福建省厦门市集美区灌口中学高中生物 植物细胞工程的基本技术教案 新人教版选修3
备课日期 2014 年 2 月 25 日 课 型 新授课
教
学
目
标 知识与技能
2、简述细胞工程的发展历程
3、描述植物细胞全能性的含义
4、简述植物组织培养的含义
过程与方法 简述细胞工程的概念→简述细胞工程的发展 ( http: / / www.21cnjy.com )历程→描述植物细胞全能性的含义→简述植物组织培养的含义→说出植物组织培养所需的条件→说出植物组织培养的基本程序→列举植物组织培养的优点及实际应用
情感态度与价值观 体验植物组织培养技术
教学重点 1、 植物组织培养的原理和过程。2、 植物体细胞杂交的原理。
教学难点 植物组织培养的实验
教学方法 本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学了一些细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。教师可采用讲授为主结合讨论的方法。
教学用具 多媒体课件，录象
课时安排 2课时
教 学 内 容 （第1课时） 设计与反思
板书设计:
教 学 内 容（第1课时） 设计与反思
一、复习导入: 课件展示：克隆羊多莉，导出动物细胞工程农杆菌转化法示意图，导出植物细胞工程提问：如何由单个植物细胞得到完整的植株，这就是我们今天要研究的问题。下面请大家预习课本，完成《学海导航》P21要点梳理。教师巡视。二、讲授新课:植物组织培养技术的理论基础：细胞的全能性教师提问：什么叫细胞的全能性？课件展示：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能,即每个细胞都具有全能性。教师提问：动物细胞是否具有全能性？教师小结：理论上动物细胞也具有全能性，但其全能性不容易表达。克隆羊多莉的诞生表明动物体细胞核具有全能性。教师提问：生殖细胞（如精子和卵子是否具有全能性）？我们以前是否有学习过具体的实例？教师小结：植物花药离体培养，主要利用的是植物精子的组织培养得到的。教师提问：在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官，这是为什么？教师小结：这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质。基因的选择性表达是细胞分化的实质。教师提问：什么叫细胞的分化呢？教师小结：如受精卵分化形成胚胎干细胞，造血干细胞分化形成红细胞和白细胞等。教师提问：细胞的分化程度与细胞全能性表达的难易程度有何关系？请将胚胎干细胞、造血干细胞、白细胞的细胞全能性表达由易到难排序。教师小结：细胞分化程度越高的细胞，其全能性越难表达。2.植物组织培养的基本流程教师提问：植物叶肉细胞是高度分化的细胞，如何才能表现出它的全能性呢？请大家阅读课本P33第2段，归纳得出植物组织培养技术的简单流程。教师小结：包括两个核心步骤，脱分化和再分化，脱分化形成愈伤组织，再分化出幼根和芽。课件展示核心概念：脱分化、再分化、愈伤组织教师提问：愈伤组织与原分化的细胞相比，分化程度及细胞的全能性发生了什么变化？
教师小结：愈伤组织的分化程度降低，细胞的全能性更易于表达。3.植物组织培养的条件教师提问：如何在实验室进行植物组织培养呢？课件展示：植物组培实验室和部分仪器教师小结：植物组织培养首先应确保无 ( http: / / www.21cnjy.com )菌的环境，所有操作过程都应避免细菌污染。第一步先配制培养基，培养基含有一定的营养和激素。然后将切取的植物组织接种到培养基上，置于适宜的温度下培养，诱导出愈伤组织后，将生长良好的愈伤组织转接到分化培养基上，得到试管苗，再将试管苗移栽到大田，培养成正常植株。植物材料消毒→接种到诱导培养基→诱导出愈伤组织→接种到分化培养基→分化出幼苗→完整植株教师引导学生归纳植物组织培养的概念。三、课堂小结: 植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。四、课堂练习:下列各项中，不属于植物组织培养脱分化阶段的必要条件的是（ ）A．培养基需消毒灭菌 B.给予适宜的温度C. 给予充足的光照 D.给予适宜的养料和激素2.在植物组织培养的培养基中，能起诱导作用的物质是（ ）A．维生素和氨基酸 B.细胞分裂素和生长素C.蔗糖和葡萄糖 D.钙、镁等元素3．植物组织培养过程的顺序是 （ ）①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽 ③愈伤组织 ④脱分化 ⑤再分化 ⑥植物体A．①④③⑤②⑥ B．①④③②⑤⑥C．①⑤④③②⑥ D．⑥①④③⑤②4.关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（ ）A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果5．将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 （ ）A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素C、离体状态 D、导入指定基因五、布置作业:名校学案：本节内容的课堂基础达标 六、教学效果追忆:
教 学 内 容（第2课时） 设计与反思
一、复习导入: 课件展示：20世纪60年代，有的科学家提出这样一个设想：让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。师：如何得到这样的植物？下面请大家预习课本，完成《学海导航》P22要点梳理。教师巡视。二、讲授新课:师：1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？生：回答（去除细胞壁）师：有没有一种温和的去细胞壁的方法？生：回答（有,用酶，纤维素酶和果胶酶去细胞壁）师：补充：酶有专一性，而细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以用纤维素酶和果胶酶去壁将不会对其内的原生质体造成损伤。师：如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？生：思考回答师：以上就是植物体细胞杂交技术的第一个关键步骤，过程二关键步骤如何？师：细胞壁去除之后，另一个关键关键环节就是原生质体融合，而把原生质体的放在一起会自然融合吗？生：思考回答（必须要一定的技术进行人工诱导。）师：人工诱导方法有哪些？生：思考回答（人工诱导的方法物理法：离心.振动.电激。化学:聚乙二醇(PFG)作诱导剂0师生共同总结： ( http: / / www.21cnjy.com )师：① 流程图中为了简化，仅画了一个马铃 ( http: / / www.21cnjy.com )薯的原生质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂种细胞。② 由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。师：植物体细胞杂交技术的意义如何？生：思考回答（克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种）师生：成果：白菜-甘蓝等三、课堂小结: 植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。四、课堂练习:1．下图为植物细胞融合及组织培养过程示意图。下列说法不正确的是 （ ） ( http: / / www.21cnjy.com )A．植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍B．杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株，说明杂种细胞具有全能性C．尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养D．若A的基因型为Rr，B的基因型为Yy，则最终形成的杂种植株的基因型为RrYy2.科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝”杂种植株，如下图所示，请根据图回答下列问题：（1）图C表示 ；由D形成E的过程称为 ，涉及的细胞代谢类型为 ；由E形成F的过程中细胞的增殖方式为 。（2）图中A、B的制备，需要去除细胞壁，此时要用到 酶；从根本上讲， “白菜—甘蓝”杂种植株性状的出现是由于 __ 的结果。五、布置作业: 名校学案：本节内容的课堂基础达标六、教学效果追忆:福建省厦门市集美区灌口中学高中生物 蛋白质工程的崛起教案 新人教版选修3
课 题 蛋白质工程的崛起
备课日期 2014年 2 月 20 日 课 型 新授课
教
学
目
标 知识与技能
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
过程与方法 通过采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式让学生理解本节内容是基因工程的延伸和发展。
情感态度与价值观 使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。
教学重点 （1）为什么要开展蛋白质工程的研究？（2）蛋白质工程的原理。
教学难点 蛋白质工程的原理。
教学方法 探究法、导读法、分析交流
教学用具 多媒体课件
课时安排 1课时
教 学 内 容 设计与反思
板书设计:
教 学 内 容 设计与反思
一、复习导入: 带领学生回忆原有知识：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。基因工程的诞生，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。二、讲授新课: 一、蛋白质工程崛起的缘由举例：P26干扰素例子、工业用酶的例子于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。 二、蛋白质工程的原理 复习中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图1-4所示。图1-4 遗传信息的流动方向 既然蛋白质的功能是由DNA决定 ( http: / / www.21cnjy.com )的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA。所以蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。结合课本中插图，可以较明确地说明这一点。 蛋白质工程的诞生是有其 ( http: / / www.21cnjy.com )理论与技术条件支撑的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关（本书“前沿动态”中有简要介绍）。蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。 蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列，可以创造自然界不存在的蛋白质。 结构生物学对大量蛋白质分子的精 ( http: / / www.21cnjy.com )确立体结构及其复杂的生物功能的分析结果，为设计改造天然蛋白质提供了蓝图。分子遗传学的以定点突变为中心的基因操作技术为蛋白质工程提供了手段。三、课堂小结: 蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基 ( http: / / www.21cnjy.com )础理论研究的需要。而结构生物学对大量蛋白质分子的精确立体结构及其复杂的生物功能的分析结果，为设计改造天然蛋白质提供了蓝图。分子遗传学的以定点突变为中心的基因操作技术为蛋白质工程提供了手段。四、课堂练习巩固:1、蛋白质工程的实质是 （ ）A、改变氨基酸结构 B、改造蛋白质结构 C、改变肽链结构 D、改造基因结构2、基因工程的实质是 （ ）A、基因重组 B、基因突变 C、产生新的蛋白质 D、产生新的基因3、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 （ ）A、光氨酸 B、精氨酸 C、谷氨酸 D、半光氨酸4、蛋白质工程制造的蛋白质是 （ ）A、天然蛋白质 B、稀有蛋白质 C、自然界中不存在的蛋白质 D、血红蛋白质5、蛋白质工程的基础是 （ ）A、基因工程 B、细胞工程 C、酶工程 D、发酵工程6、玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？ （ ）A、天冬氨酸激酶 B、二氢吡啶二羧合成酶 C、肽酶 D、A、B都是7、天然蛋白质合成遵循的法则是 （ ）A、中心法则 B、转录 C、翻译 D、复制8、关于蛋白质工程的说法错误的是 （ ）A、蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构C、蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D、蛋白质工程又称为第二代基因工程9、蛋白质工程的基本操作程序正确是 （ ）①蛋白质分子结构合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列A、①→②→③→④→⑤→①B、⑤→④→③→②→①→②C、④→①→⑤→②→③→①D、②→③→⑤→①→②→④ 五、布置作业:名校学案：本节内容的课堂基础达标六、教学效果追忆:福建省厦门市集美区灌口中学高中生物 基因工程的基本操作程序教学设计 新人教版选修3 ( http: / / www.21cnjy.com )2 学情分析
学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。
3 教学目标
3.1 知识目标
⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程
⑵简述基因工程的原理和基本步骤
3.2 能力目标
⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法
⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案
3.3 情感态度与价值观
⑴关注基因工程的发展
⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高
4 教学重点与难点
4.1 教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤
4.2 教学难点
⑴从基因文库中获取目的基因
⑵利用PCR技术扩增目的基因
5 教学整体思路
采用从“整体-部分-整体”的教学思 ( http: / / www.21cnjy.com )路，首先引用基因工程案例使学生从整体上了解基因工程的四个步骤，其次采用分步探究的形式帮助学生理解各个步骤的原理、方法和过程，最后教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。【2】
6 教学过程
教学过程 教学内容 教学手段和方法 预期目标
1、复习“基因工程”的概念，引入新课教学。2、目的基因获取⑴从基因文库中获取目的基因⑵利用PCR技术扩增目的基因⑶直接人工合成2、基因表达载体的构建3、将目的基因导入受体细胞⑴将目的基因导入植物细胞⑵将目的基因导入动物细胞⑶将目的基因导入微生物细胞4、目的基因的检测和鉴定⑴检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因。⑵检测目的基因是否转录出了mRNA⑶检测目的基因是否翻译成蛋白质。⑷个体生物学水平的鉴定。5、尝试设计某一转基因生物的研制过程。 师：通过分析图1-6我们知道基因工程的基本操作程序包括目的基因获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体、目的基因检测与鉴定。师：基因工程概念中的“更符合人们需要”的那个 ( http: / / www.21cnjy.com )基因就是目的基因了，只有有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性，所以基因工程的基本操作的第一个环节就是目的基因的获取。到底什么是目的基因呢？师：目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，如抗虫基因，抗旱基因。师：怎样才能获得这些目的基因呢？获取目的基因的方法有哪些呢？学生阅读书本讨论，师生归纳：（一）可从基因文库中获取目的基因。师：通过讨论分析我们已知什么是基因文库了，那么基因文库和基因组文库有什么区别呢？可结合P10生物技术资料卡讨论分析。师：怎样从基因文库中得到我们所要的目的基因呢？师：除了从基因文库中获取目的基因，还可以利用PCR技术扩增目的基因。师生共同归纳：PCR技术扩增目的基因过程：若基因比较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。师：作为基因工程表达载体，只需含目的基因就可以完成任务吗？为什么要有“表达载体”的构建这一步骤？师生共同归纳：基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因等。师：什么是启动子、终止子？它们的作用是什么呢？师：标记基因的作用是什么呢？师：基因表达载体构建完成后，如何将目的基因导入受体细胞呢？师：根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同，将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。下面以农杆菌转化法为例。师生共同归纳农杆菌转化的过程：目的基因插入Ti质粒的T-DNA，构建基因表达载 转入 导入体 农杆菌植物细胞 稳定维持和表达。师：除了上述方法，将目的基因导入受体细胞的方法还有基因枪法和花粉管通道法。师：若受体细胞是动物细胞，目的基因如何导入呢？师：显微注射技术是转基因动物中最多采用的方法，也是最为有效的一种方法。师：具体过程如何呢？师：由于原核生物具有：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少的特点，因此常作为基因工程的受体细胞。师：什么是感受态细胞呢？目的基因导入微生物细胞的具体过程是什么？师：首先要检测基因生物染色体的DNA是否插入了目的基因。师：如何检测转基因生物的DNA上是否导入了目的基因呢？师：通常采用的方法是采用DNA分子杂交技术。具体过程是将转基因生物的基因组DNA提取出来，并将含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素做上标记制作探针，（为了保证目的基因通过碱基互补配对来检测，探针必须是单链）再将探针与基因组DNA杂交，若结果显示出DNA杂交带，就表明目的基因已经插入染色体DNA。师：目的基因导入了受体细胞后，就一定能表达吗？师：如何知道目的基因已经发挥功能和作用呢？师：检测的内容除了上述两项 ( http: / / www.21cnjy.com )外，还可检测目的基因是否翻译成蛋白质。具体过程：从转基因生物中提取出蛋白质（抗原），用相应的抗体进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现则表明目的基因已经形成蛋白质产物。师：除了分子检测外，与时还需要进行个体生物学水平的鉴定。如何了解抗虫棉是否具有抗虫特性呢？师、生归纳小结：基因工程的四个操作步骤，结合P15思考与探究：β—珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分，当它的成分异常时，动物可能患某种疾病，如镰刀型细胞贫血症，假如让你用基因工程的方法使大肠杆菌生产出鼠的β—珠蛋白，想一想，应该如何设计？ 通过学生看本专题中基因工程的概念和图1-6来帮助学生建构基因工程的基本操作程序的整体框架。举例如抗虫基因，抗旱基因等都是目的基因。通过具体的实例使学生对目的基因有一具体的认识。学生阅读书本P9，讨论。教师出示投影片，用打比方等手段帮助学生理解“基因文库”、“基因组文库”“部分基因文库”多媒体演示PCR反应原理。通过复习DNA来学习PCR的扩增过程。学生阅读并讨论P15思考与探究1：作为基因工程表达载体，只需含目的基因就可以完成任务吗？为什么？可复习“分子运输车”结构模式图来帮助理解。师板图演示基因表达载体的组成学生阅读分析挂图或多媒体分步演示农杆菌转化法的过程。学生看书，教师分步演示（板图、挂图等）过程帮助学生理解。学生讨论分析P15图。学生阅读生物技术资料卡片P12、P13。师生共同阅读分析学生阅读书本并结合14页图1－14目的基因的检测示意图理解。教学时可把“检测目的基因是否转录出了mRNA”与“检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因”作比较适当拓展：将目的基因在大肠杆菌中表达出蛋白质将表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取从转基因生物中提取蛋白质（也就是抗原）。⑷抗原与抗体结合﹍﹍ 联系基因工程的概念，使学生对基因工程的基本操作程序有一总体的认识。抽象变直观，便于学生理解。通过师生共同讨论帮助学生理解如何从基因文库中获得目的基因。通过动态的多媒体演示帮助学生理解PCR反应原理，尝试描述目的基因的扩增过程。讨论DNA合成仪合成目的基因所需的条件。联系旧知，学习新知。抽象的知识具体化，有利于学生学习新知。要使学生能对“转化”的含义进行适当的解释。学生学会描述目的基因导入动物细胞的具体过程。通过适当拓展帮助学生理解检测目的基因是否翻译成蛋白质的原理。旨在通过设计转基因生物将基因工程的操作程序有机的关联起来。
7 教学反思动物细胞培养和核移植技术
备课日期 2014年 3 月 4 日 课 型 新授课
教
学
目
标 知识与技能 1\简述动物细胞养的含义。
2\说出动物细胞养的所需条件。
3\简述动物细胞培养的基本程序。
4\简述动物细胞核移植的概念。
过程与方法 ( http: / / www.21cnjy.com )
情感态度与价值观 1\通过学习基因工程的概念，使学生认识到科学研究需要的严谨，激发为祖国而奋斗的精神。
2\通过学习基因操作的工具，使学生树立结构与功能相统一的辩证唯物主义观念。
教学重点 1\动物细胞培养的过程及条件；2\用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景
教学难点 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程
教学方法 以探究法、谈话法、材料教学法相结合。
教学用具 多媒体课件
课时安排 1课时
教 学 内 容 设计与反思
板书设计:
教 学 内 容 设计与反思
一、复习导入:教师活动：投影幻灯片，引导学生思考、分析讨论。（1）植物细胞工程常用的技术手段有哪些？植物组织培养植物体细胞杂交（2）植物体细胞杂交的结果是产生了？（3）植物体细胞杂交过程中涉及的原理是？二、讲授新课:（一）动物细胞工程动物细胞工程常用的技术手段动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体、动物细胞培养动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。动物细胞培养1.发展历史: 单20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。1907年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。2、动物细胞培养的应用和概念： 动物细胞培养就是从动物有机体中取出相关的组织,将它分散成个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖.动物细胞培养过程：引导学生阅读课文44--46面相关内容。 注意关键词: 细胞贴壁 接触抑制 原代培养 传代培养提问：简述动物细胞培养的过程 取幼龄动物组织或胚胎→剪碎→胰蛋白酶分散成单细胞悬液→原代培养→分瓶传代培养。 分析核心概念：原代培养和传代培养原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。动物细胞培养的条件 多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境知识，思考并讨论以下问题：1）、体外培养的细胞需要什么样的环境条件？2）、体外培养细胞时需要提供哪些物质？归纳整理出动物细胞培养的条件：1）、无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液）2）、营养（葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。）3）、温度和PH 36.5 +0.5度 ；PH为7.2-7.4。4）、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）进一步引导学生思考：1.为何要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来？2.比较动物细胞培养和植物组织培养所用的培养基的成分.列表比较植物组织培养和动物细胞培养比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基独特成分培养结果培养目的4.动物细胞培养技术的应用（1）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。（3）用于检测有毒物质（4）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据（三）、动物体细胞核移植技术和克隆动物想一想：离体的植物组织或细胞在适当的培养条件下可发育成完整的植株，那么是否能用类似的方法，使动物的细胞发育成一个完整的个体呢？再想一想：离体的植物组织或细胞在适当的培养条件下可发育成完整的植株，那么是否能用类似的方法，使动物的细胞发育成一个完整的个体呢？利用动物体细胞核移植技术。记一记动物核移植：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。克隆动物： 用核移植的方法得到的动物。归纳:1）.共分成两大阶段：核移植和胚胎移植2）.取卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作,它发育可直接表达性状3）.严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状克隆动物的研究意义：1）.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白2）.改良动物品种 3）.治疗人类疾病，作为供体4）.保护濒危动物体细胞核移植技术存在的问题1）.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，免疫失调等。2）.成功率非常低及克隆动物食品的安全性问题。三、课堂小结:1.动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。2.动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核， ( http: / / www.21cnjy.com )移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。四、课堂练习:1．下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是 （ ）A．培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清B．原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞C．动物细胞培养一般能够传到40～50代，但其遗传物质发生了改变D．动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞2、在动物细胞培养的过程中，使用胰蛋白酶的目的（ ）A．促进蛋白质水解为多肽B．去掉细胞壁成为原生质体C．去掉细胞膜暴露出原生质体便于细胞融合 D．使动物组织分散为单个动物细胞进行培养3．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野驴的方法是 （ ）A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，经孕育培养成新个体D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体4．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置 ( http: / / www.21cnjy.com )换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能 （ ）A．有选择地繁殖某一性别的家畜 B．繁殖家畜中的优秀个体C．用于保存物种 D．改变动物的基因型5．下列哪—项属于克隆 （ ）A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞 D．将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系五、布置作业:名校学案：本节内容的课堂基础达标六、教学效果追忆:
卵细胞
C母绵羊子宫
Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊
乳腺细胞
细胞质
细胞核
细胞核移植
胚胎移植
早期胚胎
多莉羊
分娩
卵裂
融合后的卵细胞
细胞拆合技术
妊娠福建省厦门市集美区灌口中学高中生物 动物细胞融合与单克隆抗体教案 新人教版选修3
课题 动物细胞融合与单克隆抗体 教师 冯敏 课时安排 2课时
教学重、难点 动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的区别（2）单克隆抗体的制备过程、方法与原理与应用
教学目标 知识目标 ⑴ 掌握动物细胞融合与植物体细胞杂交的区别和联系。⑵ 简述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程。⑶了解单克隆抗体在医学实践中的应用，并说其应用实例。
能力目标 让学生尝试设计单克隆抗体的制备过程，指导学生掌握获取知识和探索生物科学的基本方法，使学生了解生物科学认识模式以发展学生的创造性能力。
情感目标 通过向学生介绍动物细胞融合 ( http: / / www.21cnjy.com )与单克隆抗体技术的发展动态及一些新的研究成果，使学生明确人们对生命奥秘的揭示愈加广泛和深入，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。
教学媒体 动物细胞融合、单克隆抗体制备过程的教学课件
教学过程 教学意图
【复习导入新课】 师：植物体细胞杂交技术的过程是怎样的？ 一学生黑板展示植物体细胞杂交过程，其他学生补充 师：根据其过程，我们来做一个抢答游戏，看看哪组同学反应灵敏，基础知识扎实 问题：（1）植物细胞融合遇到的第一个障碍是什么？ （2）去除细胞壁的方法？ （3）利用酶的什么特性？ （4）诱导融合的方法有哪些？ （5）植物细胞融合完成的标志是什么？ （6）植物体细胞杂交技术的目的是什么？ （7）动植物细胞在结构上有何区别？ 师：既然动物细胞与植物细胞不同，那么动物细胞是否可以融合或杂交？如果可以，两者的方法、过程相同吗？...... 下面就让我们一起来看看有关动物细胞融合的基础知识。一、动物细胞的融合 通过自学，大家已了解了动物细胞融合的相关知识，哪位同学到前面来讲解一下细胞融合的内容 ？一同学用自己的话讲解，其他同学做补充并提问： （1）动物细胞融合的实际操作过程中，只是用单个的两种细胞融合吗？为什么？（2）使用灭活病毒作为诱导剂的原理是什么？不灭活的病毒能作为诱导剂吗？（3）哪种促融合方法效率较高且对细胞伤害小？（4）动物细胞融合技术的目的、原理、优点、最有价值的应用是什么？动物细胞融合完成的标志是什么？1、概念：是指（在一定的条件下）两个或多个细胞融合形成一个细胞的过程。 “2个或多个动物细胞”→“1”、“杂交单核细胞”动物细胞融合的方法：物理法（如电场法）、化学法（如聚 乙二醇法）、生物法（如仙台病毒法） 注意：应用物理法进行细胞融合的效率高，且对细胞伤害小，易操作、控制和观察。3、过程： 师：当我们把2个动物细胞放到一起时，还需要做什么呢？ 生：诱导 师：在诱导方法上，动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法是否相同？生：相类似，可以用物理法、化学法，但动物细胞融合时可用灭活的病毒作为诱导剂。 细胞A 细胞B 物理法 灭活的病毒 化学法 杂种细胞4、意义：打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能；广泛应用；制备单克隆抗体思考：动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的基本原理是否相同？（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，那么动物细胞融合的具体过程是否也和植物原生质体融合的过程一样呢？植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性去壁后诱导原生质体融合物理法（离心、振动、电激）化学法（聚乙二醇获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除以上方法，还有生物法制备单克隆抗体单克隆抗体的制备师：在弄清什么是单克隆抗体之前，我们先回顾一下抗体的基础知识，再来了解以下问题：1、传统的抗体生产方法及缺陷是什么？抗体是从何来的？ 生：传统的抗体生产方法是向动物体 ( http: / / www.21cnjy.com )内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需要的抗体。这种生产抗体的方法产量和纯度都很低，而且制备的抗体特异性差。 师：B淋巴细胞有什么特点？ 生：B淋巴细胞能产生抗体，但每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。师：根据B淋巴细胞的这个特点，若要想获得大量的单一抗体，如何做呢？ 生：采用动物细胞培养。师：对。我们必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体，即单克隆抗体，这就是单克隆抗体的概念。 可遗憾的是，在体外培养的条件下 ( http: / / www.21cnjy.com )，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的，那么，科学家是怎样解决这一问题的呢？想一想，能利用细胞融合技术来制备单克隆抗体吗？请阅读课本P58单克隆抗体制备的文字及示意图师：两位科学家极富创造性的设想是什么？ 生：如果把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。 师：对，正是科学家先有了这个极富创造性的设想，然后再锲而不舍地把设想变为现实，才创造出单克隆抗体。下面我们请同学展示一下自己对单克隆抗体制备过程的了解。（学生边写边讲，不足的地方进行补充，教师精讲点拨） 应用：诊断试剂；治疗疾病和运载药物。 导入新课引入学生思考，激发兴趣强调要点培养学生归纳总结的学习习惯复习体液免疫过程，进行新旧知识的联系以概念图的形式进行知识梳理
课堂巩固
作 业
板书设计：2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体一、动物细胞的融合 二、单克隆抗体* 1、概念： 1、抗体 1.1 概念；Ig 1.2来源：B细胞 2、方法： 2、概念：杂交瘤细胞、高度单一、抗体 3、过程 3、制备过程（杂交瘤制备技术） 4、意义：制备单克隆抗体 4、应用：“生物导弹”
教学反思：
注入小鼠
细胞融合
分离
抗原注入小鼠体内
骨髓瘤细胞
细胞培养
选择培养细胞
培养基
体内培养
体外培养
从腹水提取
从培养液提取福建省厦门市集美区灌口中学高中生物 植物细胞工程教案 新人教版选修3
( http: / / www.21cnjy.com )
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1） 植物组织培养的原理和过程。
（2） 植物体细胞杂交的原理。
（3） 植物细胞工程应用的实例。
2.教学难点
植物体细胞杂交
三、教学设想
细胞的全能性和细胞分化这部分内容，因为学生在必修模块中学过，所以可以提问的方式让学生看书回顾，教师再根据学生的回答情况按教材上的内容进行讲解。然后再通过“怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株”这个问题引入本节课的重点及难点问题──植物组织培养技术。通过提问理解植物组织培养。在植物体细胞杂交技术及植物繁殖的新途径的教学中，首先可通过教材上的番茄—马铃薯实例引入，让学生思考20世纪60年代，一些科学家提出这样一个设想：让番茄与马铃薯杂交，培育出地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？这样一来一下子就把学生吸引到本节课要解决的问题──植物体细胞杂交技术上。随后让学生分析植物体细胞杂交技术的概念，再根据此概念，结合学生原有的植物细胞结构特点、酶的特性及新学习的植物组织培养技术的知识来回答有关问题来理解。与学生一起讨论后，再按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进行总结，重点讲解有关内容。
四、课时安排：1课时
五、教学过程
导入：
（一）细胞的全能性
通过提出以下问题，让学生看书、思考。
1、什么是细胞的全能性？
2、体细胞具有全能性的原因是什么？
3、各种细胞表达全能性的能力是否一样？
4、在生物体内，体细胞有没有表达全能性，为什么？
5、体细胞在什么条件下才会表达全能性
教师补充。
练习：67页二、1
（二）植物组织培养
提出问题：
（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？
（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？
教师补充，概括出组织培养的过程。（如下）
脱分化 再分化
外植体 → 愈伤组织 → 根、芽 →植物体
应用：人工种子等。
练习：67页一、3
（三）植物体细胞杂交
提出问题：
（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？
（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？
（3）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？
（4）如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 植物细胞A 植物细胞B
教师总结概括出植物体细胞杂交过程： ↓ 去壁 ↓
原生质体 A 原生质体B
↓ ↓
原生质体融合
↓ 再生细胞壁
应用：形成杂种植株 杂种细胞
优点： 克服远源杂交不亲和障碍，培育作物新品种。 ↓细胞分裂
练习： 68页第三题 愈伤组织
↓细胞分化
杂种植株
小结：动植物细胞工程的不同
项目 原理 培养基 结果
植物组织培养 细胞全能性 固体培养基、需动物血清 产生植物体
动物细胞培养 细胞增殖 液体培养基、不含动物血清 形成细胞系
六、教学反思
