2019-2020年高中生物《動物細胞工程》教案4 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物《動物細胞工程》教案4 新人教版選修3 一、[教學(xué)目標(biāo)] 1.簡述動物細胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。 2.簡述通過動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程和應(yīng)用前景。 3.舉例說出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。 二、[教學(xué)重點和難點] 1.[教學(xué)重點] （1）動物細胞培養(yǎng)的過程及條件。 （2）用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。 （3）單克隆抗體的制備和應(yīng)用。 2.[教學(xué)難點] （1） 用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。 （2） 單克隆抗體的制備過程。 2．2．1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)（2課時） 三、[教學(xué)教程] 教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)手段和方法 預(yù)期目標(biāo) 1、回顧植物細胞工程的技術(shù)手段，引入動物細胞工程內(nèi)容的學(xué)習(xí) 2、學(xué)習(xí)新課：一、動物細胞培養(yǎng) （1）概念 （2）原理 （3）過程 （4）條件 （5）應(yīng)用 3、學(xué)習(xí)新課：二、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物 （1）概念 （2）分類 （3）原理 （4）過程 （5）應(yīng)用 （6）局限 4、小結(jié) 5、作業(yè)或活動 師：同學(xué)們，前面我們一起學(xué)習(xí)了植物細胞工程的相關(guān)知識，請大家來回顧一下其涉及的主要技術(shù)手段。 生：有植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交等。 師；今天我們開始一起來學(xué)習(xí)動物細胞工程的內(nèi)容，請大家閱讀課本P44引言，介紹動物細胞工程的常用技術(shù)手段：動物細胞培養(yǎng)、核移植技術(shù)、動物細胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等，其中動物細胞培養(yǎng)技術(shù)是基礎(chǔ)技術(shù)?，F(xiàn)在先來學(xué)習(xí)動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 師：為什么要進行動物細胞培養(yǎng)？ 生：（沉默） 師：我們一起來看課文本小節(jié)的引言的兩個實例。 師：同學(xué)們，要解決這些問題，離不開動物細胞培養(yǎng)技術(shù)。那么什么是動物細胞培養(yǎng)呢？ 生：（情緒高漲）從動物機體中取出相關(guān)組織，將它分散成單個細胞，然后在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和繁殖。 師：很好！從概念中我們不難看出，該技術(shù)實施的原理是什么？ 生：細胞增殖。 師：怎樣進行動物細胞的培養(yǎng)？需要哪些條件？ 指導(dǎo)學(xué)生閱讀P44-46內(nèi)容，結(jié)合插圖或投影過程示意圖，最好能制成動畫。師生共同歸納過程： 取材→分散→配制懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。在各個箭頭上注明處理方法。 注意：原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng)：取材水解后的初次培養(yǎng)； 傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)后再處理后的后續(xù)培養(yǎng)。兩者先后關(guān)系，不能倒置，其原理相同。后者一般至10代，也有至40-50代，但細胞核型可能會改變，從而癌變。 師：大家想一想，目前使用的或冷凍保存的細胞常常是10代以內(nèi)，是什么道理？ 生：以保證細胞正常的二倍體核型。 師生討論P44的兩個旁欄思考題 復(fù)習(xí)：內(nèi)環(huán)境及其穩(wěn)態(tài)知識，并思考和討論以下問題： 體外細胞培養(yǎng)需要哪些營養(yǎng)物質(zhì)？需要怎樣的合適環(huán)境條件？ （閱讀討論后） （1） 環(huán)境條件：滅菌處理、抗生素、定期更換培養(yǎng)基 （2） 營養(yǎng)條件：與體內(nèi)基本相同，有糖、氨基酸、無機鹽、必需元素、血清、血漿等 （3） 溫度和PH： 接近體溫，PH7。2-7。4 （4） 氣體環(huán)境：O2和CO2（5%） 師：物細胞培養(yǎng)能否象植物組織培養(yǎng)那樣獲得克隆個體？ 生：眾說紛紜。 師：不能，因為動物細胞的全能性受到分化程度的限制，發(fā)育成個體的潛能漸弱。那么這項技術(shù)有哪些用途呢？ （1）生產(chǎn)生物制品 （2）提供基因工程的受體細胞 （3）檢測有毒物質(zhì)的毒性 （4）用于病理、生理、藥理研究 比較：培養(yǎng)基的狀態(tài)、成分；技術(shù)依據(jù)的原理；過程；結(jié)果等方面。 師：剛才我們講過利用上述技術(shù)無法克隆動物個體，那么能否克?。坑袥]有別的方法？ 生：有（聲音洪亮） 師：大家說得對！什么方法？ 生：動物核移植技術(shù)。 板書概念內(nèi)容（略） 師：胚胎細胞核移植和體細胞核移植，后者難度較大。我們來學(xué)習(xí)后者。 體細胞核的全能性 教師板畫過程圖： 取材→培養(yǎng)→顯微注射到去核的次級卵母細胞→重組細胞→重組胚胎→受體雌性動物→克隆動物。 討論：P49的三個思考題，初步理解技術(shù)的局限性。 （1） 改良動物，提高繁殖率 （2） 保護瀕危物種 （3） 生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品；治療疾病等 （1） 成功率低。 （2） 有待改進。 （3） 健康問題。 （4） 安全問題 師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)，大家要能說出原理、過程和應(yīng)用（結(jié)果），體驗到科學(xué)的偉大力量。 教材P50思考與探究4道題，上網(wǎng)查閱資料 閱讀并筆注，要求學(xué)生注意動物細胞培養(yǎng)，不能說成動物組織培養(yǎng)；而植物組織培養(yǎng)不能說成植物細胞培養(yǎng)。 板書或投影標(biāo)題2，2動物細胞工程 板書或投影標(biāo)題2。2。1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 可結(jié)合課本插圖或用投影補充一些有關(guān)這方面的例子 可在學(xué)生閱讀自學(xué)后，讓學(xué)生拋開書本，口述，教師簡明地板書，帶領(lǐng)學(xué)生體會和剖析要點，領(lǐng)略大概過程。 這是本節(jié)學(xué)習(xí)的重點，關(guān)于培養(yǎng)過程，可參照課本P45示意圖講解，注意兩個培養(yǎng)概念的區(qū)分。 注意與植物組織培養(yǎng)的比較。 難度不大，讓學(xué)生回答，相互修正完善。 師生歸納小結(jié)，教師板書 注意與植物組織培養(yǎng)比較，把知識學(xué)通、學(xué)活?？闪斜肀容^，讓學(xué)生一目了然。 讓學(xué)生同時思考P46旁欄題，閱讀下面的小知識卡片。 指導(dǎo)學(xué)生閱讀并學(xué)會歸納有哪幾個方面的用途 用預(yù)先準備好的小黑板或投影出示。 學(xué)生會迅速閱讀教材，引發(fā)新的內(nèi)容的學(xué)習(xí) 讓學(xué)生分析大體思路 回顧所學(xué)知識誘發(fā)學(xué)生思考原因 這是重點與難點，結(jié)合演示（多媒體），理解技術(shù)要領(lǐng)和關(guān)鍵所在。嘗試讓學(xué)生畫圖。 學(xué)生筆注 結(jié)合“多利羊”實例，讓學(xué)生暢所欲言。 課后完成，待講評。 讓學(xué)生了解動物細胞工程的技術(shù)手段，激發(fā)其求知欲望 激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、關(guān)注科學(xué)的意識 通過剖析，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，也有助學(xué)生審題能力的加強。 通過比較弄清概念間的本質(zhì)差異和內(nèi)在聯(lián)系。培養(yǎng)學(xué)生的求異和求同思維能力。 通過思考，培養(yǎng)知識的遷移能力 關(guān)注科學(xué)技術(shù)的不同，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 通過這樣的提問，能引起學(xué)生的共鳴。 激趣誘思 讓學(xué)生認同科學(xué)不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新。 有助于理解，效果好 培養(yǎng)了能力。 理解STS間的關(guān)系 激發(fā)學(xué)生立志獻身科學(xué)的情感態(tài)度。 提出本節(jié)課的最終學(xué)習(xí)目標(biāo) [基礎(chǔ)試題訓(xùn)練] 選擇題 1．下列與動物細胞培養(yǎng)有關(guān)的表述中，不正確的是 （ ） A．培養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清 B．原代培養(yǎng)的細胞一般傳至10代左右便會出現(xiàn)生長停滯 C．動物細胞培養(yǎng)一般能夠傳到40～50代，但其遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變 D．動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì)和獲得大量自身健康細胞 2．生物技術(shù)的發(fā)展速度很快，已滅絕生物的“復(fù)生”將不再是神話。如果世界上最后一只野驢剛死亡，以下較易成功“復(fù)生”野驢的方法是 （ ） A．將野驢的體細胞取出，利用組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)脫分化、再分化，培育成新個體 B．將野驢的體細胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個體 C．取出野驢的體細胞核移植到母家驢的去核卵細胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成新個體 D．將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個體 3．一只羊的卵細胞核被另一只羊的體細胞核置換后，這個卵細胞經(jīng)過多次分裂，再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一只羊羔。這種克隆技術(shù)具有多種用途，但是不能 （ ） A．有選擇地繁殖某一性別的家畜 B．繁殖家畜中的優(yōu)秀個體 C．用于保存物種 D．改變動物的基因型 [教學(xué)反思] 動物細胞融合與單克隆抗體（2課時） 教學(xué) 過程 教學(xué) 內(nèi)容 教學(xué)手段 和方法 預(yù)期 目標(biāo) 1.實例引入新課──細胞融合。 2.復(fù)習(xí)提問。 3.學(xué)習(xí)新課──細胞融合。 （1）動物細胞融合的概念。 （2）動物細胞融合的過程。 　 （3）動物細胞融合的意義和應(yīng)用。 4.學(xué)習(xí)新課──單克隆抗體。 （1）單克隆抗體的概念。 （2）單克隆抗體的生產(chǎn)過程。 　 （3）克隆抗體的應(yīng)用。 5.小結(jié)。 6.布置作業(yè)或?qū)嵺`活動。 師：1970年，有兩位科學(xué)家做了一個人—鼠細胞融合的實驗，以證明細胞膜上的蛋白質(zhì)分子是運動的。那么，如何實現(xiàn)人—鼠細胞的融合，以及動物細胞融合后還有什么用途呢？這就是今天我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 師：由于動物細胞融合與前面所學(xué)的植物體細胞雜交技術(shù)相似，所以我們通過兩個問題，來回顧一下有關(guān)植物體細胞雜交技術(shù)的基本知識。第一個問題是：植物體細胞雜交技術(shù)的過程是怎樣的？ 生：先用酶去除兩種植物細胞的細胞壁，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)體融合成雜種細胞，最后用植物組織培養(yǎng)的方法把雜種細胞培育成新的植物體。 師：第二個問題是：動植物細胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？ 生：動物細胞無細胞壁、無明顯的液泡、無質(zhì)體。 師：有了以上的基本知識，首先讓我們一起來看看有關(guān)動物細胞融合的概念。請大家翻開課本P52，閱讀第二自然段。 師：動物細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？ 生：應(yīng)該相同。 師：對，動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，那么動物細胞融合的具體過程是否也和植物原生質(zhì)體融合的過程一樣呢？ 生：應(yīng)該基本一樣吧？ 師：對，下面我們以滅活病毒誘導(dǎo)動物細胞融合過程為例，來理解動物細胞融合的過程。 誘導(dǎo)動物細胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，但動物細胞融合時可用滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑，你們知道這是為什么嗎？請閱讀課本P52的生物技術(shù)資料卡，思考并回答下面問題： 為什么滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑？ 生：因為滅活的病毒能使細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合。 師：對，那么不滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑嗎？ 生：不能，因為不滅活的病毒會感染細胞，而不能誘導(dǎo)細胞融合。 師：回答得非常好！從示意圖中我們可以看出，把兩個不同的動物細胞放在一起，用滅活的病毒處理細胞后，它們就先質(zhì)融合，再核融合，進而形成雜交細胞，這個細胞有絲分裂后仍能形成兩個完整的雜交細胞。 想一想，在動物細胞融合的實際操作過程中，是只用單個的兩種細胞來融合嗎？請你們再次結(jié)合植物體細胞雜交的過程，思考這個問題。 生：我記得在植物體細胞雜交過程的實際操作過程中，是把多個兩種細胞放在一起，讓它們?nèi)诤系摹? 師：回答正確。 生：為什么在進行兩種細胞融合時必須用多個細胞呢？ 師：這個問題問得很好，請同學(xué)們課下思考并討論這個問題。如果能查閱到有關(guān)資料，你們就能更全面地回答這個問題。 在弄清楚動物細胞融合的原理和過程后，還需說明的是任何一項技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，都不是憑空產(chǎn)生的，必定有一個發(fā)展的過程，下面我們來閱讀課本P52中的小字，了解一下動物細胞融合技術(shù)的發(fā)展簡史。 從動物細胞融合技術(shù)發(fā)展簡史的資料中，我們能切實體驗到這個技術(shù)是在不斷發(fā)展的，那么，實現(xiàn)動物細胞融合有什么意義呢？ 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，而細胞融合技術(shù)能打破生殖隔離，使遠緣雜交成為可能。具體成功的實例見大屏幕。 正因為如此，細胞融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于細胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及生物新品種培育等領(lǐng)域，但此技術(shù)還有一個十分重要的用途，就是制備單克隆抗體。有同學(xué)聽說過單克隆抗體一詞嗎？ 生：（大多數(shù)同學(xué)回答不出來。） 師：在弄清什么是單克隆抗體之前，我們先來了解以下兩個問題： 第一個問題，傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法及缺陷是什么？請同學(xué)們在閱讀課本P52的最后一自然段的基礎(chǔ)上，討論這個問題。 生：傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體，然后從動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。 師：回答得很好！下面我們再來討論第二個問題：B淋巴細胞有什么特點？請同學(xué)們繼續(xù)閱讀課本P53第一自然段，討論并回答這個問題。 生：B淋巴細胞能產(chǎn)生抗體，但每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。 師：很好！正是由于B淋巴細胞的這個特點，所以要想獲得大量的單一抗體，必須用單個B淋巴細胞進行無性繁殖，也就是通過克隆形成細胞群，這樣的細胞群就有可能產(chǎn)生出化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體，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B淋巴細胞是不可能無限增殖的，那么，科學(xué)家是怎樣解決這一問題的呢？想一想，能利用細胞融合技術(shù)來制備單克隆抗體嗎？請大家先閱讀課本P53~54單克隆抗體制備的文字及示意圖，再思考回答問題。 師：兩位科學(xué)家極富創(chuàng)造性的設(shè)想是什么？ 生：如果把一種B淋巴細胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細胞進行融合，所得到的融合細胞既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。 師：對，正是科學(xué)家先有了這個極富創(chuàng)造性的設(shè)想，然后再鍥而不舍地把設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實，才創(chuàng)造出單克隆抗體。想一想，如果把B淋巴細胞和骨髓瘤細胞放在一起時，會有幾種融合方式？ 生：有B淋巴細胞間的融合、骨髓瘤細胞間的融合以及B淋巴細胞與骨髓瘤細胞間的融合。 師：回答得非常好！那么，B淋巴細胞和骨髓瘤細胞間融合所形成的能產(chǎn)生抗體的雜交瘤細胞是如何篩選出來的？ 生：先用選擇性培養(yǎng)基篩選出雜種細胞，再進行抗體檢測和克隆化培養(yǎng)就能得到雜交瘤細胞。 師：對，基本的過程就是這樣。那么，科學(xué)家又是如何利用雜交瘤細胞來生產(chǎn)抗體的呢？ 生：第一種方法是：將雜交瘤細胞在體外大規(guī)模培養(yǎng)，從細胞培養(yǎng)液中就能提取大量的單克隆抗體；第二種方法是：把雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，再從小鼠腹腔中提取單克隆抗體。 師：完全正確。正是由于這兩位科學(xué)家的杰出貢獻，他們于1984年雙雙獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。有關(guān)單克隆抗體的應(yīng)用。請大家閱讀課本P54~55的內(nèi)容，閱讀后，請一位同學(xué)歸納一下單克隆抗體有哪些主要的用途。最好能結(jié)合其中的一個用途，如“生物導(dǎo)彈”問題，談一談你對其應(yīng)用前景的認識。 師：課后作業(yè)為課本P55“思考與探究”的三道題，如有條件，可按課本中實踐活動的要求組織學(xué)生完成。 投影人—鼠細胞融合過程的圖片，教師按圖講解，以引入新課，寫出或投影本節(jié)課的標(biāo)題──2.2.2動物細胞融合與單克隆抗體。如果學(xué)生回答不全，則可投影植物體細胞雜交技術(shù)流程圖。 教師講解和學(xué)生討論的方法相結(jié)合，以突出本節(jié)課的重點。 師生一起閱讀教材，教師按教材上的概念給學(xué)生講解。 投影用滅活病毒誘導(dǎo)動物細胞融合過程的示意圖。 學(xué)生閱讀生物技術(shù)資料卡，思考并回答問題。 讓學(xué)生再次回顧植物體細胞雜交過程，思考并回答問題。 給學(xué)生留下更多地思維空間。 讓學(xué)生自己閱讀動物細胞融合技術(shù)的發(fā)展簡史。 把教參上的已成功的動物細胞融合實例打在大屏幕上。 學(xué)生閱讀和討論相結(jié)合，以突破本節(jié)課的難點。 由于教材上沒有單克隆抗體的概念，所以應(yīng)在黑板上寫出或投影在大屏幕上。 先讓學(xué)生閱讀教材，再采用師生共同討論的方法學(xué)習(xí)此部分內(nèi)容。 此問題對學(xué)生來講稍難些，教師可提醒學(xué)生看圖或相應(yīng)的文字。 學(xué)生閱讀教材，討論，教師可投影有關(guān)應(yīng)用的資料。 課后完成，下節(jié)課由學(xué)生回答。 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 復(fù)習(xí)舊知識，為學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ)。 了解動物細胞融合的概念。 培養(yǎng)學(xué)生運用已有知識解決新問題的能力。 了解動物細胞融合的過程。 培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力及自主解決問題的能力。培養(yǎng)思維的廣闊性。 聯(lián)系舊知識，提供一個比較的對象，以此達到知識遷移的目的。 培養(yǎng)學(xué)生交流的能力及查閱相關(guān)資料的能力。 體驗科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程。 自然過渡到單克隆抗體的內(nèi)容。 把本節(jié)課的難點問題分解成問題串逐一討論解決。 了解單克隆抗體的概念。 提出問題，誘導(dǎo)思考，步步深入地了解單克隆抗體的生產(chǎn)過程。 培養(yǎng)學(xué)生的閱讀及識圖能力，使學(xué)生體驗到科學(xué)是一個探究過程，科學(xué)研究需要創(chuàng)新的意識和合作精神。 了解單克隆抗體的應(yīng)用，體驗科學(xué)、技術(shù)、社會三者間的關(guān)系。 提出本節(jié)課最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)。 [基礎(chǔ)試題訓(xùn)練] 選擇題 1．（xx，天津、山西理綜卷）科學(xué)家用小鼠骨髓瘤細胞與某種細胞融合，得到雜交細胞，經(jīng)培養(yǎng)可產(chǎn)生大量的單克隆抗體，與骨髓瘤細胞融合的是（ ） A．經(jīng)過免疫的B淋巴細胞 B．不經(jīng)過免疫的T淋巴細胞 C．經(jīng)過免疫的T淋巴細胞 D．不經(jīng)過免疫的B淋巴細胞 2（xx年，全國）用動物細胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體，下列實驗步驟中錯誤的是（ ） A．將抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞 B．用纖維素酶處理B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞 C．用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑，促使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合 D．篩選雜交資金積累細胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細胞群，培養(yǎng)后提取 單克隆抗體 3．只能使動物細胞融合的常用誘導(dǎo)方法是 （ 　） A．PEG　　B．滅活的病毒 　C．電刺激 D．離心 4．單克隆抗體是由下列哪種細胞產(chǎn)生的 （ ?。? A.B淋巴細胞 　B．T淋巴細胞 C．骨髓瘤細胞 D．雜交瘤細胞 5．用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織細胞 （　 ） A.容易產(chǎn)生各種變異 B．具有更強的全能性 C.取材十分方便 　　D．分裂增殖的能力強 [教學(xué)反思]