动物细胞工程教学设计.docx

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动物细胞工程教学设计

动物细胞工程

【教学目标】

1．知识目标：

1.1简述动物细胞的培养过程、条件及其应用；

1.2简述克隆动物的概念含义和基本原理

1.3简述体细胞核移植技术和动物克隆技术，以及应用前景

1.4简述细胞融合的方法过程和单克隆抗体的制备过程应用

1.5关注克隆技术的伦理问题。

2．能力目标：

2.1通过阅读、自学、质疑、讨论、总结等环节，提高获取知识、分析问题和解决问题的能力

2.2由植物体细胞杂交技术导出动物细胞融合过程，培养学生的知识迁移能力和思维能力

2.3通过设计单克隆抗体的制备过程，使学生了解生物科学认识模式发展学生的创造性能力。

3．情感态度与价值目标：

3.1初步培养学生探索、创新和合作精神

3.2明确知识不断更新并向前发展，认识到学无止境，形成终生学习的意识。

【教学重点】简述动物细胞的培养过程；举例说出细胞融合和单克隆抗体；关注克隆技术的伦理问题。

【教学难点】动物细胞培养过程；细胞融合技术和单克隆抗体的制备。

【教学设计思路】

采用自学、指导模式对动物细胞培养技术进行较深刻、透彻地学习，这部分内容主要是解决三个问题：

（1）为什么要进行动物细胞的培养？

（2）什么是动物细胞的培养？

（3）怎样进行动物细胞的培养？

第三个问题是本节课的重点。

关于动物细胞的培养过程，教师可参照教材中的动物细胞培养过程示意图进行讲解，讲解中要注意区分原代培养和传代培养这两个概念。

对于动物细胞培养的条件，则要从学生已有的内环境的知识出发，启发学生自己动脑思考这个问题，以加深对培养条件的理解。

为学习其他动物细胞工程打好基础。

在动物体细胞核移植技术及克隆动物的教学中，可首先让学生列举所知道的克隆动物，调动学生已有的知识。

随后可向学生提问：

克隆动物的方法与植物组织培养一样吗？

然后向学生说明目前动物体细胞克隆是通过核移植技术来实现的，以引入本节的主题。

关于核移植技术发展简史，可让学生在课堂上阅读，本节的重点和难点是在动物体细胞核移植技术过程，教材中选用了“多利羊”为例，来说明体细胞核移植的过程。

教师应充分利用和挖掘教材内容，带领学生一步步弄清动物体细胞核移植技术的过程。

对于体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题这部分内容，可结合本节教材“积极思维”中的有关问题，让学生讨论。

在细胞融合和单克隆抗体的教学中，教师启发学生回忆植物体细胞杂交过程；通过新旧知识对比，引导学生大胆推测动物细胞融合过程，培养学生知识迁移能力，并通过课件演示细胞融合的全过程，加强教学的直观性，培养学生的观察、思维能力。

教师要讲明动物细胞融合技术的意义和应用，以便自然过渡到单克隆抗体上来。

   关于单克隆抗体的教学，教师要利用好教材提供的材料，突出从问题入手的思路，先介绍医疗实践中仅靠细胞培养难以获得大量抗体，然后，一步一步启发学生讨论怎样解决这个问题。

要把科学家在研制单克隆抗体过程中，通过大胆的想像，创造性地解决问题的过程作为本节教学的重点和亮点，使学生在获得单克隆抗体知识的同时，受到创新精神的教育。

【教学课时】二课时

【教学过程】

（一）导入新课

图片展示:

克隆羊“多利”的复制品

投影：

新华网2010.12.3.消息

克隆羊多利重生

这4只克隆羊在遗传上与多莉毫无差异。

多莉诞生于14年前，是第一个使用成熟细胞克隆的哺乳动物。

克隆羊多莉（Dolly）已经获得“重生”。

最初进行此项克隆研究的英国科学家又培育出4只克隆羊，被形象地称之为“Dollies”（多莉的复数）。

它们是多莉的复制品，在遗传上与多莉丝毫不差，多莉在7年前离开这个世界。

问题导入：

师：

克隆羊“多利”的重生，采用的是什么技术？

生：

细胞工程技术（动物细胞工程技术）

（二）新课研学

师：

动物细胞工程技术到底是干啥的？

下面请同学们带着以下问题阅读与总结：

（阅读课本P53,回答）

一、动物细胞工程：

1、主要理论依据：

和。

2、技术手段：

，

，

，

，

3、应用：

深入

应用工程技术手段，

学生：

1.细胞生物学分子生物学

2.①动物细胞和组织培养②细胞核移植③体细胞克隆④细胞融合⑤单克隆抗体制备

3.①探索并改造生物的遗传特性，②大量培养细胞。

师：

动物细胞与组织培养是细胞工程的基础，它开始于20世纪初期，那么动物细胞与组织培养主要是指什么？

请读课本P53-54,完成以下内容。

二、动物细胞与组织培养：

1、概念：

①材料：

取自；

场所：

模拟动物体；

条件：

在、和等条件下；

目的：

使动物细胞或组织继续。

学生：

①动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织

体外体内环境

无菌温度适宜营养充足

生长、增殖并维持原有结构和功能

师：

动物细胞与组织培养是指在体外模拟动物体内环境，将动物体细胞或组织，在无菌、温度适宜和营养充足条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。

那么请同学们思考并讨论一下问题：

（投影展示）

1、动物细胞培养的原理是什么？

学生：

细胞增殖

2、为什么要取动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织进行培养？

学生：

因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。

一般幼体细胞比老龄细胞易培养，分化程度低的细胞比分化程度高的细胞易培养。

3、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？

学生：

①无菌、无毒的环境：

（添加一定量的抗生素；定期更换培养液，以便清除代谢产物。

）

②营养物质（引导学生区分天然培养基与合成培养基）（无机盐、葡萄糖、氨基酸、核酸、维生素、动物血清等。

）

③温度和pH：

37℃,7.2-7.4

④气体环境：

O2和CO2（95%空气和5%CO2）

4、组织分散成单个细胞的方法是什么？

学生：

用胰蛋白酶处理。

教师补充：

动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。

5、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？

为什么？

学生：

不能，因为动物细胞培养适宜的pH为7.2—7.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶（7.2-8.4）的活性较高。

投影展示：

动物细胞与组织培养过程示意图

10代细胞

教师补充：

悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁生长

当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。

思考：

细胞发生接触抑制后如何使细胞继续分裂增殖？

学生：

将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养。

思考：

传代培养的细胞能一直传代下去吗？

（教师补充，了解即可）

细胞株：

原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40～50代，这种传代细胞为细胞株。

细胞系：

细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。

教师引导学生总结动物细胞培养过程。

过渡：

动物细胞培养能否像植物组织培养那样最终培养成新个体？

我们来一起比较一下这两个过程：

比较项目

植物组织培养

动物细胞培养

原理

培养基

培养结果

应用

由上表引出动物细胞培养的应用：

为①

③等提供全新的手段。

学生：

疫苗生产药物研制肿瘤防治

补充：

①大规模的生产重要价值的蛋白质生物制品

②烧伤病人植皮

③培养的动物细胞用于检测有害物质

④培养正常或病变细胞用于科研（如海拉细胞系）

教师讲述：

高度分化的植物组织能表达全能性，但动物细胞与植物细胞不同，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。

因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。

（过渡到细胞核移植与动物体细胞克隆）

三、细胞核移植与动物体细胞克隆:

读课本P54-57,完成以下内容。

1、体细胞克隆：

是将供体的细胞核与受体去核的细胞质进行，借助于的发育能力，经过培养发育成进而形成的技术。

其关键是。

学生：

细胞核卵细胞人工组合卵细胞胚胎个体细胞核移植技术

2、细胞核移植：

是一种利用将某种动物细胞的移入或动物的去除细胞核的成熟内的技术。

学生：

显微操作技术细胞核同种异种

3、展示克隆羊“多利”产生过程归纳克隆流程：

供体细胞→①

-------→③------→早期胚胎------→代孕动物

受体细胞→②

-------→克隆个体

学生：

细胞核去核的卵细胞融合的细胞

问题：

1）、上述多利羊的成功培育过程表明了什么？

也反映出了什么问题？

学生：

动物体细胞核具有全能性。

许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。

2）、书上说治疗性克隆和生殖性克隆的大讨论，你有何观点，请说出来。

你认为生殖性克隆会带来哪些伦理上的问题？

（发散思维）

3）克隆个体性状与亲本性状的关系怎样？

学生：

克隆个体性状与供核亲本性状一致。

4、意义：

在克服动物、创造等方面有重要意义。

学生：

种间杂交繁殖障碍新物种

5、应用：

①；

；

等。

学生：

①利用克隆技术大量复制实验动物，减少实验误差；

利用异种动物借腹妊娠挽救珍稀动物；

利用患者自身的细胞培育新的组织和器官以治疗疾病。

四、细胞融合与单克隆抗体：

读课本P57,完成以下内容。

（一）细胞融合：

1、概念：

指在一定的条件下将或细胞

为的过程。

2、结果：

形成，如。

3、原理：

4、促融方法：

5、用途：

学生：

1、2个多个融合一个细胞

2、杂种细胞鼠—鸡、鼠—猴等

3、细胞膜具有一定的流动性

4、物理法、化学法和生物法

5、制备单克隆抗体

动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：

植物体细胞杂交（获得杂种植株）

动物细胞融合（制备单抗）

原理

融合前的处理

促融方法

意义和用途

过渡：

何为单克隆抗体？

（二）单克隆抗体：

读课本P58-59,完成以下内容。

1、概念：

用单个B淋巴细胞进行，形成，其就可能产生出化学性质、的抗体——单克隆抗体。

学生：

无性繁殖细胞群单一特异性强

2、优点：

学生：

特异性强、纯度高、灵敏度高、产量大、容易标准化生产

3、制备原理：

①免疫的B淋巴细胞能产生；瘤细胞在体外能。

利用使两种细胞融合。

学生：

①抗体无限增殖

细胞融合

4、制备过程：

思考：

杂交瘤细胞有什么特点？

学生：

既具备骨髓瘤细胞的无限增值特点又具有淋巴细胞特点，并能产生特定的抗体。

5、应用：

用于治疗，如，治疗癌症——“生物导弹”；

还用于治疗由于，如。

学生：

各种肿瘤大肠癌、淋巴瘤、白血病等

由于免疫系统的紊乱导致的各种疾病类风湿性关节炎、牛皮癣、系统性红斑狼疮、哮喘、过敏性鼻炎等。

五、课堂反思：

本节课的重点和难点是动物细胞培养过程、细胞融合技术和单克隆抗体的制备。

要引导学生从为什么要做？

做什么？

怎么做？

三个方面来理解动物细胞培养过程、细胞融合技术和单克隆抗体的制备的过程。

从而掌握课堂知识。