2.2.1 动物细胞培养和核移植技术 教学设计

动物细胞培养和核移植技术教学设计
一．教材分析
本节课为人教版新课程教材选修3的教学内容,教学过程可以归纳成6个问题:(l)为什么要进行动物细胞培养?(2)什么是动物细胞培养?(3)怎样进行动物细胞培养?(4)动物也能够克隆吗?(5)动物体细胞核移植是怎样进行的?(6)动物细胞培养与核移植有哪些应用?第3个和第5个问题是本节的重点。本节旨在通过这些问题让学生充分理解和认识生物工程的前沿技术,以此激发学生热爱科学、努力学习、积极探索的精神。
二．学生学习情况分析
　高二年级多数学生已经掌握了一定的生物学基础知识,具备了独立思考和判断的能力,合作性学习能力也比较强,但是个体之间还是存在着较大的差异。因此本节课以学生的学习为主,以教师的组织和引导为辅。加强教材与生活的联系,引导和调动学生的情感体验,关注学生的心理变化,培养学生对事物有正确的情感态度。
三．教学目标
知识目标：1、简述动物细胞培养的过程、条件及应用
2、简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程及应用前景
能力目标：　运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础
情感目标：　关注细胞工程研究的发展和应用前景
四．教学重点难点
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
难点：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
五．教学过程
学习内容 教师的组织和引导 学生活动
一、动物细胞培养
1. （情景设置）
课件实例的引入
2、动物细胞培养的概念和过程：

3.动物细胞培养的条件:
4.动物细胞培养技术的应用:
5．植物组织培养和动物细胞培养的比较
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
俞灏明和Selina在拍摄《我和春天有个约会》时，片场爆炸，两人三级烧伤，在治疗烧伤病人时通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对一个大面积烧伤的病人却无奈，用他人的皮肤来源不足，而且会产生排异反应。怎样获得大量的自体健康皮肤呢？
一、动物细胞培养
１、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.
动物细胞的培养过程：学生自主学习后由学生讲解
思考讨论：在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？
答：胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。
思考讨论：为什么选用的是幼龄动物或胚胎的组织？
答：分化程度低，增殖能力强，易于培养
有关概念:
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。初次培养称为原代细胞培养。
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。
细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。
接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖。（癌细胞失去接触抑制）
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。
细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。
小结：动物细胞培养的过程。
练习：
A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型
D．丁过程得到的细胞遗传物质发生了改变
由题目讲解：对皮肤组织可用胃蛋白酶吗？不可，胃蛋白酶失活，从而过渡到动物细胞培养的条件。
3.动物细胞培养的条件:
1）无菌无毒的环境
2）营养 特别强调血清的作用
3）温度和pH
4）气体环境
4.动物细胞培养技术的应用:
1）.蛋白质生物制品的生产
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体
检测有毒物质
例2：实验题，培养学生的实验设计能力
有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体结构或数目的变异，根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可判断化学物质的毒性强弱。请根据所给材料设计实验验证农药甲胺磷的浓度越高对兔子细胞形态变异的影响越大。
（1）所给材料：已培养好的兔子细胞悬浮液，浓度分别为50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L的甲胺磷溶液，兔子细胞的液体培养基，显微镜，载玻片，盖玻片，细胞培养瓶若干。
（2）说说你的实验设计：
3）.健康细胞培养
培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植
4）.细胞的生理、药理、病理研究
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞的全能性
细胞增殖
培养基性质
固体培养基
液体培养基
培养基特有成分
蔗糖 植物激素
葡萄糖动物血清
过程
脱分化再分化
原代、传代培养
培养结果
植物体或细胞产品
细胞或细胞产物
练习：
例3.(双选）下列对于动物细胞培养与植物组织培养的叙述正确的是(　　)
A．动物细胞培养过程中可发生基因重组，而植物组织培养不能
B．动物细胞培养所用的培养基的成分与植物组织培养不尽相同
C．植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性
D．动物细胞培养不需要进行脱分化
思考：动物细胞的全能性受到限制，用什么技术可以让动物细胞也类似于植物组织培养那样获得动物个体？
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
学生活动：两个细胞模型，学生展示核移植过程
1.克隆羊培育过程
原理：细胞核具有全能性
动物核移植是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.
分类：
体细胞核移植技术 难
胚胎移植技术 容易
思考：
1）用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，这是为什么？
答：保证供体的正常遗传基础。
2）为什么要使用减II卵母细胞？
答：一方面细胞大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。另一方面此时含有促进细胞核全能性表达的物质。
3）克隆动物是对供体动物进行了100%复制吗？
(1)克隆动物的性状与细胞核供体生物的性状基本相同，但不完全相同（2）核遗传物质与供体的相同，属于无性繁殖。不会改变生物体的基因型。.
例4．右图为哺乳动物(羊)的生殖过程，下列叙述不正确的是（ ）
A．个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞
B．培育个体2利用的技术有：动物细胞培养、核移植和胚胎移植
C．产生动物个体1与动物个体2的生殖方式是不同的
D．可以用a细胞作为供体细胞
实例操作：
资料：1997年，美国威斯康辛州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（Lucinda)的奶牛,年产奶量为30.8t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场的奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均仅为3-4t。
如果将保存卢辛达高产奶性状的任务交给你， 你将如何实施？
回归课本：为什么是将供体细胞注入去核卵母细胞，而不是把细胞核注入去核卵母细胞中。
答：保证供核不受破坏。
2.体细胞核移植技术的应用前景
3.体细胞核移植技术存在的问题
认真考虑，如何解决这些现实问题
思考，导入本节课的课题。
这部分内容，学生阅读课文，自主学习，由学生讲解动物细胞培养的过程，其他学生补充。
学生讲解过程中用老师准备好的课件，并解答学生提出的问题。
要特别注意细胞贴壁、接触抑制，原代培养与传代培养
由题目讲解过渡到下一个知识点：动物细胞培养的条件。
学生阅读课文，找出动物细胞培养的条件。对于动物细胞培养的条件，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
学生阅读课文，总结动物细胞培养技术的应用
实验题：学生小组讨论 并展示实验设计，其他小组修改补充。
培养学生实验设计能力
学生总结并比较植物组织培养与动物细胞培养的区别
由题目过渡到下个知识点：用什么技术可以让动物细胞也类似于植物组织培养那样获得动物个体？
利用模型展示核移植过程，其他小组点评补充.
学生展示中学习知识，加深对知识的理解
学生思考并回答问题，加深对核移植过程的理解
通过习题，加深学生对核移植过程的理解
由实例操作回归课本，并过渡到下个知识点：体细胞核移植技术的应用前景及存在问题。
课堂总结
课堂巩固 学案巩固练习
作 业 学案练习
板书设计：2.2.1动物细胞培养和核移植技术 一、动物细胞培养
1、动物细胞培养的概念和过程：
2.动物细胞培养的条件及应用
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.克隆羊培育过程、原理
2.体细胞核移植技术的概念、分类
3.体细胞核移植技术的应用和存在问题
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