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动物细胞工程1动物细胞培养和核移植技术2动物细胞融合与单克隆抗体一、课标要求：1、能力要求了解动物细胞培养的过程比较动物细胞培养与植物组织培养区别掌握动物体细胞核移植技术的过程和意义比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同2、内容要求了解动物细胞培养的过程。了解动物体细胞核移植技术的原理。理解和掌握动物细胞融合的原理、过程和意义。理解和掌握单克隆抗体制备的过程的步骤和应用二、教学目标知识方面：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。能力方面：1.运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础。2.搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流。情感态度与价值观方面：1.讨论细胞工程技术的社会意义。2.认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。3.关注细胞工程研究的发展和应用前景。三、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。四、教材分析：《动物细胞工程》是细胞工程专题的第二部分，是在学生学习完《植物细胞工程》后的内容，其中包括动物细胞的培养、动物体细胞核移植技术及克隆动物、细胞融合和单克隆抗体四部分内容，分成两小节。1.关于动物细胞的培养，教材用人造皮肤等实例引入主题，同时，配以人造皮肤的图片，以激发学生的兴趣，接着很自然地导入动物细胞培养的内容。教材首先介绍了动物细胞培养的概念，接着以文字叙述、图片、小资料、讨论相结合的形式，介绍细胞培养过程及原理，最后又从学生已有的内环境知识出发，用提问的形式引出细胞培养的条件。对于细胞培养条件，教材用了较多的笔墨，其意图是细胞培养条件的讲述中蕴含了细胞培养的原理。2.动物体细胞核移植技术及克隆动物，既是动物细胞工程的重点内容，又是近几年来的热点问题，学生对它们有一定的了解，如何做到在原有基础上提高呢？教材首先说明了动物体细胞核移植技术在克隆动物中的作用──克隆动物的核心技术，然后介绍了哺乳动物核移植技术的分类，在此基础上，又以我国克隆牛为例介绍了体细胞核移植技术的过程，以及核移植技术的应用前景和存在问题。最后利用《拓展视野》栏目介绍了核移植技术的发展简史。编者之所以这样选取内容，是力图使学生在学习知识的同时，进一步受到爱国主义、科学史和科学价值观的教育。本部分内容在表述上采用的是流程图与文字相结合的方式，并配以讨论、小资料、思考相关问题等多种栏目启发学生思考，其目的是使学生在训练思维的过程中对核移植技术有较深入地理解。3.在“动物细胞融合”部分，由于考虑到其基本原理与植物的原生质体融合相同，方法也类似，所以只用简洁的文字介绍了动物细胞融合的概念、原理、方法、意义及应用，其间插入了小资料、细胞融合过程的示意图及小字的动物细胞融合技术发展简史。既避免了重复，又突出了动物细胞融合的特点。4.单克隆抗体是动物细胞工程的新技术，也是本节教材的重点、难点内容。教材先由动物细胞融合的应用引入单克隆抗体，接着又从传统抗体生产存在的问题入手，引出单克隆抗体的概念。随后又提出问题──怎样才能获得单克隆抗体？由此自然过渡到单克隆抗体的制备上。关于单克隆抗体的制备，用讲故事的形式，讲述了两位科学家对单克隆抗体的研究过程，让学生认识到丰富的联系和想像在科学创新中具有重要作用。《动物细胞工程》可用3课时完成教学。五、学情分析：细胞工程看似微观、抽象，很难与学生的生活经验相联系，其实不然。比如克隆羊多利的诞生使“克隆”这个生物学的专业术语，成为媒体频频出现的、已不用注解的名词，并且学生在初中也有学习。细胞工程是建立在对细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术，在必修一《分子与细胞》中，学生已学过动植物细胞的结构和功能、细胞的分化和全能性；在必修二《遗传和进化》中，学生已学过生物变异在育种上的应用；在必修三《稳态与环境》中，学生学习过人体内环境及免疫的知识，而这些都是学习本专题的知识基础。六、与其他专题联系：生物技术各个分支领域是相互渗透、相互促进的。细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞工程中的技术是其他生物工程的基础。例如，细胞工程最主要和基础的技术是动植物细胞的培养技术，而基因工程中受体细胞的培养和筛选，胚胎工程中动物细胞的培养都需要细胞培养的技术。七、教学设计：一、动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、单克隆抗体动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。植物细胞工程常用的技术手段有哪些？植物组织培养,植物体细胞杂交回顾上节内容展示本节技术手段强调基础技术2.2.1动物细胞培养和核移植技术预习交流在对一个大面积烧伤病人进行治疗时必须进行皮肤移植,而病人自身的健康皮肤非常有限,使用他人皮肤来源不足,而且会产生排异反应。1.运用动物细胞培养技术可以解决这一难题吗?如何解决?提示:可以。通过培养病人的细胞而构建人造皮肤进行皮肤移植就不会出现排异反应。2.要用动物细胞培养技术培养动物的器官进行自体移植,应该如何操作?提示:通常采用定向诱导动物干细胞技术,使其在培养过程中分化成所需要的组织或器官。利用教材实例提出问题引入动物细胞培养技术二、动物细胞培养结合教材图示与内容学生讨论分析动物细胞培养过程围绕以下方面：1材料选择的要求2为何要分散细胞3如何将细胞分散（联系动物细胞结构及酶专一性）4原代培养与传代培养的区分5细胞株与细胞系的区分6细胞培养过程中遗传物质的变化1、动物细胞培养就是从动物机体内取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。分析概念1大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体）2作为基因工程中的受体细胞3培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性4为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据联系所学——内环境的成分及理化性质、内环境稳态的相关内容来分析培养条件注意与植物组织培养对比动物细胞培养的目的、培养基状态、加入天然成分、气体用途阅读教材分析其应用34表格形式进行比较卵细胞Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植早期胚胎卵裂C母绵羊子宫胚胎移植多莉羊分娩妊娠多莉羊的培育过程融合后的卵细胞展示克隆羊的过程联系细胞的全能性与细胞分化的关系—动物细胞核具有全能性引入动物细胞核移植技术三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1、动物体细胞核移植技术:将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物2、分类核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植（难度高）受体细胞：MⅡ期的卵母细胞分析定义核移植种类及难度比较—联系细胞全能性比较来分析结合操作流程图及讨论，注意从以下几方面分析：(1)原理：动物细胞核的全能性(2)卵母细胞选择时期及原因(3)选卵细胞做受体细胞原因(4)供体细胞一般选用时间(5)该过程用到的技术手段(6)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同原因34体细胞核移植技术的应用前景：（1）畜牧业生产中，可加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。（2）保护濒危物种（3）转基因克隆动物可以作为生物反应器（4）治疗人类疾病（5）组织器官移植（人的核移植胚胎干细胞）（6）研究克隆动物和克隆细胞（7）用克隆动物做疾病模型5体细胞核移植技术存在的问题：（1）体细胞核移植技术的成功率非常低（2）克隆动物存在着健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷等阅读教材讨论分析回忆植物体细胞杂交技术分析动物与植物细胞结构的区别引入动物细胞融合概念分析杂交细胞特点2.2结合教材图示及资料，围绕以下几点分析：1诱导融合方法2融合原理3灭活病毒的应用，为何灭活4结果5意义意义延伸——引入单克隆抗体结合免疫学知识围绕问题思考分析传统方法的局限提出问题：如何获得化学性质单一、特异性强的抗体？什么样的细胞可在体外无限增殖？展示单克隆抗体的来源提出简要设计思路步步引导构建制备思路分析制备过程，解答问题归纳制备过程注意：1B细胞是经过免疫的2细胞融合后的种类3两次筛选阅读教材分析应用小结