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单元名称 大概念5：基因工程赋予生物新的遗传特性。 时间
学习者
分析 通过必修教材学习，学生对于一个物种内部“遗传信息控制生物性状并代代相传”这一概念已经比较熟悉，对中心法则、基因表达的的过程有所掌握，初步知道自然界存在DNA在不同生物之间转移的现象。在日常生活中也接触过关于转基因的一些新闻和报道。通过选修教材前几章的学习，对于细胞水平的生物工程技术已经有所掌握。但是对基因工程操作的具体过程并不清楚，对其应用了解得不够全面，还不能对媒体相关报道作出正确的判断和决策。 学生已经具备了一定的获取信息能力、科学探究能力、实验分析能力、分析和解决问题能力，但是对于微观生命现象的想象能力还有不足，准确运用科学术语表达事物的能力还有欠缺，实验操作能力还不够精细。 学生选科意向明确，学习生物学的动机、意志比较强烈，部分学生甚至已经树立了就读生物学相关专业的指向，为课堂教学互动、探究较为复杂情境中的问题提供了一定的班级氛围。 本章中的工程技术涉及生物大分子水平的实验操作，非常微观，部分原理难以想象，会给学生带来认知困难，应当结合“重组DNA分子”模拟活动以及两个学生实验，为学生提供更多的亲自动手的机会，让学生在做中学，更好地理解知识。 本章中涉及的转基因动物、植物、微生物实例比较丰富，但是也会让学生感觉信息庞杂，应当抓住所有实例的本质，即“重组DNA”这一核心，正确利用好学生原有的关于基因表达的知识和经验，促进新的知识同化入原有命题网络。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 重要概念 5.1 “基因工程是一种重组DNA技术”是由4个次要概念建构起来的。重要概念5.2 “蛋白质工程是基因工程的延伸”包含了2个次要概念，相关概念关系如图。 （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 基因工程是在科学、技术发展基础上发展而来的综合工程技术；蛋白质工程是在基因工程基础上的延伸，由蛋白质推导基因结构实质是基因表达过程中遗传信息传递规律的逆运用。本单元能很好地渗透自然界生命的统一性、结构与功能观、信息观、科学技术工程与社会相互作用等观念。生命系统是一个信息系统。遗传信息是这个系统的重要组成部分，它既可以按照中心法则，在不同生物大分子之间传递，也可以在同种生物大分子，如DNA分子之间传递。基因工程就是通过人工操作让遗传信息在分子水平上传递。通过学习基因工程的基本原理和操作程序，学生可以对生命的信息观有更深入的理解和思考。同时，他们还可以认识到遗传信息之所以能在不同种的生物的DNA分子之间传递，赋予生物新的遗传特性，这与生物界的统一性，即所有生物共用一套遗传密码是分不开的， 这有利于他们理解生物的多样性和统一性的辩证关系。 2.科学探究 本章提供了“基因工程的诞生和发展”、基因工程在植物、动物、微生物等方面运用的科学史内容，有利于学生形成“科学提供对自然界的说明，技术将科学原理应用于自然、造福人类，实践工程则综合运用多种技术来生产人类所需要的产品，科学技术工程和社会的互动，不断调整着人类与自然界的关系，推动着人类文明的进步”的探究意识。 教材中还有“DNA的粗提取与鉴定”、“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的两个探究实践活动，可以发展学生严谨求是的科学精神和动手操作能力，进一步体验实验技术的魅力。 3.科学思维 科学思维体现在基于证据，得出结论，作出决策，体现在严谨缜密的思维过程，合乎逻辑的推理判断等方面。本章涉及的科学思维主要有：模拟重组DNA过程中的模型思维、基因工程操作步骤学习中的分析思维，DNA复制和PCR知识之间的类比思维，科学、工程、技术不断发展和改进的批判性思维。本章“到社会中去"栏目中关于棉铃虫是否对转Bt基因的抗虫棉产生抗性问题的探讨，习题中让学生对是否要推广“黄金大米”提出自己的看法等内容，都是对学生科学思维能力的发展。 4.社会责任 与转基因有关的话题一直以来都是社会上的热点话题。科学家对基因工程技术的探究与改进过程，承载着科学家敢于质疑，追求真理大胆探索的科学精神；基因工程技术的应用促进人类提高生产和经济效益体现了科技进步对社会发展的促进作用；基因工程技术也可能带来负面的影响甚至伦理问题，引导学生对转基因安全的思考，能增进学生对“科学技术可能是把双刃剑”的认识，从而引导他们理性地参与有关话题的讨论，科学地宣传转基因技术相关的知识。 单元核心问题 单元设计思路 本单元以转基因抗虫棉产生为情境紧紧抓住DNA的重组和基因的表达这一核心主线开展教学。全章沿着科技发展——生产需求——三种工具——基因工程的操作步骤——基因工程的应用——迭代升级（第二代基因工程-蛋白质工程）这样的脉络，每一节教材沿着“从社会中来”的情景-----知识学习----“到社会中去”的路径建构知识，按照教材顺序依次进行，将学生从困惑引入到感性认识，再上升到理性认识，逐步形成“基因工程是一种重组 DNA 技术”“蛋白质工程是基因工程的延伸”等次位概念，最终形成“基因工程赋予生物新的遗传特性”的大概念。
单元
教学目标 1.通过科技探索之路的自主学习，概述基因工程的理论基础及技术基础，理解其产生和发展的学科基础。2.能够说出限制性内切核酸酶、DNA连接酶、载体（尤其是质粒）的作用和特点，并在模拟操作活动过程中体现这些工具的作用，体会基因工程技术设计的精妙。3.结合具体的基因工程操作的情景，阐明基因工程的基本操作步骤，知道进行相关操作的理论依据，通过模拟构建基因表达载体、比较并选择恰当的受体细胞，选择恰当的目的基因检测和表达方式，发展模型与建模、类比、批判性思维等科学思维。4.通过分析基因工程的应用相关资料，概述基因工程技术在生产实践中的应用，关注基因工程带来的效益以及安全性，积极参与讨论并能做出理性解释和判断，发展造福人类的态度和价值观。5.通过蛋白质工程基本流程的介绍，概述蛋白质工程是基因工程的延伸，是生产人类需要的蛋白质的过程。 6. 体会科学、技术、工程、社会的相互作用，发展热爱科学、改进技术的积极情感。7. 通过两个学生实验，体验分子水平操作的严谨，树立实事求是的科学态度。
课时 教学目标 第1节 重组DNA技术的基本工具（新授课，1课时） 1. 通过自主阅读、分析资料、小组讨论，能够列举基因工程诞生的理论基础，知道基因工程是在多学科基础上发展而来的。2 . 结合具体的基因工程操作的情景，从结构与功能相适应的角度说出限制性内切核酸酶、DNA连接酶、载体（尤其是质粒）的作用和特点。3 . 通过重组DNA分子的模拟操作活动，体会三种工具的作用，体会基因工程技术设计的精妙。 实验：DNA的粗提取与鉴定（实验课，1课时） 1. 阐明DNA粗提取的方法以及DNA鉴定的原理内容。2 . 动手操作，提取和鉴定DNA，体验实验中的严谨性和科学性。3 . 在问题探讨、思考与讨论中表达和交流，发展问题生成能力和解决问题的能力。4 . 参与科学实验基本过程，形成严谨细致、实事求是的科学态度。 第2节 基因工程的基本操作程序（新授课，2课时） 1 . 举例说明基因工程的原理和基本操作程序。2 . 针对人类生产或生活中的某一需求， 选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案。 实验：DNA片段的扩增及电泳鉴定（实验课，1课时） 1. 观看视频及实验操作认识PCR仪、电泳装置，了解仪器的使用；2. 尝试进行PCR和琼脂糖凝胶电泳的基本操作；3. 体验两项常规的分子生物学实验操作，从而理解PCR、凝胶电泳鉴定的原理；4. 根据拍摄到的电泳结果照片，进行简单的分析，判断实验是否成功。 第3节基因工程的应用（新授课，１课时） 1.通过分析基因工程的应用相关资料，举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用，认同基因工程的应用价值。2.关注基因工程的进展，积极参与讨论并能做出理性解释和判断，发展造福人类的态度和价值观。 第4节 蛋白质工程（新授课，1课时） 1. 概述根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。2 . 举例说明依据需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
重组DNA技术的基本工具 1课时 新授课 1
DNA的粗提取与鉴定 1课时 实验课 1
基因工程的基本操作程序 1课时 新授课 1
DNA片段的扩增及电泳鉴定 1课时 实验课 1
基因工程的应用 1课时 新授课 1
蛋白质工程 1课时 新授课 1
单元复习 1课时 习题讲评课 1中小学教育资源及组卷应用平台
单元名称 大概念6：生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全与伦理问题。 时间
学习者
分析 学生在必修课程中学习了DNA分子结构、减数分裂、遗传与变异等相关的知识，在选择性必修课程中学习了动物体核移植技术、胚胎移植技术、基因工程等相关的知识，有了这些知识铺垫，学生便能更好地解释本章所涉及到的生物技术的基本原理，才能更好地辨析不同观点背后论据的科学性。在学生生活中，通过书籍、电视和网络等渠道可以了解到生物技术的安全与伦理问题。例如，知名人士对转基因食品的论战，基因编辑婴儿事件等，这些社会热点话题，可能也是学生关心的问题。但学生对这些认识可能是模糊不清的，难辨谣言与实事，这便激发了学生的学习兴趣，通过开展辩论、角色扮演等有趣的活动，引导学生积极参与思考与讨论，在讨论中传播正确的科学知识，树立正确的伦理观。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 概念6的形成是包括三个重要概念，而重要概念又进一步分解为6个次位概念。同时，该大概念又是以概念4和概念5的学习为前提建构而成，概念之间的关系如下图所示 （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 通过本单元学习，学生能利用细胞工程、基因工程等生物工程及其相关的基本原理，解释生物技术成果在人类社会中的应用，认同生物技术可以造福人类，同时也能理性的看待生物技术发展引发的安全和伦理问题，建立正确的生命伦理观。 2.科学思维 面对日常生活或社会热点中与生物技术有关的话题，学生能基于证据运用生物学原理进行分析论证，能运用科学思维方法展开讨论、审视或论证。例如，学生对”转基因食品是否安全？”开展辩论时，通过搜集资料，运用证据阐述个人观点的过程中，教师要引导学生必须依靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论，从而培养学生的科学思维。 3.科学探究 通过开展调查、寻证辩论等活动，培养学生的科学探究能力，培养学生的实践和创新能力，同时基于理性思维、批判性思维辨析问题的过程中，帮助学生树立正确的科学精神，崇尚科学，勇于探索。 4.社会责任 学生能主动关注与生物学相关的社会热点话题，并基于生物学的认识，参与讨论作出正确的解释。例如，理性看待转基因食品的安全性问题，能向公众普及转基因的基础知识和国家有关的政策、法规；遵循正确的伦理道德，能对生殖性克隆人等社会议题进行科学判断，形成禁止生殖性克隆人的态度；认同生物武器给人类特别是我国人民带来过严重伤害，能够坚决支持我国政府反对生物武器及其技术和设备的扩散。 单元核心问题 核心情景：转基因生物、克隆人、生物武器的安全与伦理问题引入问题1：转基因食品是否安全？核心问题1：如何看待转基因技术发展引发的安全和伦理问题？概念形成：生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全与伦理问题。引入问题2：你支持设计试管婴儿吗？核心问题2：生殖性克隆人面临哪些伦理问题？引入问题3：历史上生物武器对人类造成了哪些严重威胁和伤害？核心问题3：我国对生物武器持怎样立场？
单元设计思路
单元
教学目标 1.关注转基因生物安全性问题，理性看待转基因产品的安全性和转基因技术发展对人类社会的影响。2.说出生殖性克隆人面临的伦理问题，理解我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验的原因。3.举例说明生物武器对人类造成了威胁与伤害，认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。4.通过学习发展学生的生物学学科核心素养。
课时 教学目标 1.第1节 转基因食品的安全性 （1）学生通过阅读课本、搜集资料，举例说出日常生活中的转基因产品。（2）通过指导学生调查、寻证后，开展对“转基因食品是否安全？”的辩论，帮助学生形成“转基因产品的安全性引发社会的广泛关注”概念，并理性的看待转基因食品安全性的问题。 2.第2节 关注生殖性克隆人 （1）通过角色扮演，说出生殖性克隆人面临的伦理问题。（2）资料分析我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验的原因。形成禁止生殖性克隆人的态度。 3.第3节 禁止生物武器 （1）说出生物武器的种类和特点。（2）观看史料，举例说明生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害。（3）认同中国政府反对生物武器的立场。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节转基因食品的安全性 1课时 新授课 1
第2节关注生殖性克隆人 1课时 实验课 1
第3节 禁止生物武器 1课时 新授课 1中小学教育资源及组卷应用平台
单元名称 重要概念3.1 ：获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。 时间
学习者
分析 选择性必修三是学生学业水平考试结束后，基于对生物的兴趣和志向继续选择学习生物学科并作为高考成绩的学习内容。所以这一部分选择性必修教材的学业质量水平是高于水平二的，因此要充分运用学生已经形成的结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观以及系统观等生命观念，去思考并实践传统发酵技术的问题以及解决问题的方法。 但是学生对技术和工程的理解也还停留在通用技术课程中，而且学生对通用技术的掌握层次参差不齐，要想跨学科把学生在通用技术中形成的技术思维和工程思维运用到生物学中有一定的难度。 学生在初中阶段已经学习了微生物的知识，尝试了制作酸奶，观察了发酵现象；在学习必修1有关细胞呼吸的内容时，学习过乳酸发酵、酒精发酵的反应式；在日常生活中，也会经常接触到发酵食品。因此，他们在学习本章传统发酵技术及其应用的内容时，具有较好的经验与知识基础。学生对含有柠檬酸的饮料、抗生素等发酵工程相关产品并不陌生，追问这些产品是怎样生产的，可以自然地进入发酵工程基本环节的学习。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 该重要概念需要建立在五个次位概念的基础上形成，并作为基础的支撑重要概念 3.2 “发酵工程为人类提供多样的生物产品”。同时与重要概念3.2一起生成本模块的大概念。这些概念之间的关系如图所示。 （二）核心素养的侧重点 1.科学思维、技术思维与工程思维 本章在思维训练方面的侧重点，一是培养技术思维和工程思维，二是训练批判性思维。第1节正文结尾指出利用传统发酵技术生产食品存在的不足，“到社会中去”让学生分析少量制作发醉食品与大规模生产发酵食品的不同，即分析手工经验方法与工程技术方法的不同，都是在引导学生尝试建立技术思维和工程思维。第2节的“从社会中来”提出发酵工程需要解决的纯培养问题，让学生分析应该怎样解决这一问题，也需要用到技术思维和工程思维。第2节、第3节后的拓展应用题，都是较典型的运用技术思维和工程思维解决实践问题的练习题。学生在解决这些问题的过程中，可以感悟到技术、工程与科学的不同，科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心；科学理论必须通过发明环节才能转化为技术；有了技术之后还要通过设计等环节的转化才能将其应用到工程中。第2节安排的“思维训练”通过引导学生结合微生物发酵的有关知识和实践，评估“酵素”是否具有多种“神奇的功效”来训练基于论据进行批判性思维的技能。 2.探究实践 本章安排了3个“探究·实践”活动，总体上都属于生物技术操作和应用方面的实践。这些活动都能有效提升学生的实践操作技能。 3.社会责任 本单元涉及传统发酵技术和现代发酵工程与人们生活的关系，有助于学生深刻理解生物科学、技术与社会的关系，关注发酵原理如何转化为生产实践，关注发酵技术和发酵工程如何为美好生活添彩。本章还引导学生动手实践，尝试应用发酵原理和发酵技术来解决实践中的问题。本章教材在介绍传统发酵技术及其应用时，注意体现我国的传统文化。例如，汉代砖上雕刻的酿酒场景，唐诗中的葡萄美酒，以及文字介绍追溯到900年前我国先民就已经会酿酒，这些都反映了中华悠久的酒文化；介绍北魏古籍中就有记载的腐乳生产工艺，先民们发明的酱、酱油、醋、豆豉等的生产技术，千百年来一直在传承并融入我们的日常生活中，这体现了传统发酵技术的应用蕴含着我国传统文化的认同与传承。 单元核心问题 （四）单元设计思路
单元
教学目标 （一）单元总目标设计 1. 阐明使用无菌技术可获得纯净的微生物培养物。 2. 概述分离和纯化微生物的平板划线法和稀释涂布平板法。 3. 举例说明通过调整培养基的配方，可有目的地培养某种微生物。 4. 概述测定微生物数量的稀释涂布平板法和显微镜计数法。 （二）课时目标设计 1. 微生物的基本培养技术（2课时） （1）概述培养基的营养构成、配制方法和无菌技术的原理、常用设备和方法； （2）尝试配制培养基进行酵母菌的纯培养，说明微生物纯培养的基本操作要求，初步掌握无菌操作、倒平板和平板划线的基本技能。 2. 微生物的选择培养和计数（2课时） （1）阐明微生物选择培养的原理。 （2）能利用平板划线法和稀释涂布平板法分离和纯化微生物。 （3）能利用稀释涂布平板法、显微镜计数法测定微生物数量。 （4）能举例说明通过调整培养基的配方，有目的地培养目标微生物，并尝试设计方案分离和计数能分解尿素的微生物。
课时 教学目标 1. 微生物的基本培养技术（2课时） （1）概述培养基的营养构成、配制方法和无菌技术的原理、常用设备和方法；（2）尝试配制培养基进行酵母菌的纯培养，说明微生物纯培养的基本操作要求，初步掌握无菌操作、倒平板和平板划线的基本技能。 2. 微生物的选择培养和计数（2课时） （1）阐明微生物选择培养的原理。（2）能利用平板划线法和稀释涂布平板法分离和纯化微生物。（3）能利用稀释涂布平板法、显微镜计数法测定微生物数量。（4）能举例说明通过调整培养基的配方，有目的地培养目标微生物，并尝试设计方案分离和计数能分解尿素的微生物。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第2节，微生物的基本培养技术 2课时 新授课 2
第2节，微生物的选择培养和计数 2课时 新授课 2中小学教育资源及组卷应用平台
单元名称 重要概念3.2：发酵工程为人类提供多样的生物产品。 时间
学习者
分析 传统发酵技术的应用一节介绍各种传统发酵技术的应用,这节的内容中提到的腐乳、泡菜、果酒果醋与学生的生活经验有一定的联系，学生在必修1教材中学过有关细胞呼吸的原理，对乳酸菌、酵母菌发酵的相关原理已了解，已经形成了物质与能量观的生命观念，已有的知识经验为有关内容的学习打下了很好的基础，因此教学相对比较容易，例如，制作醋需要醋酸菌，虽然学生以前没有学过相关的内容，但醋酸菌细胞呼吸原理与乳酸菌、酵母菌大同小异，因此制作传统发酵食品所需要的生物学背景知识就具备了。所以需要教师紧密联系学生实际而展开教学，激发学生的兴趣。 在学习本节内容前，学生可能对腐乳、泡菜、果酒果醋的制作有了一定的了解；特别是泡菜、腐乳的制作，在日常生活中也能经常见到；这些所有的生活经验，都可以作为学生学习本节内容的基础和切入点。 相比传统发酵技术的应用，发酵工程的知识内容离学生的生活太远，发酵工程中的各种设备及使用原理对学生来说都显得枯燥乏味，因此内容不宜讲得太细，原理不宜讲得太深，容易让学生失去学习的兴趣。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 该重要概念是在次位概念“举例说明日常生活中的某些食品是原因传统发酵技术生产的”、“阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品”、“举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值”的基础上形成的。支撑大概念“发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品”。 本单元的大概念是在重要概念“细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些化学反应发生在细胞的特定区域”、“不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落”的基础上形成的，并可支撑“细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其他产品”等大概念的学习。这些概念之间的关系如图所示： （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 通过实践活动体验“在制作泡菜时要用水密封泡菜坛”、“在制作果酒和果醋时要设置不同的温度”等，认识到人为创造适合特定微生物生长的条件，只有这样，微生物的生命活动才能正常进行，从而发展生命的发展观——生命体的发展变化是有规律的，因此人们对生物的利用和改造要合规律。 通过对“在用微生物发酵生产燃料乙醇时，会增加粮食短缺的风险吗 ”的思考，认识到生命的系统观——生命系统是复杂的巨系统，人类对它的认识十分有限，因此改造生命体要格外慎重，要权衡其效益和风险，使其合目的。合目的就是能为人类造福，不仅要合乎眼前的利益，还要考虑长远的福祉。 通过对发酵工程的基本环节分析时，通过对“排除的气体和废弃培养液能直接排放到外界环境中吗？为什么？”的思考和辨析，形成生命的伦理观。 2.科学思维 通过“评估生产燃料乙醇增加粮食短缺的风险”形成发展评判质疑思维。通过分析发酵工程的基本环节，形成并发展技术思维和工程思维。通过“对比在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处 ”“我们如何辩证地看待大规模生产与小规模制作 ”等的思考、回答过程中体会技术思维与工程思维的区别与联系。 3.科学探究 本单元通过实践操作“制作传统发酵食品”，发展实际操作能力及实验分析能力。 4.社会责任 通过对我国传统发酵技术和现代发酵工程的对比分析，让学生产生民族自豪感，从而激发学生热爱祖国、树立为民族振兴和社会进步作出贡献的远大志向；通过探究“泡菜食用最适时间”，引导认同健康饮食对生命的重要性。 单元核心问题 单元设计思路 以真实情境引入（从传统的自家酿制葡萄酒的过程→国酒茅台酿制过程）播放视频——酿酒的发展阶段（引出传统发酵技术与现代发酵技术）——传统发酵技术的应用——学生实践传统发酵技术的应用——梳理传统发酵技术优缺点——接着介绍现代发酵技术。紧抓酿酒工艺的发展过程这条主线索，每个环节设计问题串环环相扣，把整个3.2概念下的内容串到一起形成单元整体，真正做到单元设计的目的。具体见图：
单元
教学目标 （一）单元总目标设计 1.通过实践活动“制作传统发酵食品”，发展实际操作能力及实验分析能力，并在此过程中认识到人为创造适合特定微生物生长的条件，只有这样，微生物的生命活动才能正常进行，从而发展生命的发展观——生命体的发展变化是有规律的，因此人们对生物的利用和改造要合规律。 2.通过分析分析发酵工程的基本环节，评估生产燃料乙醇增加粮食短缺的风险，形成评判质疑思维，发展技术思维和工程思维。 3.通过对我国传统发酵技术和现代发酵工程的对比分析，让学生产生民族自豪感，从而激发学生热爱祖国、树立为民族振兴和社会进步作出贡献的远大志向；通过探究“泡菜食用最适时间”，引导认同健康饮食对生命的重要性。 （二）课时目标设计 1.第一节《传统发酵技术的应用》3课时 通过“从传统发酵技术到发酵工程”的科学探索历程等事实依据，辨析传统发酵技术与现代发酵工程的异同，认同事物是不断发展进步的，形成生命的发展 通过实践操作“制作泡菜并探究泡菜食用最佳时间”、“制作果酒和果醋并对结果进行分析和评价”，解释传统发酵技术的原理，发展实际操作能力及实验分析能力。 通过“对比在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处 ”“我们如何辩证地看待大规模生产与小规模制作 ”等的思考、回答过程中体会技术思维与工程思维的区别与联系。 2.第三节《发酵工程及应用》2课时 概述发酵工程及其基本环节。 举例说明发酵工程在生产上有重要的应用价值。
单元重点
分析 微生物发酵的基本原理； 2、制作泡菜、果酒和果醋； 3、微生物纯培养的基本操作要求，微生物选择培养的原理； 4、酵母菌的纯培养； 5、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数； 6、发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。
单元难点
分析 制作泡菜、果酒和果醋； 2、酵母菌的纯培养； 3、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数；4、发酵工程的基本环节。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
第1节，传统发酵技术的应用，含探究与实践 3课时 新授课 3
第3节，发酵工程及其应用 2课时 新授课 2中小学教育资源及组卷应用平台
单元名称 重要概念4.1：植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。 时间
学习者
分析 学生已经在选择性必修三的教材中已经学过植物的激素调节、无菌操作等，有了一定的知识基础，为本单元的学习提供理论和一部分技术支撑。生活中、学习中或多或少了解一部分这里的学习内容。但植物组织培养的探究与实践对大部分的学生而言是没有操作过的，特别是植物体细胞杂交的难度更大，这成了本单元学习的难点。可在这个部分增加一些直观的图片和视频辅助教学，从而降低学生学习的难度，促进教学效率的提升，减轻学生的学习负担。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 此重要概念是在三个次位概念的基础上形成的，并支撑大概念4“细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品”。这些概念之间的关系如图所示。 （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 植物组织培养和植物体细胞杂交，具体内容涉及植物细胞的结构、营养物质的需要、基因的选择性表达等，可以帮助学生进一步发展结构与功能观、物质观、信息观等。 2.科学思维 从兰花的价值与繁殖问题出发，制造矛盾冲突，激发学生思考，怎样解决实际生活中的问题，形成发现问题、分析问题、解决问题的逻辑思维方式。 3.科学探究 通过菊花的组织培养的探究与实践，培养学生基于理论的学习与应用，在探究与实践中不断发现问题和解决问题，提升问题解决能力，实现知识的迁移应用，培养探究精神和乐趣。 4.社会责任 从解决兰花的繁殖问题切入，扩大到解决植物的繁殖问题，再到大规模生产，利用植物组织对濒危植物进行快速繁殖，对濒危植物进行有效的保护；植物脱毒、单倍体植物的培育、利用细胞培养生产药物等给人类的生活带来幸福、健康带来保障。 单元核心问题 单元设计思路 以真实情境引入（兰花的繁殖问题、白菜—甘蓝植株的产生）→引入问题（怎样快速繁殖？白菜—甘蓝植株是怎样产生的？）→引入植物组织培养和植物体细胞杂交技术→植物细胞工程的应用及取得的成果→单元综合作业评价目标达成。通过单元情境，紧紧抓住存在的问题、寻求解决问题的方法和技术、技术的应用这条主线索，让这个单元的内容紧密结合在一起，形成一个结构清晰的有机整体，真正落实单元设计的结构性和整体性目的。
单元
教学目标 1.通过植物组织培养、植物体细胞杂交等内容的学习，学生对结构与功能观、物质观、信息观等得到进一步发展。2.通过兰花的价值与繁殖问题，形成矛盾冲突，形成发现问题、分析问题、寻找解决问题的方案的逻辑思维方式。3.通过对菊花的组织培养的探究与实践，在探究与实践中不断发现问题和解决问题，提升问题解决能力，实现对知识的迁移应用，形成乐于探究的精神。4.通过解决植物的快速繁殖问题，对濒危植物进行有效的保护；利用植物脱毒、单倍体植物的培育、细胞培养生产药物等给人类的生活和健康带来幸福和保障。
课时 教学目标 1. 植物细胞工程的基本技术，1课时。 （1）通过对植物组织培养技术的学习，阐明植物组织培养的原理。（2）通过对植物体细胞的杂交的学习，阐明植物体细胞杂交的原理。（3）通过对菊花的组织培养的学习，能够设计菊花的组织培养方案（具备条件的学校开设菊花组织培养的技术操作）。 2. 植物细胞工程的应用，1课时。 （1）通过对植物细胞工程应用实例的资料收集与分析，说明这些应用涉及的原理、技术流程和优势。（2）认同植物细胞工程的应用价值，能够在生产实践中主动运用所学知识解决生产、生活中的问题。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
植物细胞工程的基本技术术 1课时 新授课 1
植物细胞工程的应用 1课时 新授课 1中小学教育资源及组卷应用平台
单元名称 重要概念4.2 ：动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。 时间
学习者
分析 选择性必修三是学生学业水平考试结束后，基于对生物的兴趣和志向继续选择学习生物学科并作为高考成绩。所以这一部分学生得必修教材学业质量水平是高于水平二的，所以要充分运用学生已经形成的结构与功能观，物质与能量观以及系统观等生命观念，去思考通过细胞工程的技术，很多之前认为不可能实现的设想，如不同物种间的杂交、克隆动物等都变成现实，细胞工程技术是如何实现这些不可能？ 在学习本章内容之前，学生在必修一模块，学习过细胞的组成成分、结构和功能，细胞的分化和全能性；在必修二中，学习了哺乳动物的受精、精子和卵细胞发生过程中有关减数分裂的内容。学习另外，学生通过报纸、电视等多媒体对“克隆动物”“干细胞治疗”等相关名称有所了解，与学生生活相联系。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 该重要概念是在五个次位概念的基础上形成的，并支撑大概念“细胞工程通过细胞水平的操作，获得有用的生物体或其产品”。 本单元的重要概念是在“细胞培养、核移植、细胞融合三种技术原理与过程”和“动物细胞工程的应用”“细胞培养技术”“细胞融合技术”“核移植技术”三种技术的基础上形成的，并且将其迁移应用“干细胞在医学工程上的应用和前景”“单克隆抗体制备”以及“体细胞核移植技术”等重要概念的学习。这些概念之间的关系如下图所示。 （二）核心素养的侧重点 1.生命观念 本单元教材内容侧重于引导学生能结合生命观念，联系生活经验、生产实践，举例说出动物细胞工程及其相关的基本原理。能以系统思想、稳态与平衡观、结构与功能适应观、物质与能量观以及生物与环境统一观等生命观念为指导，综合运用科学、技术、工程和数学，设计方案，解决特定问题。诸如:介绍动物细胞培养的条件时指出，动物机体提供了充足的营养、稳定的内环境等适宜条件，才能使体内的细胞维持正常的生命活动，体现出稳态与平衡观；动物体细胞核移植技术的原理体现了细胞的结构对其功能的影响；学生能运用科学、技术、工程学原理和数学方法，结合特定情境应用动物细胞工程培养某优良品种等问题，提出简单的解决思路。 2.科学思维 本单元主要通过“思考与讨论”活动训练学生科学思维，使得学生面对日常生活或社会热点话题中与动物细胞工程有关的话题，基于证据运用生物学基本概念和原理进行分析论证，举例说明动物细胞工程的原理及其与社会之间关系，针对生物学相关问题，能运用科学思维方法展开讨论、审视或论证。诸如:能分析论证细胞培养技术是动物细胞工程的基础；关于克隆羊早衰问题的探讨，引导学生认识到科学结论的得出基于事实、证据、科学推理和论证；能对具体动物细胞工程的原理、技术、目的等开展分析、讨论和评价：能认识动物细胞工程对农牧、食品及医药等行业的影响；能对转基因产品是否安全，如何保证安全，如何避免生物技术和工程的滥用等热点议题展开讨论等等。 3.科学探究 针对人类生产或生活的某一需求，在动物细胞工程中选取恰当的技术和方法，尝试提出初步的工程构想，并进行简单的设计和制作，能主动合作，推进探究方案或工程实践的实施，并运用科学术语报告实验结果。诸如iPS细胞的应用研究。 4.社会责任 本单元介绍较多的动物细胞工程实例，学生能面对日常生活或社会执占话题中与生物技术与工程的安全与伦理问题表明自己的观点并展开讨论，形成敬畏生命的观念，遵循正确的伦理道德，能对生殖性克降人等社会议题进行科学判断等。诸如:关注动物细胞工程研究进展及在实践中的应用;关注与生物技术相关的诸如治疗性克降与克降人、试管婴儿、基因检测、转基因食品及转基因技术应用对环境、生物多样性等影响的讨论。 单元核心问题 单元设计思路 核心素养学习目标核心 问题学习任务学习活动评价方式课时 安排课题课时 生命观 念 科学思 维 科学探 究 阐明动物细胞培养的条件和过程 动物细胞培养需要哪些基本条件？基本操作过程是什么？ 阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础结合情境，关注医生如何通过细胞培养技术挽救严重烫伤病人的生命。 课堂提问 课堂作业 动物细胞培养 第1课时动物细胞培养是动物细胞工程的基础课堂提问 课堂作业 生命观 念 社会责 任 简述干细胞的应用，通过探讨干细胞在临床简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值 阅读“iPS细胞应用”相关资料，怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险 课后习题 课时作业细胞的培养及其应用 第2课时生命观 念 科学思 维 社会责 任（1）通过设计单克隆抗体制备的流程，落实“系统观”的培育和学生“系统思维”和“工程思维”的训练。 (2)能描述单克隆抗体制备和动物细胞融合的过程，能比较动物细胞融合和植物体细胞杂交的异同。 (3)能举例说出单克隆抗体应用的实例，认同生物工程和技术可以解决实际问题，为社会发展和科学进步提供新的技术支持 单克隆抗体是如何制备的 依赖什么技术？ 阐明动物细胞融合的概念结合情境，关注米尔斯坦和科勒两位科学家是如何利用细胞融合技术制备单克隆抗体的，构建单克隆抗体制备过程概念图。 提问 课堂观察 课后习题 动物细胞融合技术 第3课时 概述细胞融合技术是单克隆抗体制备技术的重要技术 结合“思考·讨论”单克隆抗体的应用资料，探讨单克隆抗体的制备方法及特点。 提问 课堂观察 练习题 单克隆抗体及其应用 第4课时 生命观念 科学思维 社会责任 (1)阐明动物细胞核移植技术的概念与原理。 (2)通过合作探究、交流探讨，分析克隆高产奶牛的过程，理解动物体细胞核移植技术的过程、条件、应用，提高学生的语言表达能力和思维的严密性。 (3)通过生产医用蛋白、器官移植和拯救濒危动物实例，认同体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题，同时使学生意识到健康的重要性，崇尚健康文明的生活方式，成为健康中国的促进者和实践者。 (1)什么是动物细胞核移植技术？ (2)动物体细胞核移植的基本过程是什么？ (3)动物体细胞核移植技术的应用前景与存在的问题？ 阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程 结合图片，科学家是如何培养出“多莉”的，构建核移植技术概念图。 课堂提问 小组交流 练习题 动物细胞核移植技术和克隆动物 第5课时 结合我国克隆高产奶牛、克隆猴等领域的科研成就，探讨体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题。 小组讨论交流
单元
教学目标 （1）通过对生活情境、科学事实、教材相关流程示意图等资料的分析，阐明动物细胞培养、动物细胞融合技术、动物体细胞核移植技术的概念，并进一步分析各种动物细胞工程技术的原理、及基本操作流程。（2）通过构建动物细胞培养、单克隆抗体制备、动物体细胞核移植技术三种技术的具体流程图，明确各技术所需条件及过程，能比较动物细胞融合和植物体细胞杂交的异同。（3）通过对动物细胞工程技术具体应用实例的分析，认同干细胞、单克隆抗体、体细胞核移植技术等在医学工程、临床等方面的广泛应用，并客观分析生物技术的效益及存在问题，增强社会责任感。
课时 教学目标 第1课时 动物细胞培养 （1）通过观看视频、构建动物细胞培养过程的流程图、阅读资料等活动，能简述动物细胞培养的过程和条件，并理解动物细胞贴壁生长和接触抑制现象。（2）通过阅读资料分析，尝试构建动物细胞培养的基本流程，培养学生知识运用的能力、知识迁移的能力，提高学生科学探究能力。（3）通过探讨干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险，理性看待生物技术的应用，增强社会责任感。 第2课时 动物细胞融合技术和单克隆抗体 (1)通过设计单克隆抗体制备的流程，落实“系统观”的培育和学生“系统思维”和“工程思维”的训练。(2)能描述单克隆抗体制备和动物细胞融合的过程，能比较动物细胞融合和植物体细胞杂交的异同。(3)能举例说出单克隆抗体应用的实例，认同生物工程和技术可以解决实际问题，为社会发展和科学进步提供新的技术支持。 第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物 (1)阐明动物细胞核移植技术的概念与原理。(2)通过合作探究、交流探讨，分析克隆高产奶牛的过程，理解动物体细胞核移植技术的过程、条件、应用，提高学生的语言表达能力和思维的严密性。(3)通过生产医用蛋白、器官移植和拯救濒危动物实例，认同体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题，同时使学生意识到健康的重要性，崇尚健康文明的生活方式，成为健康中国的促进者和实践者。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
动物细胞培养 1课时 新授课 1
动物细胞融合技术和单克隆抗体 1课时 新授课 1
动物体细胞核移植技术和克隆动物 1课时 新授课 1中小学教育资源及组卷应用平台
单元名称 重要概念4.3：对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体。 时间
学习者
分析 在学习本模块时，学生已储备了一定的知识能力，具备了一定学科素养，在教学工程中教师应分运用学生已经形成的知识体系和学科素养去开展教学。
单元教学
设计说明 （一）重要概念描述 本单元聚焦重要概念“对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体”。该重要概念是在“简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程”、“简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术”两个次位概念的基础上形成的，并且4.2的重要概念“动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术”需经过本节重要概念才能实现大概念“细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品”。这些概念之间的关系如下图所示。 （二）核心素养的侧重点 “受精作用”让学生意识到结构和功能是相适应的，并是长期进化的结果；“早期胚胎的培养”让学生认识早期胚胎发育不仅需要充足的营养，还需稳定内环境等适宜条件，帮助学生建立结构和功能相适应的观念，稳态与平衡观、生物进化的观念，并能用这些观念分析和解释简单的情景中的生命现象。本单元学生要发展“比较与分类”、“抽象与概括”、“分析与综合”等科学思维，逐步形成实验设计的思维和方法，解决生产或生活中的实际问题，同时关注大熊猫的最新研究进展，在力所能及的范围内参与到世界和平的建设中去。 单元核心问题 单元设计思路 以真实情境引入（大熊猫的培育）播放视频——讨论利用克隆技术繁育大熊猫——“克隆”作为无性繁殖，存在的缺点——有性生殖有一定的优势，从而引入受精——精卵各自的准备——受精过程——受精后胚胎的发育情况，归纳总结各时期的特点。利用上一节的受精相关知识能否在体外实现精卵的结合，引入体外受精——如何将受精后的胚胎培育成个体，进入胚胎移植学习——胚胎移植时对供受体的选择以及相关的处理——为了在短时间内培育出大量的大熊猫个体，即是如何提高胚胎的利用率，从而进入胚胎分割的学习——通过设计具体的实验方案快速培育大量的大熊猫个体，将两课时的内容进行串联，既加深学生对该节重要概念的理解，同时也提升学生应用知识的能力。
单元
教学目标 1. 简述受精和胚胎早期发育的基本过程。2. 简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。3. 运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产生活中的相关问题进行分析与判断。4 . 认同胚胎工程技术的发展和应用体现了科学、技术、社会的关系。
课时 教学目标 1. 第三节《胚胎工程》（一），胚胎工程的理论基础，第1课时 （1） 能够简单描述受精作用前精子和卵细胞的准备过程以及受精作用的过程；（2） 能够简单描述胚胎早期发育的过程及其主要特点。 2. 第三节《胚胎工程》（二），胚胎工程技术及其应用，第2课时 （1） 能够简单描述体外受精的主要操作步骤；（2） 能够简单描述胚胎移植和胚胎分割的基本原理、基本流程和应用价值。
单元课时规划
教学主题（内容） 课时（节） 学科专项学习活动
（实验、调查等） 作业量
（次） 其他
胚胎工程的理论基础 1课时 新授课 1
胚胎工程技术及其应用 1课时 新授课 1
