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1、人教版高中生物细胞工程(教案)一、教学目标(一)知识目标(1)简述细胞工程的基本技术。 (2)简述植物细胞工程与动物细胞细胞工程的过程、方法与原理。(二)能力目标通过过程图的解读和有关原理和方法问题的探讨,培养学生严谨细致的学习作风,提高理解和表达能力。(三)情感目标通过创设让学生自主交流学习的环境,让学生感受到相互帮助、相互学习的乐趣。二、教学重点(1)动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的区别(2)单克隆抗体的制备过程、方法与原理三、教学难点(1)动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的区别(2)单克隆抗体的制备过程、方法与原理四、课前准备 (学案编制、课件制作、教学模式整理)五、教学过程:引入:(
2、开场白,与现场学生拉近关系!)很高兴来到咱们地质中学能认识这么多优秀的新同学,这节课我将和大家一起来学习“细胞工程”。 (一)知识重现: (老师引导,学生自主构建知识网络) 【 任务一】【师】那么通过新课的学习,现在一提到细胞工程,你能想到哪些与之相关的工程技术,如果想到了,请大声地将他们的名称说出来!【生】回顾,回答【师】板书记录学生提出的细胞工程相关技术。并引导学生一起以“细胞工程”为核心构建出知识网络:植物组织培养 动物细胞培养 植物细胞工程动物 动物细胞融合 动物体细胞核移植 植物体细胞杂交 单克隆抗体的制备 【用时约3分钟】【师】好的,非常好!回顾到这里,细胞工程的简单知识网络就呈现
3、出来了。下面,为了让我们达到对细胞工程的更好的学习效果,我需要大家密切配合我。在接下来的学习过程中,我们可能会有小组活动,那么首先请同学们按我的要求进行分组(具体分组方案,视现场座位情况而定,并最好能编号如:那里是第一组,哪里是第二组,以此类推)。现在分好组了,我对大家提两个小要求:第一、如果我要求大家分组活动的话,就请大家按现在的小组为单位进行,并且听我号令,我喊开始就开始,喊停就停;第二、请大家自行在组内确定一位代表,他的名字不需要告诉我,但必要时希望他能代表自己的小组进行发言,并且声音要宏亮。【生】按要求分组,做好准备。 【用时约2分钟】【师】在课前,我为大家准备了一幅“细胞生活史”图,
4、在图中也许包含了细胞工程的相关技术。屏幕上展示的是“细胞生活史”的概括,请据图分析【PPT展示图片,学案上打印】 (二)识图辨图 【 任务二】【师】下面请同学们以小组为单位,找出图中包含的细胞工程的过程,并用图中字母加“”表示出来写在学案的指定位置。1分钟内完成,现在开始! 附:植物组织培养: 动物细胞融合:植物体细胞杂交: 动物体细胞核移植:动物细胞培养: 单克隆抗体的制备:【师】时间到,大家停下来。有没有哪一组在找的过程中遇到了困难?如果有,请代表为大家发言!【生】 【用时约3分钟】【师】既然没有什么问题,我们接着进行下一项任务,请听好!还是以小组为单位,请将C、D、E、H、L、M、T、U
5、、V九个字母代表的细胞、组织、结构或物质的最可能名称写在图中相应图形的下方。如果遇到困难可翻阅教材。给大家3分钟时间,现在开始! 【师】巡查各组,收集情况,发现可能存在的问题,并最好针对某些组的问题找到一、两组做得较好的,为后续组织教学作准备。【师】时间到!请各组停下手头工作!下面和大家一起来分享学习成果!各小组在书写的过程中有没有遇到什么困难?比如说:无法确定的,或者不知道叫这个名称妥不妥当的!【生】(有困难的提出来)【师】(估计L、M、U 的名称得出有困难)(如果有人提出困难,请其向其他完成的小组请教;如果没有,直接给出答案。)【用时6分钟】【过渡】准确识图、获取信息是高效解答问题的基础,
6、但光识图还不够,我们应该还要学会应用。现在请大家独立完成学案上的例题,如果遇到解决不了的问题,还是可以借助书本。给大家6分钟时间,现在开始! (三)图文对接:【学案例题】 【任务三】【例】:据上图回答下列问题:(可翻阅教材) (1)其中过程分别为_ 、_ 过程,这些过程都应始终在 条件下进行。过程中细胞的全能性变 _(填大或小)。过程产生的C称为_。如果要诱导C生根,那么应该控制培养基中生长素与 的相对含量比较 (填高或低)。(2)过程的目的是,常用 (填试剂)处理,得到的E、G可称为 。过程常见的诱导方法有: (任举两例)。此技术与传统杂交相比其显著优点是: 。(3)图中的O小鼠可称为 动物
7、,M为去核细胞,则其一般取自动物的_。该工程技术体现了_具有全能性。(4)过程常在培养瓶中进行,粘附性细胞通常会生长,当培养瓶中的细胞达到一定密度,细胞表面相互接触时,就会停止分裂,逐渐走向衰亡,这种现象叫做_,这时候需要用_(填试剂)将其分散成为单个细胞分瓶进行培养。Q细胞的初次培养称为 培养,分瓶进行培养称为 培养。有些细胞经过过程后可能具有了无限增殖能力,如图中S的细胞,其可无限增殖是因为细胞发生了_。(5)若S细胞是骨髓瘤细胞,则T细胞应该为_细胞,过程为_过程,常用_(任填一种)方法诱导。S、T 细胞能融合在一起,体现了细胞膜具有一定的_。经过筛选得到的U细胞具有两种细胞的特性,即可
8、_ 和_。(6)图中V为_,与传统抗体相比它具有_的优点。目前,科学工作者正在研究治疗癌症使用的生物导弹是 +抗癌药物。答案: (1)脱分化 再分化 无菌 小 愈伤组织 细胞分裂素 高(2)去除细胞壁 纤维素酶或果胶酶 原生质体 离心、振动、电激;聚乙二醇(任写两种) 克服了远缘杂交的不亲和性(3)克隆 卵(母)细胞 动物细胞核(4)贴壁 接触抑制 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 原代 传代 癌变(5)B淋巴 细胞融合 物理:离心、振动、电激;化学:聚乙二醇或灭活的病毒(任写一种)流动性 无限增殖 产生特异性抗体(6)单克隆抗体 特异性强,灵敏度高,并能大量制备 单克隆抗体【师】巡视大家完成情况,掌握大
9、家可能存在的问题。【师】时间到,大家都停下来! 可能有部分同学单独完成的话,多少会有一些困难,现在给大家2分钟时间,允许组内讨论,看看能不能通过讨论,解决所有问题!现在开始!【生】组内讨论【师】时间到,请停下来!现在大家还有没有解决不了的问题?有的话请举手,以小组为单位提出来!【生】某小组提出存在的问题【师】其他组有没有答案,或者能够解释的?【生】组间答疑,针对全体学生表达本小组的观点、意见。(尽可能让学生帮学生解决问题)【师】(如果有多组有不同疑问,就重复上述步骤。直到学生间已暂无问题或者出现已解决不了的问题,老师再做引导。)【师】视现场情况作两手准备: 如果学生完成任务较顺利,可由小组讨论
10、提出除题中涉及到的问题以外的自己有疑惑的问题。 如果大家共同讨论后还有无法解决的问题,老师可提示、引导学生完成上述任务。【预计用时约15分钟,视现场学情而定】(以下内容,为备用内容,视现场学情而定。如果时间允许,而且学生掌握情况较好,就可开展下列学习任务,以提高学生分析问题的能力。)【过渡】熟练地掌握这些基本知识之后,追求高分就有基础了,但要尽可能得满分的话,还要适当加强对某些细节的理解与把握。现在我们再回到细胞生活史图中来看一下:【师】就细节提问,学生思考作答: 在单克隆抗体的制备过程中,第一步要给小鼠注射抗原的作用是什?如果不考虑个或以上细胞的融合,那么在T、U细胞融合过程中,实验后最多可
11、能存在 5 种细胞。我们的目的是得什么细胞? 【用时约2分钟】【过渡】那么我们如何将其选择出来呢?下面我们一起来看一道“例题”:【PPT展示】 给大家3分钟,请以小组为单位讨论解决!【例】已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂增殖,将这两种细胞在试管中混合,加聚乙二醇促融,获得杂种细胞。请回答: (1)试管中除融合的杂种细胞外,还有 种融合细胞。 (2)设计一种方法(不考虑机械方法),从培养液中分离出杂种细胞,并说原理。 方法: 。 原理: 。 答案:(1)2 (2)培养
12、液中加入氨基嘌呤,收集增殖的细胞 加入氨基嘌呤,使D合成途径阻断,仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖,但杂交瘤细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖 【生】阅读材料,完成例题。【师】请学生展示答案,(如有困难,适当引导,尽可能让学生完成)。 总结:这道题给我们提供了一种可能的筛选思路,而实际中,我们就是用这种原理来设计选择培养基的。这样我们就可以顺利地筛选出杂交瘤细胞,进而进行抗体检测,最终获得符合要求的杂交瘤来制备单克隆抗体。【用时约8分钟】【师】小结:选修三的复习策略:落实教材,掌握过程,熟悉概念! 作业布置:检测与反馈:附:检测与反馈:1“太空婚礼”相关资料
13、【资料一】中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“太空婚礼”。将两个“新人”放入融合器中,当充满液体的融合器加上直流电场,两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起,开始了“窃窃私语”。紧接着,在瞬间高压脉冲的作用下,细胞膜被击出了一个小孔,透过这微小的空间,两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地,它们俩已是你中有我,我中有你,一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示:用于融合的两个“新人”,一个开的是粉花(标记为“一号”),一个开的是黄花(标记为“二号”)融合后的细胞再生植株开的是黄花,但形状却和一号相同(称“一号形状
14、”,另一个称“二号形状”)。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮,株秆粗,烟叶多,是我国太空育种试验的一项重大成果。请据上述资料,回答下列问题:(1)上述“太空婚礼”中用到的诱导融合技术是 。由于细胞的密度不同,因此在地面上进行细胞融合非常困难。在太空中细胞更容易融合,从理论上讲可能的原因是 。在显微镜下观察,“新人”的细胞膜可融合在一起使细胞呈圆球状,这是因为膜具有 性。(2)两种烟草原生质体融合时,黄花烟草革新一号烟草类型是我们需要的,这样的细胞经组织培养后,再生的植株属 倍体。(3)植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比,其优点是 。(4)“太空烟草”能稳定遗传吗?为什么? 【资料二】首次在
15、神舟四号飞船上举行的“太空婚礼”,新人不仅有植物还有动物,动物细胞“新人”是小鼠的某种淋巴细胞和骨髓瘤细胞,新人在 “产房”电融合仪内孕育新生命。一段时间后,我国首批“太空娃娃”终于顺利诞生。经地面对照实验表明,“太空婚礼”的细胞融合率大大提高。科学家从动物细胞“新人”的“太空娃娃”中选育出能产生高特异性抗体的细胞,用来大量制备抗体,其流程如下图:请据资料回答下列问题:(1)图中的某种淋巴细胞是指 淋巴细胞,它是由动物体骨髓中的 细胞分化、发育而来。(2)将特定的抗原注入小鼠的目的是 (3)融合后,置于培养基上的细胞有多种。如果不考虑融合时3个及以上细胞的融合,那么在培养基上最多可能有 种细胞。图中HAT培养基的作用是 。因为未融合的亲本细胞和融合的具有 的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞才能生长。(4)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的迅速 特点,又具备淋巴细胞的_ 特点,经过选择性培养的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和_,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖,从_或小鼠腹水中,就可以提取出大量的单克隆抗体了。(5)用这种方法制备的抗体与常规的血清抗体相比,最主要的优点是 。
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