新教材同步备课2024春高中生物第2章细胞工程第2节动物细胞工程2.1动物细胞培养教案新人教版选择性必修3

2.2动物细胞工程一动物细胞培育一、教学目标1.认同动物细胞培育是模拟体内生理条件在体外进行的培育，由此分析、推出培育动物细胞须要满意的基本条件。2.尝试建构动物细胞培育的基本流程。3.认同动物细胞培育是动物细胞工程的基础。4.简述干细胞的应用；通过探讨干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险，理性看待生物技术的应用，增加社会责任感。二、教学重难点1.教学重点（1）动物细胞培育的条件和过程。（2）干细胞在生物医学工程中的应用。2.教学难点（1）动物细胞培育的条件和过程。三、教学设计思路本节老师通过真实的教学情境，引导学生概括出动物细胞培育的概念，通过联系就学问，帮助学生建立学问网络，使学生更加深化对动物细胞培育的过程，通过对干细胞应用的教学，让学生理性地看待并合理运用生物技术，增加社会责随意识四、教学过程【新课导入】老师利用课件展示教材中“从社会中来”的相关内容，指出在治疗大面积烧伤的病人时，自体移植的皮肤是有限的，引导学生思索，怎么才能获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培育出可供移植的皮肤？通过小组之间相互探讨沟通，引导学生概括出动物细胞培育的概念。老师以真实的情境导入，让学生相识动物细胞培育技术与生活的联系。在治疗大面积烧伤时，通常接受的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤特别有限，运用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。探讨：1.怎样才能获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培育出可供移植的皮肤？可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培育、扩增；目前，科学家还在探讨对皮肤干细胞进行培育，以获得适合临床上运用的人造皮肤。学生：通过小组之间相互探讨沟通，归纳概括出动物细胞培育的概念。动物细胞培育的概念：从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后在相宜的培育条件下，让这些细胞生长和增殖。地位：动物细胞工程的基本技术原来：细胞增殖培育对象：胚胎或幼龄动物的细胞较成体的细胞更易培育。【新课讲授】（一）动物细胞培育的条件老师指导学生阅读教材第43-44页的相关文字，并回顾选择性必修一的相关的学问内容，让学生小组之间相互探讨老师提出的问题：1.机体给体内的细胞供应了哪些相宜的条件使其能够维持正常的生命活动？2.体外细胞培育时须要供应哪些物质？3.动物细胞培育须要什么条件？老师引导学生回顾旧学问，分析，推出培育动物细胞须要满意的基本条件，通过运用旧知探究新知，促进学生对新学问的理解。学问梳理：1.动物细胞培育的条件（1）养分：糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。①合成培育基：将细胞所需的养分物质按种类和所需量严格配制的培育基。②动物血清：含人类未知、细胞生长和增殖所必需的物质。③培育基的物理性质：培育动物细胞一般运用液体培育基，也称为培育液。（2）无菌、无毒的环境①对培育液和全部培育用具进行灭菌处理。②在无菌环境下进行操作。③培育液须要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。（3）温度、pH和渗透压①相宜的温度：哺乳动物细胞培育的温度多以36.5±0.5℃为宜。②相宜的pH：多数动物细胞生存的相宜pH为。③相宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能。（4）气体环境通常接受培育皿或松盖培育瓶。并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培育箱中进行培育。O2：细胞代谢所必需的。CO2：主要作用是维持培育液的pH。（二）动物细胞培育的过程老师指导学生阅读教材“动物细胞培育的过程”的文字部分，并在课件中展示动物细胞培育的过程的示意图，思索、回答下列问题：1.进行细胞培育时，为什么首先将组织分散成很多单个细胞？2.将组织块用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么成分？如何推理出来的？用胃蛋白酶可以吗？为什么？3.原代培育和传代培育如何区分？4.细胞培育一段时间，分裂会受阻，这是为什么？怎样解决这一问题？5.简要画出动物细胞培育的流程图6.动物细胞培育和植物细胞培育有什么相同和不同之处？展示动物细胞培育的过程的示意图：老师通过让学生自己阅读教材，并与学生小组之间相互探讨沟通，让学生对学问内容的理解更加深化，并在这个过程中，熬炼学生的思维实力和合作精神。学问梳理：动物细胞培育的过程1.取动物组织一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。因为这些细胞分化程度低，增殖实力强，简洁培育。2.制成细胞悬液（1）将细胞分散成单个细胞。①机械的方法。②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。缘由：①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；②能使细胞与培育液充分接触，更易进行物质交换。（2）用培育液将细胞制成细胞悬液。3.进行原代培育（1）操作过程：将细胞悬液放入培育皿或培育瓶内，置于相宜环境中培育。原代培育：通常将分瓶之前的细胞培育，即动物组织经处理后的初次培育称为原代培育。（2）体外培育的动物细胞类型①悬浮生长类：能够悬浮在培育液中生长增殖。会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培育液中养分物质缺乏等因素而分裂受阻。②贴壁生长类：须要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁），大多数细胞属于此类。除受密度、有害代谢物、养分物质影响外，还会发生接触抑制现象。接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。4.分瓶、进行传代培育悬浮培育的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培育液中养分物质等因素而分裂受阻，贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素影响外，还会发生接触抑制现象。这时就须要对细胞进行分瓶培育，让细胞接着增殖。传代培育：将分瓶后的细胞培育称为传代培育。（1）悬浮生长类：干脆用离心法收集。（2）贴壁生长类：须要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培育。小组探讨，问题探究：1.进行动物细胞培育时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？提示：用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的相宜pH约为2.当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培育的相宜pH为7.2~7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。2.幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培育？为什么？提示：细胞的增殖实力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖实力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培育。同样，分化程度越低的细胞，增殖实力越强，所以更简洁培育。3.动物细胞培育与植物组织培育有什么相同和不同之处？提示：可以从培育的原理，所需的养分条件、环境条件以及培育的过程等方面进行分析比较。植物组织培育和动物细胞培育的比较（三）干细胞培育及其应用动物细胞培育又有哪些详细应用呢？通过提问引出干细胞的相关内容。展示“胚胎干细胞”的电镜图：通过阅读教材中的内容，老师进行提问：1.干细胞有哪些类型？这些类型各有怎样的特点和哪些方面的应用？2.科学家是怎样获得诱导多能干细胞的？这种细胞与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？3.干细胞用于临床治疗可能存在什么问题？4.你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益和风险？老师通过对相关问题的探讨，可以让学生理性地看待并合理运用生物技术，增加社会责随意识。学问梳理：1.干细胞（1）概念：动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化实力的细胞。在确定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。（2）分布：存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。（3）分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等。①胚胎干细胞（简称ES细胞）：也叫全能干细胞，存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的全部组织和器官甚至个体的潜能。②成体干细胞：是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞（多能干细胞）、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞（专能干细胞）等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的实力。应用最成熟的成体干细胞：造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。2.诱导多能干细胞（iPS细胞）（1）概念：通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。（2）获得方法：①将特定基因或特定蛋白导入细胞；②用小分子化合