2.1.2植物细胞工程的应用 （教学设计）2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学教学设计聚焦植物细胞工程的应用，以五原黄柿子产业发展为情境导入，通过培育优良品种、快速繁殖等问题链，衔接杂交育种、单倍体育种等旧知，构建知识学习支架。 以乡土情境贯穿课堂，结合乡村振兴落实生命观念、科学思维与社会责任，通过小组讨论、展讲互评及思维导图整合知识，如分析茄尼醇工厂化生产数据，提升学生探究能力，帮助教师高效突破重难点。

2026年五原县中小学优秀教学案例大赛 ---高二年级选择性必修3第2章第1节《植物细胞工程的应用》教学设计 课程基本信息 主备人 郭明明 课型 新授课 学科 生物学 年级 高二 学段 高中 版本章节 人教版2019、选择性必修3、第2章、第1节 教学目标 1.结合培育黄柿子优良品种的实际问题，说出多种育种方法的思路，认同植物细胞工程对育种的创新和突破。(生命观念、科学思维) 2.通过探索黄柿子繁殖新途径，说明快速繁殖、脱毒等方式在实际问题中的有效利用。(生命观念、科学思维) 3.通过探索番茄叶片中茄尼醇的工厂化生产，结合其他实例的应用，认同植物细胞工程对农牧业、医药、工业等的快速发展做出了极大贡献，助力实现乡村振兴、科技强国的宏图伟愿。(生命观念、科学思维、社会责任) 教学重难点 教学重点： 1. 植物细胞工程在生产实践中的应用。 2. 植物细胞工程用于与生产实践的主要优势。 教学难点： 1. 植物细胞工程在作物新品种的培育方面的具体应用：单倍体育种和突变体的利用。 2. 细胞产物的工厂化生产的过程和植物组织培养过程的不同 学情分析 1.学生在学习本章节之前，已经掌握了生物学的基本概念和原理，如细胞的结构与功能、细胞分裂与增殖、细胞全能性、遗传与变异、育种方法等。此外，学生还了解了一些生物技术的基本知识，如植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等。这些知识为本章节的学习奠定了基础。 2.学生的学习兴趣、能力和学习风格： 学生的学习兴趣：大多数学生对生物学和生物技术领域充满好奇，对植物细胞工程的应用充满期待。他们希望通过学习本章节，了解植物细胞工程在生产实践中的应用，为解决现实问题提供思路和方法。 学生的学习能力：学生在学习过程中，具备一定的自主学习能力，能够通过查阅资料、参与实验等途径，掌握植物细胞工程的基本原理和应用实例。同时，学生在团队合作中能够发挥各自的优势，共同完成学习任务。 学生的学习风格：学生在学习过程中，倾向于采用实践性、探究性和合作性的学习方式。他们希望通过搜集资料、讨论交流、甚至实践操作等方式，深入理解和掌握植物细胞工程的知识。 3.学生可能遇到的困难和挑战： 学生在学习本章节时，可能会遇到以下困难和挑战： 无法实践操作，在应用原理设计实验过程时可能会出现诸多困惑、疑问，教师应采取有针对性的教学策略，如加强实验操作指导、提供丰富的教学资源、组织课堂讨论等，帮助学生克服困难，提高学习效果。 教学准备 多媒体课件 教学过程 环节 教师活动 学生活动 活动意图说明 创设情境，导入新课 “从社会中来” 央视视频：五原黄柿子宣传活动 淘宝网、抖音截图：五原黄柿子及相关产品销售 资料：据《内蒙古自治区农作物种子志》记载，五原县从20世纪60-70年代开始种植黄柿子是多年流传下来的乡土品种。五原黄柿子属茄科，是五原县的地方特色品种，该品种平均果重 200-250克左右，颜色金黄，个大肉厚、含水量少、沙甜可口。 近年来，五原县把发展黄柿子产业作为推进乡村振兴的抓手，为了帮助我们五原黄柿子产业进一步发展，能否运用所学知识为农户增收入，为黄柿子产业谋发展? 看视频和图片，读取资料结合自身生活体验，了解关注家乡黄柿子的发展和现状，思考解决问题的方法 用家乡黄柿子代替教材中介绍的生物材料，一境到底，激发学生主动参与学习和探究的欲望，培养学生助力家乡农业发展的社会责任意识。 如何培育优良新品种? 联系生产实际，你希望黄柿子有哪些品质上的突破? 资料1:传统的黄柿子甜度虽高(A)，但果实易裂 (D)且抗病性差(T)，科研人发现有一种野生品种，虽甜度较低(a)，但无裂果(d)且抗病性强(t)。 思考: 1.有哪些方法可以获得优良品种?写出其过程。 2.如何进一步提高其产量? 思考问题，写出杂交育种、单倍体育种过程，比较优缺点 思考回忆诱变育种过程 以小组为单位展讲（选1或2个小组），其他小组点评 回忆杂交育种、单倍体育种，根据资料背景写出具体的育种流程，进行知识的新旧衔接，符合学生认知规律。比较归纳，总结优缺点。通过回忆诱变育种自然引出突变体的利用，进而通过比较深入理解知识间的联系。 如何快速繁殖黄柿子优良品种? 资料2:五原黄柿子的繁殖方式主要有播种和嫁接(无性繁殖)，无性繁殖的植物可以利用植物组织培养技术育苗，一般15天左右即可种植。 提问：1.回忆植物组织培养技术，描述黄柿子如何快速繁殖? 2.植物组织培养技术为何能够实现红豆杉的大量快速繁殖？这与植物组织培养过程中的哪一阶段最相关？ 教师点拨：植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞不断进行有丝分裂，获得大量的组织细胞，然后经不断分割移瓶，诱导再分化形成新植株。 资料3:研究发现，无性繁殖时，避免使用带病毒的种苗，以免使病毒积累，影响作物的品质和产量。 资料4:早在20世纪50年代，科学家就发现植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。 结合资料，在快速繁殖的同时，怎样减少种苗带病毒的可能性? 读取资料，获取信息，思考用植物细胞工程技术快速繁殖黄柿子的方法。 以小组为单位展讲（选1或2个小组），其他小组点评 简述快速繁殖的过程 进一步思考原因，深入理解并表述 用资料创设情境，让学生思考外植体选择幼茎茎尖的原因。 学生阅读教材40页第1、2段，思考老师给出的问题。 用资料创设情境，让学生接着思考选择外植体的原因，从而引出作物脱毒，承上启下。学生自主学习，带着问题阅读教材，体现学生的主导地位。 如何进一步实现黄柿子的深加工? 展示紫杉醇的抗癌机理视频以及视频介绍天然红豆杉树皮中紫杉醇含量极低，3-6棵100年左右的红豆杉树皮才能提取出用于治疗一个癌症病人所需求的紫杉醇，可见单纯靠天然生长的树中提取的紫杉醇远远不能满足需求。解决药源问题的方法有两大方面， 即人工合成和生物技术方法。但是由于紫杉醇化学结构复杂，因此紫杉的化学合成在经济上不可行；从生物技术角度，目前细胞培养是商业化生产的首选方法。 总结细胞次生代谢产物的概念和优缺点。 资料5:茄尼醇是一种次生代谢物，具有抗菌、消炎等生理活性，可用于治疗心血管疾病及抗溃疡等，同时它又是合成泛醌类药物如维生素K2和辅酶Q10的关键中间体。由于人工合成成本过高，医药工业上使用的茄尼醇主要是从植物叶片中提取分离。 样品 测定结果w/% 游离态 总量 结合态 西红柿叶 0.20 0.34 41 烟叶 0.36 0.55 34 马铃薯叶 0.10 0.14 28 结合资料，对黄柿子产业的综合发展，你有什么建议? 观看视频 阅读教材41页第3、4.5段文字 归纳总结 阅读资料、分析表格数据、联系所学知识、思考问题、总结阐述 通过视频观看，激发学生兴趣，从而引出次生代谢产物的概念。 通过资料数据获取信息，结合教材中介绍的紫杉醇、人参皂苷等物质的生产方式，引出细胞产物的工厂化生产，并对本地黄柿子产业综合发展提出建设性建议。 课堂小结 课堂小结： （先展示学生的思维导图，师生点评，教师再将黑板上写的主要内容构建本节课的思维导图） “到社会中去” 实践调查作业：以小组为单位调查本地其他特色农产品如玉米、番茄、瓜子等的品种有哪些、育种方式、附属产品、销售模式，并运用所学提出自己的合理建议。 学生对本节课的知识点内容进行归纳总结后，完善思维导图。 通过对本节课知识内容建构体系，培养学生归纳总结能力，更注重培养学生解决问题能力，培养学生振兴乡村、科技强国的责任意识，热爱家乡、为改善家乡经济发展做力所能及的事。 板书设计/课堂小结 教学反思： 一、本节课教学亮点 1.乡土情境一境到底，落实核心素养与育人目标。本课摒弃教材常规案例，选用本地地标农产品五原黄柿子创设主线情境，从产业发展、品种改良、种苗繁育到深加工利用层层推进，将知识学习与乡村振兴、服务家乡相结合。不仅调动了学生课堂参与热情，也把生命观念、科学思维、社会责任三大生物学科核心素养融入每一个探究环节，让学生感受到生物技术的现实价值，实现知识教学与思政育人的有机融合，贴合本次教学案例大赛的评比要求。 2.问题链层层递进，构建完整知识逻辑体系。我围绕黄柿子产业设置梯度化问题链：培育优良新品种→快速繁育种苗→作物脱毒→细胞产物工厂化生产，由浅入深衔接旧知与新知。先引导学生回顾杂交育种、诱变育种，再自然引出单倍体育种、突变体利用等植物细胞工程育种方式；结合植物组织培养旧知，延伸出快速繁殖、作物脱毒技术；最后以茄尼醇、紫杉醇为例，讲解细胞产物工厂化生产。知识过渡自然流畅，符合高二学生由已知到未知的认知规律，有效突破课堂重难点。 3.凸显学生主体地位，打造探究式课堂 课堂采用小组讨论、合作展讲、互评点评的学习模式，针对育种流程、组培原理、脱毒选材等核心问题，放手让学生自主思考、合作探究。同时结合教材文本、视频、真实产业资料开展自主阅读学习，改变了传统 “教师讲授为主” 的模式，充分发挥学生主观能动性，锻炼学生信息提取、语言表达与逻辑分析能力。 4.巧用思维导图，强化知识体系建构 课堂收尾采用学生自主梳理 + 师生共评 + 教师总结思维导图的形式，将植物细胞工程三大应用（快速繁殖与脱毒、新品种培育、细胞产物工厂化生产）及内在流程、原理整合梳理，帮助学生碎片化知识系统化，理清不同技术之间的联系与区别，尤其区分开植物组织培养育苗和细胞悬浮培养生产产物的差异，直击本节课教学难点。 二、课堂存在的问题与不足 1.学情分析不够细化，分层教学落实不足.高二学生此前已学习植物组织培养基础技术、常规育种方式，但班级内学生对单倍体育种、诱变育种的掌握程度参差不齐。课堂统一设问、统一任务，未能针对学困生设置基础性问题，也未为学优生设计拓展探究任务，分层教学体现不明显。 2.小组合作与课堂时间把控不够精准。多个环节设置了小组讨论、展讲互评，实际课堂中出现部分小组讨论效率低、发言重复的情况；同时展讲、点评环节耗时略长，导致最后课后作业解读、课堂拓展延伸部分时间仓促，留给学生当堂消化、提问质疑的时间不足。 本节课以乡土产业为载体，紧扣课标与学科素养，整体教学思路清晰、情境新颖、主线突出，较好地完成了预设教学目标。植物细胞工程本身属于现代生物技术范畴，与生产生活联系紧密，后续教学中我会继续坚持 “情境引领、探究为主、学以致用”的思路，根据学情分析、课堂把控、难点突破，让课堂既保有生物学科的科学性，又兼具生活性、实践性，真正实现 “以学定教、以用促学”，让学生在掌握知识的同时，树立运用生物科技服务家乡、助力农业发展的理想信念。 — - 1 - — 学科网（北京）股份有限公司 $