動物細胞培養(yǎng)的基本操作步驟，觀察細胞生長情況。

原理：動物細胞在體外培養(yǎng)條件下，通過有絲分裂進行增殖。

材料與方法：取動物組織，進行細胞分離，培養(yǎng)于適宜的培養(yǎng)基中，定期觀察細胞生長情況。

結果與分析：細胞在培養(yǎng)過程中，逐漸增殖，形成單層細胞。

討論與結論：通過本次實驗，掌握了動物細胞培養(yǎng)的基本操作步驟，了解了細胞生長的基本規(guī)律。

2.細胞培養(yǎng)條件優(yōu)化

-作業(yè)描述：假設你正在進行動物細胞培養(yǎng)實驗，但發(fā)現(xiàn)細胞生長速度較慢，請分析可能的原因，并提出優(yōu)化細胞培養(yǎng)條件的建議。

-答案示例：

可能原因分析：培養(yǎng)基成分不適宜、溫度不適宜、氧氣供應不足、pH值不適宜等。

優(yōu)化建議：檢查培養(yǎng)基成分，調(diào)整溫度、氧氣供應和pH值，確保細胞培養(yǎng)條件適宜。

3.細胞培養(yǎng)過程中的質(zhì)量控制

-作業(yè)描述：請列舉在動物細胞培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并提出相應的質(zhì)量控制措施。

-答案示例：

質(zhì)量問題：細胞污染、細胞死亡、細胞生長狀態(tài)不佳等。

質(zhì)量控制措施：嚴格執(zhí)行無菌操作、定期檢測細胞生長狀態(tài)、控制培養(yǎng)條件等。

4.動物細胞培養(yǎng)在生物制品開發(fā)中的應用

-作業(yè)描述：請舉例說明動物細胞培養(yǎng)在生物制品開發(fā)中的應用，并分析其優(yōu)勢。

-答案示例：

應用舉例：生產(chǎn)疫苗、單克隆抗體、干擾素等生物制品。

優(yōu)勢分析：動物細胞培養(yǎng)可以大規(guī)模生產(chǎn)生物制品，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

5.動物細胞培養(yǎng)的倫理問題探討

-作業(yè)描述：請討論動物細胞培養(yǎng)在倫理方面的爭議，并提出你的觀點。

-答案示例：

爭議：動物實驗的倫理問題、細胞來源的道德性、數(shù)據(jù)保護等。

觀點：在動物細胞培養(yǎng)過程中，應遵循動物福利和倫理原則，確保實驗的合法性和道德性。同時，加強對實驗數(shù)據(jù)的保護，尊重科研人員的知識產(chǎn)權。八、內(nèi)容邏輯關系①動物細胞培養(yǎng)的基本原理

-基本概念：動物細胞培養(yǎng)的定義、目的和意義。

-細胞增殖：細胞增殖的方式、周期和調(diào)控機制。

-細胞分化：細胞分化的機制、基因表達調(diào)控。

②動物細胞培養(yǎng)的實驗材料與操作

-細胞來源：不同來源的動物細胞及其特點。

-培養(yǎng)基：培養(yǎng)基的組成、功能及制備方法。

-培養(yǎng)容器：不同類型培養(yǎng)容器的特點和應用。

-無菌操作：無菌操作的步驟和注意事項。

③動物細胞培養(yǎng)的條件與質(zhì)量控制

-培養(yǎng)條件：溫度、氧氣、pH值、營養(yǎng)物質(zhì)、生長因子等對細胞培養(yǎng)的影響。

-質(zhì)量控制：細胞污染的預防和控制、細胞狀態(tài)的監(jiān)測、實驗數(shù)據(jù)的記錄和分析。

④動物細胞培養(yǎng)的應用與倫理問題

-應用領域：細胞生物學研究、遺傳學研究、免疫學研究、生物制品開發(fā)。

-倫理問題：動物實驗的倫理爭議、細胞來源的道德性、數(shù)據(jù)保護等。

⑤動物細胞培養(yǎng)的未來發(fā)展趨勢

-技術進步：基因編輯技術、3D細胞培養(yǎng)、人工智能在細胞培養(yǎng)中的應用。

-應用前景：生物制藥、個性化醫(yī)療、再生醫(yī)學等領域的應用潛力。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學生出勤情況：記錄學生的出勤率，確保所有學生都能參與到課堂活動中。

-課堂參與度：觀察學生在課堂上的參與情況，如提問、回答問題、參與討論等。

-互動情況：評估學生在課堂互動中的表現(xiàn)，如是否能主動與同學交流、是否能正確理解問題等。

2.小組討論成果展示：

-小組分工與協(xié)作：評價學生在小組討論中的分工是否合理，協(xié)作是否有效。

-討論內(nèi)容與深度：評估小組討論內(nèi)容的廣度和深度，是否能夠圍繞主題展開深入討論。

-展示形式與表達：評價小組展示的形式是否清晰，表達是否準確、流暢。

3.隨堂測試：

-理解與掌握程度：通過隨堂測試評估學生對動物細胞培養(yǎng)基本概念、原理和操作步驟的理解和掌握程度。

-實驗操作技能：通過測試學生的實驗操作技能，如無菌操作、細胞培養(yǎng)技術等。

-分析與解決問題能力：通過測試學生分析實驗結果、解決問題和提出改進措施的能力。

4.課后作業(yè)反饋：

-完成情況：檢查學生課后作業(yè)的完成情況，包括作業(yè)的完整性、準確性、創(chuàng)新性。

-實踐應用：評估學生在課后作業(yè)中對所學知識的實際應用能力。

-反思與改進：通過學生的反思報告，了解學生對動物細胞培養(yǎng)學習過程中的認識、體會和改進建議。

5.教師評價