2019-2020年高中生物《動(dòng)物的克隆》教案1 浙教版選修3.doc

2019-2020年高中生物動(dòng)物的克隆教案1 浙教版選修3【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與能力方面：1.簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞組織培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆。2.說(shuō)出動(dòng)物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程。3.描述細(xì)胞系及細(xì)胞株的含義。4.簡(jiǎn)述動(dòng)物的克隆培養(yǎng)法。5.描述動(dòng)物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)程度，說(shuō)出動(dòng)物難以克隆的原因。6.簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞核移植的概念和核移植的程序。7.列舉動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞核移植的應(yīng)用和發(fā)展前景。過(guò)程與方法方面： 通過(guò)對(duì)植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行比較分析，提高比較、分析的能力。情感態(tài)度、價(jià)值觀方面： 認(rèn)同細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)之間的關(guān)系，體會(huì)S（科學(xué)）、T（技術(shù)）、S（社會(huì)）三者之間的相互關(guān)系?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】 動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體的制備?！窘虒W(xué)方法】 講授法和自學(xué)相結(jié)合?！窘虒W(xué)課時(shí)】 2課時(shí)?！窘虒W(xué)過(guò)程】（導(dǎo)入新課）植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行植物的無(wú)性繁殖，動(dòng)物能不能通過(guò)相同的操作來(lái)達(dá)到這個(gè)目的？植物的體細(xì)胞雜交可以生產(chǎn)出雜種植株，動(dòng)物能不能通過(guò)相同的操作來(lái)達(dá)到這個(gè)目的？ 都不能。因?yàn)閯?dòng)物體已經(jīng)高度分化的細(xì)胞的全能性很難誘導(dǎo)出來(lái)。一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（提出問(wèn)題）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程是什么，主要應(yīng)用于哪些方面？（學(xué)生活動(dòng)）閱讀課本，觀看視頻，討論并總結(jié)流程。（總結(jié)歸納）1.發(fā)展歷史: 20世紀(jì)初，人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)向外突出形成的，還是由神經(jīng)細(xì)胞周?chē)钠渌?xì)胞融合而成的。生物學(xué)家們就這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論。1907年，美國(guó)生物學(xué)家哈里森(Harrison)從蝌蚪的脊索中分離出神經(jīng)組織，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培養(yǎng)。蝌蚪的神經(jīng)組織存活了好幾周，并且從神經(jīng)細(xì)胞中長(zhǎng)出了神經(jīng)纖維。哈里森的實(shí)驗(yàn)不僅解決了神經(jīng)纖維的起源問(wèn)題，而且開(kāi)創(chuàng)了動(dòng)物組織培養(yǎng)的先河。此后，在許多科學(xué)家的不懈努力下，動(dòng)物組織培養(yǎng)不斷改進(jìn)并逐漸發(fā)展成為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。2、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用和概念：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物有機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后,放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖.動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程：胰蛋白酶 加培養(yǎng)液動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官- 單個(gè)細(xì)胞懸浮液- 原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng) 思考討論：在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，為什么要用胰蛋白酶對(duì)取出的動(dòng)物組織進(jìn)行處理？胰蛋白酶處理動(dòng)物組織，可以使動(dòng)物組織細(xì)胞間的膠原纖維和細(xì)胞外的其他成分酶解，獲得單個(gè)細(xì)胞。 有關(guān)概念: 原代培養(yǎng)：從機(jī)體取出后立即培養(yǎng)的細(xì)胞為原代細(xì)胞。初次培養(yǎng)稱(chēng)為原代細(xì)胞培養(yǎng)。 傳代培養(yǎng)：將原代細(xì)胞從培養(yǎng)瓶中取出，配制成細(xì)胞懸浮液，分裝到兩個(gè)或兩個(gè)以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱(chēng)為傳代培養(yǎng)。細(xì)胞系：可連續(xù)傳代的細(xì)胞。細(xì)胞株：通過(guò)一定的選擇或純化方法，從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞稱(chēng)為細(xì)胞株。 細(xì)胞株和細(xì)胞系的區(qū)別： 細(xì)胞系泛指可傳代的細(xì)胞，其中的所有細(xì)胞都能傳代培養(yǎng)，但是卻不一定具有相同的特征，不能稱(chēng)為細(xì)胞克??；而細(xì)胞株是具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞系，一個(gè)細(xì)胞株就是一個(gè)細(xì)胞克隆。3.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件:（1）無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境（2）營(yíng)養(yǎng)：水、無(wú)機(jī)鹽、葡糖糖、氨基酸、核苷酸、動(dòng)物血清等（3）溫度和pH（4）氣體環(huán)境4.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:（1）蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn) ：如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體（2）健康細(xì)胞培養(yǎng)：培養(yǎng)健康細(xì)胞用于燒傷病人皮膚移植（3）細(xì)胞的生理、藥理、病理研究 5.植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分蔗糖 植物激素葡萄糖 動(dòng)物血清培養(yǎng)結(jié)果植物體細(xì)胞株、細(xì)胞系培養(yǎng)目的快速繁殖、培育無(wú)病毒植株獲得細(xì)胞或細(xì)胞分泌蛋白思考：1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？較植物組培培養(yǎng)基有何獨(dú)特之處？主要成分：葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清等。獨(dú)特之處有：1）、液體培養(yǎng)基 2）、成分中有動(dòng)物血清等。2、為什么選用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)材料？因?yàn)檫@些組織或器官上的細(xì)胞生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)。（注意：不是因?yàn)榧?xì)胞的全能性，因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般不能最終形成新的動(dòng)物個(gè)體，而只能獲得更多的動(dòng)物細(xì)胞。）3、為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞？成塊組織不利培養(yǎng)，其中的細(xì)胞不能與培養(yǎng)液充分接觸，而且動(dòng)物細(xì)胞具有接觸抑制的特性，分散了做成細(xì)胞懸浮液利于培養(yǎng)。4、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)成新個(gè)體？不能，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能使細(xì)胞數(shù)目增多，不能發(fā)育成新的動(dòng)物個(gè)體二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)融合技術(shù)（提出問(wèn)題）讓學(xué)生回顧有關(guān)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基本知識(shí)，教師設(shè)問(wèn)：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過(guò)程是怎樣的？ 先用酶去除兩種植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，使之成為原生質(zhì)體，再用物理或化學(xué)的方法，誘導(dǎo)兩種原生質(zhì)體融合成雜種細(xì)胞，最后用植物組織培養(yǎng)的方法把其培育成新的植物體。 動(dòng)植物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？ 動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁、無(wú)明顯的液泡、無(wú)質(zhì)體（葉綠體）。既然動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞不同，那么動(dòng)物細(xì)胞是否可以融合或雜交？如果可以，兩著的方法、過(guò)程相同嗎？不同。 動(dòng)物細(xì)胞融合是怎么一回事？動(dòng)物細(xì)胞融合指的是兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。（學(xué)生活動(dòng)）閱讀課文，總結(jié)動(dòng)物細(xì)胞融合的過(guò)程，方法和應(yīng)用。（總結(jié)歸納）1.動(dòng)物細(xì)胞融合的基本原理與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是否相同？ 相同，都是依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性。動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，那么動(dòng)物細(xì)胞融合的具體過(guò)程是否也和植物原生質(zhì)體融合的過(guò)程一樣呢？ 基本一樣，但在方法和過(guò)程上稍有差別？2.動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程 （1）動(dòng)物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)方法: 物理法：電刺激 化學(xué)法：聚乙二醇（PEG） 生物法：滅活的仙臺(tái)病毒（動(dòng)物細(xì)胞融合特有的方法）為什么滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑？ 因?yàn)闇缁畹牟《灸苁辜?xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)重新排布，細(xì)胞膜打開(kāi)，細(xì)胞發(fā)生融合。 不滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑嗎？ 不能，因?yàn)椴粶缁畹牟《緯?huì)感染細(xì)胞，而不能誘導(dǎo)細(xì)胞融合。（2）融合過(guò)程：把兩個(gè)不同的動(dòng)物細(xì)胞放在一起，用滅活的病毒處理細(xì)胞后，它們就先質(zhì)融合，再核融合，進(jìn)而形成雜交細(xì)胞，這個(gè)細(xì)胞有絲分裂后仍能形成兩個(gè)完整的雜交細(xì)胞。在實(shí)際操作中，要用到多個(gè)細(xì)胞在同一體系中誘導(dǎo)，增加成功率，但誘導(dǎo)之后必須加以篩選，以選出雜交細(xì)胞。3.動(dòng)物細(xì)胞融合的意義（1）打破生殖隔離，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能；廣泛應(yīng)用；制備單克隆抗體。 大家都知道，物種間由于存在生殖隔離使得有性雜交方法有局限性，而細(xì)胞融合技術(shù)能打破生殖隔離，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。（要注意的是，雖然可以打破種間隔離，但因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞一般不能通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育成完整的個(gè)體，所以這個(gè)意義只是理論上的意義）正因?yàn)槿绱?，?xì)胞融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及生物新品種培育等領(lǐng)域。此技術(shù)還有一個(gè)十分重要的用途，就是制備單克隆抗體。三、單克隆抗體（提出問(wèn)題）在弄清什么是單克隆抗體之前，我們先回顧一下抗體的基礎(chǔ)知識(shí)，再來(lái)了解以下兩個(gè)問(wèn)題：傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法及缺陷是什么？抗體是從何來(lái)的？（學(xué)生活動(dòng)）閱讀課本，討論總結(jié)。傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法是向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動(dòng)物產(chǎn)生抗體，然后從動(dòng)物血清中分離所需要的抗體。這種生產(chǎn)抗體的方法產(chǎn)量和純度都很低，而且制備的抗體特異性差。 B淋巴細(xì)胞有什么特點(diǎn)？ B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生抗體，但每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。 根據(jù)B淋巴細(xì)胞的這個(gè)特點(diǎn)，若要想獲得大量的單一抗體，如何做呢？ 采用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。 我們必須用單個(gè)B淋巴細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖，也就是通過(guò)克隆形成細(xì)胞群，這樣的細(xì)胞群就有可能產(chǎn)生出化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體，即單克隆抗體，這就是單克隆抗體的概念。 可遺憾的是，在體外培養(yǎng)的條件下，一個(gè)B淋巴細(xì)胞是不可能無(wú)限增殖的，那么，米爾斯坦和柯勒兩位科學(xué)家是怎樣解決這一問(wèn)題的呢？想一想，能利用細(xì)胞融合技術(shù)來(lái)制備單克隆抗體嗎？請(qǐng)閱讀課本單克隆抗體制備的文字及示意圖，再思考回答問(wèn)題。 兩位科學(xué)家極富創(chuàng)造性的設(shè)想是什么？ 如果把一種B淋巴細(xì)胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，所得到的融合細(xì)胞既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。 如果把B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞放在一起誘導(dǎo)時(shí)，會(huì)有幾種融合方式（類(lèi)型）？ 三種，有B淋巴細(xì)胞間的融合、骨髓瘤細(xì)胞間的融合以及B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞間的融合。 那么，B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞間融合所形成的能產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞是如何篩選出來(lái)的？ 先用選擇性培養(yǎng)基篩選出雜種細(xì)胞，再進(jìn)行抗體檢測(cè)和克隆化培養(yǎng)就能得到雜交瘤細(xì)胞。 科學(xué)家又是如何利用雜交瘤細(xì)胞來(lái)生產(chǎn)抗體的呢？ 第一種方法是：將雜交瘤細(xì)胞在體外大規(guī)模培養(yǎng)，從細(xì)胞培養(yǎng)液中就能提取大量的單克隆抗體；第二種方法是：把雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，再?gòu)男∈蟾骨恢刑崛慰寺】贵w。正是由于這兩位科學(xué)家的杰出貢獻(xiàn)，他們于1984年雙雙獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。單克隆抗體一般用于哪些方面？診斷試劑；治療疾病和運(yùn)載藥物。四、動(dòng)物的克隆繁殖（提出問(wèn)題）對(duì)高等動(dòng)物能不能通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)的方法來(lái)進(jìn)行無(wú)性繁殖？不能。（學(xué)生活動(dòng)）閱讀課文，討論歸納。（歸納總結(jié)）1.動(dòng)物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)程度。全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞單能干細(xì)胞高度特化。在這個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞分化的結(jié)果使得細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上高度特化。2.動(dòng)物難以克隆的根本原因細(xì)胞分化使得細(xì)胞發(fā)生了基因的差異表達(dá)，有的基因開(kāi)放，有的基因關(guān)閉。分化成熟的體細(xì)胞基因組中基因的活動(dòng)很不完全，不能像受精卵那樣發(fā)揮細(xì)胞的全能性。但因?yàn)榧?xì)胞核還是具有個(gè)體發(fā)育的全套基因，所以可以利用核移植技術(shù)來(lái)誘導(dǎo)核基因全能性的表達(dá)。3細(xì)胞核移植和動(dòng)物的克隆繁殖動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核,移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中.使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎,這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體.核移植技術(shù)（1）克隆羊培育過(guò)程A羊取體細(xì)胞核B羊取卵細(xì)胞去核 重組細(xì)胞早期胚胎植入代孕羊子宮發(fā)育幼體娩出成體（2）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景遺傳疾病的治療、優(yōu)良品種的培育、物種的優(yōu)化、瀕危動(dòng)物的保存、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的擴(kuò)群等?！景鍟?shū)設(shè)計(jì)】 過(guò)程：原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)： 應(yīng)用：生產(chǎn)產(chǎn)品、組織器官、進(jìn)行細(xì)胞生理病理研究動(dòng)物的克隆 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較：培養(yǎng)基、培養(yǎng)結(jié)果、培養(yǎng)目的 原理：膜的流動(dòng)性 方法：物理法、化學(xué)法、生物法 動(dòng)物細(xì)胞融合 應(yīng)用：?jiǎn)慰寺】贵w 單克隆抗體的制備：已免疫的B細(xì)胞 融合骨髓瘤細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞單克隆抗體 動(dòng)物細(xì)胞的全能性：全能多能單能 動(dòng)物的克隆繁殖 動(dòng)物難以克隆的原因：細(xì)胞基因的差異表達(dá) 細(xì)胞核移植：克隆羊多莉 【隨堂練習(xí)】1為了使用于培養(yǎng)的動(dòng)物組織細(xì)胞分散開(kāi)以便配制成一定濃度的細(xì)胞懸浮液，選取來(lái)的動(dòng)物組織應(yīng)選用下列哪種物質(zhì)處理 （ ）A胃蛋白酶 B胰蛋白酶 C鹽酸 D胰脂肪酶2下列屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)主要區(qū)別的是 （ ） A培養(yǎng)基成分不同B動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行C動(dòng)物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細(xì)胞不能D動(dòng)物細(xì)胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細(xì)胞只能培養(yǎng)成植株3在克隆多利羊的過(guò)程中，下列哪項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有運(yùn)用到 （ ）A細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) B細(xì)胞核移植C胚胎移植技術(shù) D基因工程技術(shù)【布置作業(yè)】完成學(xué)案和作業(yè)本上內(nèi)容?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)課比較難上，所以一定要逐步進(jìn)行，循循善誘，一點(diǎn)一點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生討論，而且要將動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)進(jìn)行比較，將動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交進(jìn)行比較，這樣才能使學(xué)生理解動(dòng)物細(xì)胞工程的不同之處。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m