《动物细胞工程》教案4(新人教版选修3)_选修三动物细胞工程

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《动物细胞工程》教案4（新人教版选修3）

动物细胞工程

一、[教学目标] 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和应用前景。3.举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。

二、[教学重点和难点] 1.[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。（3）单克隆抗体的制备和应用。2.[教学难点]（1）用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。（2）单克隆抗体的制备过程。

2．2．1动物细胞培养和核移植技术（2课时）

三、[教学教程] 教学过程 教学内容

教学手段和方法 预期目标

1、回顾植物细胞工程的技术手段，引入动物细胞工程内容的学习

2、学习新课：

一、动物细胞培养（1）概念（2）原理（3）过程（4）条件（5）应用

3、学习新课：

二、动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）概念（2）分类（3）原理（4）过程（5）应用（6）局限

4、小结

5、作业或活动

师：同学们，前面我们一起学习了植物细胞工程的相关知识，请大家来回顾一下其涉及的主要技术手段。

生：有植物组织培养和植物体细胞杂交等。

师；今天我们开始一起来学习动物细胞工程的内容，请大家阅读课本p44引言，介绍动物细胞工程的常用技术手段：动物细胞培养、核移植技术、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是基础技术。现在先来学习动物细胞培养和核移植技术 师：为什么要进行动物细胞培养？ 生：（沉默）师：我们一起来看课文本小节的引言的两个实例。

师：同学们，要解决这些问题，离不开动物细胞培养技术。那么什么是动物细胞培养呢？ 生：（情绪高涨）从动物机体中取出相关组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。

师：很好！从概念中我们不难看出，该技术实施的原理是什么？ 生：细胞增殖。

师：怎样进行动物细胞的培养？需要哪些条件？

指导学生阅读p44-46内容，结合插图或投影过程示意图，最好能制成动画。师生共同归纳过程：

取材→分散→配制悬液→原代培养→传代培养。在各个箭头上注明处理方法。注意：原代培养和传代培养

原代培养：取材水解后的初次培养；

传代培养：原代培养后再处理后的后续培养。两者先后关系，不能倒置，其原理相同。后者一般至10代，也有至40-50代，但细胞核型可能会改变，从而癌变。

师：大家想一想，目前使用的或冷冻保存的细胞常常是10代以内，是什么道理？ 生：以保证细胞正常的二倍体核型。师生讨论p44的两个旁栏思考题

复习：内环境及其稳态知识，并思考和讨论以下问题：

体外细胞培养需要哪些营养物质？需要怎样的合适环境条件？（阅读讨论后）

（1）环境条件：灭菌处理、抗生素、定期更换培养基

（2）营养条件：与体内基本相同，有糖、氨基酸、无机盐、必需元素、血清、血浆等（3）温度和ph： 接近体温，ph7。2-7。4（4）气体环境：o2和co2（5%）

师：物细胞培养能否象植物组织培养那样获得克隆个体？ 生：众说纷纭。

师：不能，因为动物细胞的全能性受到分化程度的限制，发育成个体的潜能渐弱。那么这项技术有哪些用途呢？（1）生产生物制品

（2）提供基因工程的受体细胞（3）检测有毒物质的毒性

（4）用于病理、生理、药理研究

比较：培养基的状态、成分；技术依据的原理；过程；结果等方面。

师：刚才我们讲过利用上述技术无法克隆动物个体，那么能否克隆？有没有别的方法？ 生：有（声音洪亮）

师：大家说得对！什么方法？ 生：动物核移植技术。板书概念内容（略）

师：胚胎细胞核移植和体细胞核移植，后者难度较大。我们来学习后者。体细胞核的全能性 教师板画过程图：

取材→培养→显微注射到去核的次级卵母细胞→重组细胞→重组胚胎→受体雌性动物→克隆动物。

讨论：p49的三个思考题，初步理解技术的局限性。（1）改良动物，提高繁殖率（2）保护濒危物种

（3）生产转基因产品；治疗疾病等（1）成功率低。（2）有待改进。（3）健康问题。（4）安全问题

师：本节课我们学习动物细胞培养和核移植技术，大家要能说出原理、过程和应用（结果），体验到科学的伟大力量。

阅读并笔注，要求学生注意动物细胞培养，不能说成动物组织培养；而植物组织培养不能说成植物细胞培养。

板书或投影标题2，2动物细胞工程

板书或投影标题2。2。1动物细胞培养和核移植技术 可结合课本插图或用投影补充一些有关这方面的例子 可在学生阅读自学后，让学生抛开书本，口述，教师简明地板书，带领学生体会和剖析要点，领略大概过程。

这是本节学习的重点，关于培养过程，可参照课本p45示意图讲解，注意两个培养概念的区分。

注意与植物组织培养的比较。

难度不大，让学生回答，相互修正完善。师生归纳小结，教师板书

注意与植物组织培养比较，把知识学通、学活。可列表比较，让学生一目了然。让学生同时思考p46旁栏题，阅读下面的小知识卡片。指导学生阅读并学会归纳有哪几个方面的用途 用预先准备好的小黑板或投影出示。

学生会迅速阅读教材，引发新的内容的学习 让学生分析大体思路

回顾所学知识诱发学生思考原因

这是重点与难点，结合演示（多媒体），理解技术要领和关键所在。尝试让学生画图。学生笔注

结合“多利羊”实例，让学生畅所欲言。课后完成，待讲评。

让学生了解动物细胞工程的技术手段，激发其求知欲望 激发学生热爱科学、关注科学的意识

通过剖析，旨在培养学生分析和解决问题的能力，也有助学生审题能力的加强。通过比较弄清概念间的本质差异和内在联系。培养学生的求异和求同思维能力。通过思考，培养知识的迁移能力

关注科学技术的不同，培养学生严谨的科学态度。通过这样的提问，能引起学生的共鸣。激趣诱思

让学生认同科学不断发展、不断创新。有助于理解，效果好 培养了能力。理解sts间的关系 激发学生立志献身科学的情感态度。提出本节课的最终学习目标 [基础试题训练] 选择题

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．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

3．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，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 [教学反思] 动物细胞融合与单克隆抗体（2课时）教学 过程 教学 内容 教学手段 和方法 预期 目标

1.实例引入新课──细胞融合。2.复习提问。

3.学习新课──细胞融合。（1）动物细胞融合的概念。（2）动物细胞融合的过程。

（3）动物细胞融合的意义和应用。4.学习新课──单克隆抗体。（1）单克隆抗体的概念。（2）单克隆抗体的生产过程。

（3）克隆抗体的应用。5.小结。

6.布置作业或实践活动。师：1970年，有两位科学家做了一个人-鼠细胞融合的实验，以证明细胞膜上的蛋白质分子是运动的。那么，如何实现人-鼠细胞的融合，以及动物细胞融合后还有什么用途呢？这就是今天我们这节课要学习的内容。师：由于动物细胞融合与前面所学的植物体细胞杂交技术相似，所以我们通过两个问题，来回顾一下有关植物体细胞杂交技术的基本知识。第一个问题是：植物体细胞杂交技术的过程是怎样的？

生：先用酶去除两种植物细胞的细胞壁，使之成为原生质体，再用物理或化学的方法，诱导两种原生质体融合成杂种细胞，最后用植物组织培养的方法把杂种细胞培育成新的植物体。师：第二个问题是：动植物细胞在结构上有何区别？ 生：动物细胞无细胞壁、无明显的液泡、无质体。

师：有了以上的基本知识，首先让我们一起来看看有关动物细胞融合的概念。请大家翻开课本p52，阅读第二自然段。

师：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？ 生：应该相同。

师：对，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？ 生：应该基本一样吧？

师：对，下面我们以灭活病毒诱导动物细胞融合过程为例，来理解动物细胞融合的过程。诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，但动物细胞融合时可用灭活的病毒作为诱导剂，你们知道这是为什么吗？请阅读课本p52的生物技术资料卡，思考并回答下面问题：

为什么灭活的病毒能作为诱导剂？

生：因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。

师：对，那么不灭活的病毒能作为诱导剂吗？

生：不能，因为不灭活的病毒会感染细胞，而不能诱导细胞融合。

师：回答得非常好！从示意图中我们可以看出，把两个不同的动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理细胞后，它们就先质融合，再核融合，进而形成杂交细胞，这个细胞有丝分裂后仍能形成两个完整的杂交细胞。

想一想，在动物细胞融合的实际操作过程中，是只用单个的两种细胞来融合吗？请你们再次结合植物体细胞杂交的过程，思考这个问题。

生：我记得在植物体细胞杂交过程的实际操作过程中，是把多个两种细胞放在一起，让它们融合的。

师：回答正确。

生：为什么在进行两种细胞融合时必须用多个细胞呢？

师：这个问题问得很好，请同学们课下思考并讨论这个问题。如果能查阅到有关资料，你们就能更全面地回答这个问题。

在弄清楚动物细胞融合的原理和过程后，还需说明的是任何一项技术的发现，都不是凭空产生的，必定有一个发展的过程，下面我们来阅读课本p52中的小字，了解一下动物细胞融合技术的发展简史。

从动物细胞融合技术发展简史的资料中，我们能切实体验到这个技术是在不断发展的，那么，实现动物细胞融合有什么意义呢？

大家都知道，物种间由于存在生殖隔离使得有性杂交方法有局限性，而细胞融合技术能打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能。具体成功的实例见大屏幕。正因为如此，细胞融合技术已广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学及生物新品种培育等领域，但此技术还有一个十分重要的用途，就是制备单克隆抗体。有同学听说过单克隆抗体一词吗？ 生：（大多数同学回答不出来。）

师：在弄清什么是单克隆抗体之前，我们先来了解以下两个问题：

第一个问题，传统的抗体生产方法及缺陷是什么？请同学们在阅读课本p52的最后一自然段的基础上，讨论这个问题。

生：传统的抗体生产方法是向动物体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：回答得很好！下面我们再来讨论第二个问题：b淋巴细胞有什么特点？请同学们继续阅读课本p53第一自然段，讨论并回答这个问题。

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：很好！正是由于b淋巴细胞的这个特点，所以要想获得大量的单一抗体，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，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？请大家先阅读课本p53~54单克隆抗体制备的文字及示意图，再思考回答问题。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。想一想，如果把b淋巴细胞和骨髓瘤细胞放在一起时，会有几种融合方式？

生：有b淋巴细胞间的融合、骨髓瘤细胞间的融合以及b淋巴细胞与骨髓瘤细胞间的融合。师：回答得非常好！那么，b淋巴细胞和骨髓瘤细胞间融合所形成的能产生抗体的杂交瘤细胞是如何筛选出来的？ 生：先用选择性培养基筛选出杂种细胞，再进行抗体检测和克隆化培养就能得到杂交瘤细胞。师：对，基本的过程就是这样。那么，科学家又是如何利用杂交瘤细胞来生产抗体的呢？ 生：第一种方法是：将杂交瘤细胞在体外大规模培养，从细胞培养液中就能提取大量的单克隆抗体；第二种方法是：把杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖，再从小鼠腹腔中提取单克隆抗体。

师：完全正确。正是由于这两位科学家的杰出贡献，他们于1984年双双获得诺贝尔生理学或医学奖。有关单克隆抗体的应用。请大家阅读课本p54~55的内容，阅读后，请一位同学归纳一下单克隆抗体有哪些主要的用途。最好能结合其中的一个用途，如“生物导弹”问题，谈一谈你对其应用前景的认识。

师：课后作业为课本p55“思考与探究”的三道题，如有条件，可按课本中实践活动的要求组织学生完成。

投影人-鼠细胞融合过程的图片，教师按图讲解，以引入新课，写出或投影本节课的标题──2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体。如果学生回答不全，则可投影植物体细胞杂交技术流程图。

教师讲解和学生讨论的方法相结合，以突出本节课的重点。师生一起阅读教材，教师按教材上的概念给学生讲解。投影用灭活病毒诱导动物细胞融合过程的示意图。学生阅读生物技术资料卡，思考并回答问题。

让学生再次回顾植物体细胞杂交过程，思考并回答问题。给学生留下更多地思维空间。

让学生自己阅读动物细胞融合技术的发展简史。

把教参上的已成功的动物细胞融合实例打在大屏幕上。学生阅读和讨论相结合，以突破本节课的难点。

由于教材上没有单克隆抗体的概念，所以应在黑板上写出或投影在大屏幕上。先让学生阅读教材，再采用师生共同讨论的方法学习此部分内容。此问题对学生来讲稍难些，教师可提醒学生看图或相应的文字。学生阅读教材，讨论，教师可投影有关应用的资料。课后完成，下节课由学生回答。激发学生学习兴趣。

复习旧知识，为学习新知识奠定基础。了解动物细胞融合的概念。

培养学生运用已有知识解决新问题的能力。了解动物细胞融合的过程。

培养学生的阅读能力及自主解决问题的能力。培养思维的广阔性。联系旧知识，提供一个比较的对象，以此达到知识迁移的目的。培养学生交流的能力及查阅相关资料的能力。体验科学技术是一个不断发展的过程。自然过渡到单克隆抗体的内容。

把本节课的难点问题分解成问题串逐一讨论解决。了解单克隆抗体的概念。

提出问题，诱导思考，步步深入地了解单克隆抗体的生产过程。

培养学生的阅读及识图能力，使学生体验到科学是一个探究过程，科学研究需要创新的意识和合作精神。

了解单克隆抗体的应用，体验科学、技术、社会三者间的关系。提出本节课最终的学习目标。