江西省万载县高中生物 专题2 细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术1教学设计 新人教版选修3

江西省万载县高中生物专题2细胞工程2.2.1动物细胞培养和核移植技术1教学设计新人教版选修3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析同学们，咱们今天来聊聊细胞工程这个话题，特别要提的是动物细胞培养和核移植技术。这可是生物科技领域里的“明星技术”呢！咱们高中生物选修3的这本书，就专门给我们介绍了这些高科技的奥秘。咱们得把课本上的知识点和实际应用结合起来，看看这些技术是怎么在实验室里变魔术的。别急，接下来，我就要带大家走进这个神奇的细胞世界啦！😄🌟二、核心素养目标1.培养学生科学探究能力，通过实验操作理解动物细胞培养和核移植技术的原理。

2.提升学生的生物技术实践技能，学会设计实验方案和数据分析。

3.增强学生的科学思维，引导学生从分子层面理解生物现象，形成辩证唯物主义的世界观。

4.激发学生对生物科技的兴趣，培养学生社会责任感，关注科技发展对人类社会的影响。三、教学难点与重点1.教学重点，

①动物细胞培养的具体步骤及其原理，包括细胞贴壁、传代培养等关键环节。

②核移植技术的操作流程，特别是细胞核与细胞质的匹配以及移植后的细胞发育过程。

③通过实验数据，分析细胞培养和核移植技术的结果，理解其科学原理和实际应用。

2.教学难点，

①理解细胞培养过程中细胞分裂、生长调控的复杂性，以及如何维持细胞活力。

②掌握核移植技术中细胞核与细胞质相互作用的具体机制，以及如何克服核质不匹配的问题。

③分析实验结果时，能够识别和解释细胞培养和核移植过程中可能出现的异常现象，如细胞变异、细胞凋亡等。四、教学资源-软硬件资源：细胞培养箱、显微镜、离心机、移液器、培养皿、细胞培养液、抗生素、核移植专用设备。

-课程平台：生物实验室管理系统、教学视频平台。

-信息化资源：动物细胞培养和核移植技术的操作手册、实验报告模板、相关科研论文数据库。

-教学手段：PPT演示文稿、实验操作演示视频、在线互动问答系统。五、教学过程**导入新课：**

同学们，早上好！今天我们要一起探索一个既神奇又充满挑战的领域——细胞工程。你们可能听说过克隆羊多利，它就是利用了核移植技术诞生的。今天，我们就来揭开这个领域的神秘面纱，看看动物细胞培养和核移植技术背后的科学故事。（微笑）

**一、动物细胞培养的基本原理**

1.**细胞贴壁与生长**

-（展示PPT或视频）首先，我们来看动物细胞如何在培养皿上贴壁生长。同学们，你们知道细胞是如何适应培养环境的吗？

-（学生讨论）好的，我们一起来回顾一下。细胞在适宜的培养液中会贴附在培养皿表面，开始分裂生长。

-（教师讲解）没错，细胞贴壁是细胞适应新环境的第一步，这一过程需要细胞表面的糖蛋白和细胞外基质相互作用。

2.**传代培养与细胞分裂**

-（继续展示PPT或视频）接下来，我们讨论一下传代培养。这是维持细胞活力和增殖的重要方法。

-（学生提问）老师，为什么需要传代培养呢？

-（教师回答）传代培养可以防止细胞衰老和变异，确保实验的准确性和一致性。在传代过程中，我们需要小心操作，避免污染。

-（演示操作）现在，我将展示如何进行传代培养，包括解离、洗涤、重悬和分装细胞。

**二、核移植技术**

1.**核移植的概念**

-（切换到核移植的PPT）现在，让我们转向核移植技术。这是细胞工程中的一个重要技术，它涉及到将一个细胞的细胞核移植到另一个去核的细胞中。

-（学生提问）老师，核移植有什么用呢？

-（教师回答）核移植技术可以用于克隆动物、研究基因功能等。它对于医学和生物科学的研究具有重要意义。

2.**核移植的操作步骤**

-（展示操作视频）首先，我们需要从供体细胞中取出细胞核，然后将这个细胞核移植到去核的卵细胞中。

-（学生观察）看，这个过程需要非常精细的操作，以确保细胞核和卵细胞的匹配。

-（教师讲解）接下来，我们将移植后的细胞培养在特定的培养液中，以促进细胞分裂和发育。

**三、实验数据分析与讨论**

1.**观察细胞培养结果**

-（展示显微镜下的细胞培养图片）同学们，现在我们来看一下细胞培养的结果。你们能观察到哪些现象？

-（学生观察并讨论）好的，我们注意到细胞贴壁、分裂，形成了细胞群。

2.**核移植实验结果分析**

-（展示核移植实验的显微镜图片）现在，我们来分析核移植实验的结果。你们认为移植后的细胞会发育成什么样子？

-（学生讨论）是的，我们预计移植后的细胞会继续分裂，形成与供体细胞相似的细胞群。

**四、总结与反思**

1.**回顾重点内容**

-（总结PPT）今天，我们学习了动物细胞培养和核移植技术。重点内容包括细胞贴壁、传代培养、核移植的操作步骤和实验数据分析。

-（学生回顾）是的，老师，我们掌握了这些关键步骤和原理。

2.**提出思考问题**

-（教师提问）同学们，你们认为这些技术在未来的生物科学研究中会有哪些应用？

-（学生思考并回答）我认为这些技术可以帮助我们更好地理解基因的功能，也可以用于治疗某些遗传疾病。

**五、课后作业**

1.**阅读材料**

-（布置作业）请大家课后阅读相关的科普文章，了解动物细胞培养和核移植技术在生物科学领域的最新进展。

2.**实验报告**

-（布置作业）根据今天的实验内容，完成一份实验报告，包括实验步骤、观察结果和你的思考。

同学们，今天的课就到这里。希望大家通过今天的课程，能够对细胞工程有一个更深入的了解。下课！🌟📚六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.**理论知识掌握**

-学生能够准确理解动物细胞培养的基本原理，包括细胞贴壁、传代培养等关键步骤。

-学生掌握了核移植技术的概念和操作步骤，能够描述细胞核与细胞质的相互作用。

-学生对细胞培养和核移植技术的应用有了初步的认识，能够将理论知识与实际应用相结合。

2.**实验技能提升**

-学生通过实际操作，学会了使用细胞培养箱、显微镜、离心机等实验设备。

-学生掌握了细胞培养、细胞核提取、细胞核移植等实验技能，提高了实验操作的准确性和规范性。

-学生能够独立完成实验报告，包括实验步骤、观察结果和数据分析。

3.**科学探究能力增强**

-学生在实验过程中培养了观察、分析、推理和解决问题的能力。

-学生学会了如何设计实验方案，如何通过实验验证假设，如何分析实验数据。

-学生能够将实验结果与理论知识相结合，提出自己的见解和思考。

4.**科学思维和创新能力**

-学生通过学习动物细胞培养和核移植技术，增强了辩证唯物主义的科学思维。

-学生能够从分子层面理解生物现象，培养了创新意识和解决问题的能力。

-学生对生物科技的兴趣得到激发，愿意探索更多未知领域。

5.**社会责任感和伦理意识**

-学生认识到生物科技发展对人类社会的重要影响，增强了社会责任感。

-学生在实验过程中学会了尊重生命、关爱环境，形成了良好的伦理意识。

-学生能够关注科技发展对伦理道德的挑战，思考如何在科技发展中维护人类利益。

6.**团队合作与沟通能力**

-学生在实验过程中学会了与他人合作，共同完成任务。

-学生能够有效沟通，表达自己的观点和想法，倾听他人的意见。

-学生在团队合作中学会了分工协作，提高了团队协作能力。七、典型例题讲解**例题1：**

动物细胞培养过程中，如何维持细胞活力和增殖？

**解答：**

为了维持细胞活力和增殖，我们需要做到以下几点：

1.提供适宜的培养环境：包括适宜的温度、pH值和气体环境（如氧气和二氧化碳）。

2.使用高质量的培养液：含有必需的营养成分，如氨基酸、维生素、无机盐等。

3.避免污染：严格控制无菌操作，防止细菌、真菌和病毒的污染。

4.适时传代：当细胞生长到一定密度时，进行传代培养，以防止细胞衰老和变异。

**例题2：**

在核移植技术中，为什么需要选择去核的卵细胞作为受体细胞？

**解答：**

选择去核的卵细胞作为受体细胞的原因如下：

1.卵细胞体积大，营养丰富，有利于细胞的分裂和发育。

2.卵细胞质中含有丰富的细胞因子，可以促进细胞核的发育。

3.去核的卵细胞可以接受外源细胞核，实现核质重组。

**例题3：**

动物细胞培养过程中，如何判断细胞是否污染？

**解答：**

判断细胞是否污染的方法包括：

1.观察细胞形态：污染的细胞可能呈现出异常的形态，如细胞肿胀、变形等。

2.观察细胞生长情况：污染的细胞生长速度减慢，甚至死亡。

3.进行微生物检测：通过培养、染色等方法检测培养液和细胞中的微生物。

**例题4：**

核移植技术中，如何克服核质不匹配的问题？

**解答：**

克服核质不匹配的问题可以采取以下措施：

1.选择合适的受体细胞：选择与供体细胞遗传背景相似的卵细胞作为受体细胞。

2.优化培养条件：调整培养液的成分和培养条件，以促进细胞核和细胞质的相互作用。

3.使用基因编辑技术：通过基因编辑技术，调整受体细胞的基因表达，以适应供体细胞核的遗传信息。

**例题5：**

动物细胞培养和核移植技术在生物科学领域有哪些应用？

**解答：**

动物细胞培养和核移植技术在生物科学领域有广泛的应用，包括：

1.克隆动物：通过核移植技术克隆动物，如克隆羊多利。

2.基因治疗：利用细胞培养技术，将正常基因导入患者的细胞中，治疗遗传性疾病。

3.研究基因功能：通过细胞培养和核移植技术，研究基因的功能和调控机制。

4.生物制药：利用细胞培养技术生产生物药物，如单克隆抗体、疫苗等。八、作业布置与反馈**作业布置：**

为了帮助学生巩固今天所学的动物细胞培养和核移植技术知识，以下是布置的作业：

1.**实验报告撰写**：

-要求学生根据本节课的实验内容，撰写一份实验报告。报告应包括实验目的、原理、步骤、结果分析以及结论。

-学生需详细描述实验过程中观察到的现象，对实验结果进行合理解释，并提出可能的改进措施。

2.**案例分析**：

-选择一篇关于动物细胞培养或核移植技术的科研论文，要求学生阅读并分析其中提到的实验设计、结果和结论。

-学生需撰写一篇短文，总结论文的主要发现，并讨论这些发现对生物科学领域的意义。

3.**知识回顾与拓展**：

-让学生回顾本节课所学的关键知识点，包括细胞培养的步骤、核移植的技术难点等。

-鼓励学生思考并回答以下问题：

-动物细胞培养中如何防止细胞污染？

-核移植技术中如何选择合适的受体细胞？

-这些技术在医学和生物学研究中有哪些潜在的应用？

4.**小组讨论**：

-将学生分成小组，讨论以下问题：

-如果你想进行一项关于细胞培养或核移植的实验，你会如何设计实验方案？

-在实验过程中可能会遇到哪些问题，如何解决？

-每组需准备一份讨论报告，并在下一节课上分享。

**作业反馈：**

1.**及时批改**：

-教师应在课后及时批改学生的实验报告和案例分析作业，确保学生能够及时收到反馈。

2.**详细反馈**：

-在批改作业时，教师应详细指出学生的优点和不足，对于实验报告，应检查实验步骤的准确性、结果分析的合理性以及结论的可靠性。

-对于案例分析，应评估学生对论文内容的理解程度和批判性思维能力。

3.**改进建议**：

-对于学生在实验报告中出现的问题，如实验步骤描述不清、结果分析不准确等，教师应给出具体的改进建议。

-对于案例分析，教师可以鼓励学生提出自己的观点，并对他们的思考进行引导和拓展。

4.**课堂讨论**：

-在下一节课上，教师应组织学生讨论小组讨论的结果，鼓励学生提问和分享。

-通过课堂讨论，教师可以进一步了解学生的学习情况，并针对学生的疑问进行解答。内容逻辑关系1.动物细胞培养

①细胞贴壁：细胞与培养皿表面接触后，通过细胞表面的糖蛋白与细胞外基质相互作用，附着在培养皿上。

②细胞增殖：贴壁后的细胞开始分裂，形成新的细胞群。

③传代培养：当细胞生长到一定密度时，通过解离、洗涤、重悬和分装细胞，进行传代培养。

2.核移植技术

①细胞核提取：从供体细胞中取出细胞核，准备进行移植。

②受体细胞选择：选择去核的卵细胞作为受体细胞，因为卵细胞体积大、营养丰富。

③核质重组：将供体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，实现核质重组。

3.实验数据分析

①观察细胞形态：通过显微镜观察细胞形态，判断细胞是否健康、是否污染。

②细胞计数：通过计数细胞数量，了解细胞增殖情况。

③结果分析：对实验结果进行分析，得出结论，并与理论知识相结合。

4.应用与挑战

①克隆动物：核移植技术可用于克隆动物，如克隆羊多利。

②基因治疗：细胞培养和核移植技术可用于基因治疗，治疗遗传性疾病。

③研究基因功能：通过细胞培养和核移植技术，研究基因的功能和调控机制。

④伦理问题：在应用这些技术时，需要关注伦理问题，如动物福利、基因编辑等。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.**案例教学**：在讲解动物细胞培养和核移植技术时，我尝试引入实际案例，如克隆羊多利的诞生过程，让学生更加直观地理解这些技术