高中生物选修三-专题二-第二节-动物细胞工程-教案-

人教版高中生物选修三PAGEPAGE5教案—黄裕军—动物细胞工程—2018年春季第5周教学设计理念：随着信息技术走入课堂，如何利用信息的资源性和共享性，使学科课程的教与学的方式有所突破，不再局限于传统的单向活动和双向活动，拓展学生的学习途径。这是我应用的教学模式要突破的问题。根据学习内容让学生们承包学习任务，学生先阅读教材进行初步的学习，就会发现一些问题。通过教师的指导，让学生上网查询、搜集、筛选相关的资料，经加工提炼成为每组要发表的成果，当然也有他们没有解决的一些问题和新的想法。通过课堂为平台。引导他们互教互学，互相切磋，讨论求解，共同提高，师生之间、学生之间的互动得到了充分的运用，使问题深入，加深学生对知识的理解和应用能力。利用信息资源实现学生的自主学习。教师由教学的主宰者转变为教学的参与者、指导者，以平等的身份参与到学习中去。充分发挥学生的主体作用，发展学生的兴趣、爱好和特长，使学生的创新和实践能力、自身的综合素质得到锻炼和提高。这一教学模式的尝试充分的体现了素质教育的教学原则：1、教学要适应这个年龄阶段学生的发展的特点；2、让学生在经验中学习；3、教学中努力培养学生的兴趣；4、教学中要以学生为主体；5、教学中要充分尊重和重视个性差异；6、教学要多样化。教学目标：知识目标：知道动物细胞培养技术、细胞融合技术、单克隆抗体的制备及应用。能力目标：（1）、提高学生获取知识的能力、逻辑思维能力以及分析问题和解决问题的能力。（2）、使学生学会获取知识和探索生物科学的基本方法。情感目标：（1）、培养学生刻苦学习、勇于探究的科学精神。（2）、提高学生的合作意识和团队精神。重点难点：重点：单克隆抗体。难点：单克隆抗体的制备过程。课时安排：4课时。课前准备：教师：1、布置各学习小组的学习任务。（内容见“教学过程”）2、制作教学过程中应用的教学软件。3、为学生提供相关的网站、资料，指导学生制作展示软件。学生：做好预习，基础好的可以尝试归纳比较第1、2课时教学过程流程主要内容教师活动学生活动设计意图二、动物细胞培养的应用（一）生产蛋白质生物制品二、动物细胞培养的应用（一）生产蛋白质生物制品20世纪80年代，中国科学院上海细胞生物学研究所建立了动物细胞的大量培养技术，并且成功地应用于抗人肝癌的单克隆抗体的试生产。（二）微粒皮肤移植术简介1、基本原理：移植皮肤扩展主要依靠处于边缘的细胞分裂。同一面积的皮片，分割愈小，总的边缘愈长，处于皮片边缘的细胞愈多，扩展率愈大。

2、手术方法：

将自体皮剪成小于1~2mm的微粒进行移植。有两个关键问题需解决，一是微粒皮的方向性，二是微粒皮的分散问题。采用盐水漂浮法可解决这两个问题。将微粒皮置于生理盐水中，因其比重小，可漂浮在水面上，且表皮面均自然向上，基本达到方向一致；其次，微粒皮在漂浮过程中，可均匀分散。然后利用真丝绸布转移法，将微粒皮转移到作为覆盖物的大张异体（种）皮上，再移植至已进行切（削）痂手术的烧伤创伤面上。

3、本法优点：

①自体皮的扩展率高，能得到充分利用。

②愈合后创面比较平整，疤痕较轻。

③方法简单、易于掌握，节省手术时间，节省人力。（三）判断某物质的毒性等创设问题情境导入课堂汇报交流组间问答、讨论概括总结第一学习小组学习动物细胞培养技术的相关知识。第二学习小组学习单克隆抗体的相关知识。通过植物组织培养，可以将离体的植物组织、器官和细胞培养成完整的植株。那么，如果将动物细胞进行培养，结果如何呢？引出动物细胞工程常用的五项技术手段。第一组的同学汇报本小组的学习所获。动物胚胎或幼龄动物的组织、器官动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶10代细胞50代细胞无限传代原代培养传代培养细胞株细胞系一、动物细胞培养（一）、过程：遗传物质未改变遗传物质改变（二）、动物细胞培养的应用1、生产蛋白质生物制品20世纪80年代，中国科学院上海细胞生物学研究所建立了动物细胞的大量培养技术，并且成功地应用于抗人肝癌的单克隆抗体的试生产。2、微粒皮肤移植术简介（1）、基本原理：移植皮肤扩展主要依靠处于边缘的细胞分裂。同一面积的皮片，分割愈小，总的边缘愈长，处于皮片边缘的细胞愈多，扩展率愈大。

（2）、手术方法：

将自体皮剪成小于1~2mm的微粒进行移植。有两个关键问题需解决，一是微粒皮的方向性，二是微粒皮的分散问题。采用盐水漂浮法可解决这两个问题。将微粒皮置于生理盐水中，因其比重小，可漂浮在水面上，且表皮面均自然向上，基本达到方向一致；其次，微粒皮在漂浮过程中，可均匀分散。然后利用真丝绸布转移法，将微粒皮转移到作为覆盖物的大张异体（种）皮上，再移植至已进行切（削）痂手术的烧伤创伤面上。

3、判断某物质的毒性等（三）、我们的问题1、动物血清的作用？动物细胞培养的培养基是液体培养基，动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。动物血清除了提供细胞生长的营养成分外，还能促进细胞DNA的合成，并含有细胞增殖所必需的生长因子。２、为什么将组织剪碎后要用胰蛋白酶处理？动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织器官。用胰蛋白酶能够将弹性纤维水解，使细胞彼此分散开，进而使其能够与培养液充分接触。3、培养的动物细胞为什么会贴壁生长?动物细胞的体外培养有两种类型：一类是非贴壁依赖性细胞，这类细胞可以采用与微生物培养类似的方法进行悬浮培养；另一类是贴壁依赖性细胞，需要附着于带适量电荷的固体或半固体表面上生长。讨论以上同学讲解的关于动物细胞培养这一知识的问题。集中质疑：为什么选用动物胚胎或幼龄动物的组织或器官进行培养？为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？为什么定期用胰蛋白酶处理？培养的细胞为何贴壁生长？如何界定原代培养和传代培养以及细胞株和细胞系？动物细胞培养与植物组织培养的比较。（原理、培养基、结果和培养目的）课前，教师布置各组的学习任务。提供相关网站，指导学生的学习。教师提问。在学生讲述过程中。教师及时更正和补充。强调重点。教师依据大纲、教材、学生的基础情况，对学生可能提出的问题有所预期。并做好充分的准备。在学生讨论和回答过程中及时地更正、补充、点拨。教师要根据学生的学习情况辅以图片、电脑动画等对一些问题进行精讲。1、阅读课本内容。2、发现问题。3、带着问题去查找相关网站和资料。4、将所学的知识进行归纳总结。学生回答问题。第一学习组为大家讲解动物细胞培养的过程。第一学习组为大家介绍动物细胞培养的应用。学生兴趣倍增。第一学习组为大家讲解动物细胞培养的学习过程中遇到的问题。积极参加课堂讨论和提问，第一学习小组积极回答问题。每个人都可发表个人见解。积极思考并回答问题，把握重点。巩固知识。并加强前后知识的联系。变学生被动的学为主动的学。既培养学生的兴趣又教会了学生如何学习。调动学生学习的积极性，导入本节课的学习内容。他们互教互学，调动学生的积极性，培养学生的能力。拓展学习途径。让学生成为学习的主人。这一内容学生非常感兴趣。适度扩展学生的知识面。使理论与实际联系在一起。第一组同学学习中遇到的问题，是具有代表性的，与同学分享他们的学习成果。突破难点。实现资源共享。鼓励自主学习，探讨研究。引导他们互教互学，互相切磋，讨论求解，共同提高，师生之间、学生之间的互动得到了充分的运用，使问题深入，加深学生对知识的理解和应用能力。以问题为线索。帮助学生把握重点知识，加强理解，加深记忆。第3、4课时流程主要内容教师活动学生活动设计意图导入新课课堂汇报交流组间问答、讨论概括总结复习动物细胞工程常用的技术手段引入新课。二、动物细胞融合通过与植物体细胞杂交技术的比较。使学生明确动物细胞融合的原理、过程、结果和特有的诱导融合的手段。动物细胞融合技术最重要用途是制备单克隆抗体。引入下一个内容。三、单克隆抗体复习什么是抗体？在什么样的条件下才会合成抗体？主要分布于哪？有哪些应用？如何获得大量的化学性质单一、特异性强的抗体呢？第二组的同学汇报本小组的学习所获。（一）、单克隆抗体的制备第一步：将抗原注射到小鼠体内进行免疫，从小鼠脾脏中获得能够产生抗体的Ｂ淋巴细胞。与小鼠骨髓瘤细胞融合。第二步：用选择培养基，选出杂交瘤细胞。后逐一克隆和扩增，从中挑选出既能产生抗体又可大量增殖的杂交瘤细胞。第三步：将杂交瘤细胞接种在培养瓶中扩大培养或注射到小鼠腹腔内增殖。从细胞培养液或小鼠的腹水中，提取出大量的单克隆抗体。（二）、单克隆抗体的应用1作为生物治疗的导向武器——制成“生物导弹”脂质体是由既亲水又亲油的两亲磷脂组成的连续双分子层微囊，内含水相空间，可包裹水溶性物质。包有细胞毒剂的脂质体膜上偶联抗体，可定向攻击靶细胞，称为免疫脂质体。可将化疗药物、细菌毒素、植物毒素或放射性同位素等细胞毒剂与抗肿瘤抗原的单克隆抗体直接交联，利用其导向作用，使细胞毒剂定位于肿瘤细胞把它直接杀伤。这不仅提高了抗体的疗效，也可降低细胞毒剂对正常细胞的毒性反应。2、作为医学检验试剂（1）诊断各类病原体；（2）肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原的检测（3）机体微量成分的测定（4）检测淋巴细胞表面标志3、作为免疫抑制剂4、增强抗原的免疫原性（三）、我们的问题1、为什么要筛选杂交瘤细胞？细胞融合是一个随机的物理过程。在小鼠脾细胞和小鼠骨髓瘤细胞混合细胞悬浮液中，经融合后细胞将以多种形式出现。如融合的脾细胞和瘤细胞、融合的脾细胞和脾细胞、融合的瘤细胞和瘤细胞、未融合的脾细胞、未融合的瘤细胞以及细胞的多聚体形式等。正常的脾细胞在培养基中存活仅5～7天，无需特别筛选，细胞的多聚体形式也容易死去。而未融合的瘤细胞则需进行特别的筛选去除。2、怎样筛选杂交瘤细胞？细胞DNA合成一般有两条途径。主途径是由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，叶酸作为重要的辅酶参与这一合成过程。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经次黄嘌呤磷酸核糖转化酶（HGPRT）和胸腺嘧啶核苷激酶（TK）的催化作用合成DNA。细胞融合的选择培养基中有三种关键成分：次黄嘌呤（hypoxanthine，H）、氨甲蝶（aminopterin，A）和胸腺嘧啶核苷（thymidine，T），所以取三者的字头称为HAT培养基。氨甲蝶呤是叶酸的拮抗剂，可阻断瘤细胞利用正常途径合成DNA，而融合所用的瘤细胞是经毒性培养基选出的HGPRT－细胞株，所以不能在该培养基中生长。只有融合细胞具有亲代双方的遗传性能，可在HAT培养基中长期存活与繁殖。3、为什么进行第二次挑选？互补：两种亲本细胞生长特征在杂种细胞中共同表达的现象。激活：一个亲本细胞的非活动基因在杂种细胞中得到表达的现象。消失：亲本细胞某些遗传性状在杂种细胞中消失的现象。激活与消失：杂种细胞中原亲本非活动基因被激活而同一亲本某些遗传性状同时消失的现象。通过单细胞培养，筛选出既可以无限增殖又可以合成抗体的杂交瘤细胞。讨论以上同学讲解的关于单克隆抗体这一知识的问题。集中质疑：（1）为什么选用小鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合？（2）骨髓瘤细胞是癌细胞吗？（3）这里的骨髓瘤细胞除具有无限增值的特点还须具备什么条件？（4）整个过程为何要经过两次筛选？两次分别如何筛选？（5）杂交瘤细胞在体外培养和小鼠腹腔内培养有何区别？（6）鼠单抗能否直接用于人的疾病的治疗？简单介绍胚胎移植和核移植技术教师演示动物细胞融合的动画。教师提问。做好知识铺垫。教师及时更正和补充。强调重点。参与讨论。教师依据大纲、教材、学生的基础情况，对学生可能提出的问题有所预期。并做好充分的准备。在学生讨论和回答过程中及时地更正、补充、点拨。教师要根据学生的学习情况辅以图片、电脑动画等对一些问题进行精讲。以图片的形式。介绍一些科研事例。学生积极思考，认真观察。学生积极思考并回答，提高求知欲望。第二学习组为大家讲解单克隆抗体的制备。第二学习组为大家介绍单克隆抗体的应用。第二学习组为大家讲解单克隆抗体学习过程中的遇到的问题。积极参加课堂讨论和提问，第一学习小组积极回答问题。并发表个人见解。积极思考并回答问题。由教师引导由简单内容过渡到下一个重点内容。节省时间。利用学生原有的知识储备。调动学生学习的积极性和主动性。引导他们互教互学，调动学生的积极性，培养学生的能力。让学生成为学习的主人。这一内容学生非常感兴趣。适度扩展学生的知识面。使理论与实际联系在一起。第二组同学学习中遇到的问题，是具有代表性的，与同学分享他们的学习成果。突破难点。鼓励自主学习，探讨研究。引导他们互教互学，互相切磋，讨论求解，共同提高，师生之间、学生之间的互动得到了充分的运用，使问题深入，加深学生对知识的理解和应用能力。以问题为线索。帮助学生把握重点知识，加强理解，加深记忆。对动物细胞工程技术有一个较完整的知识体系。[板书设计]动物细胞工程动物细胞培养技术