教学园地

《动物细胞工程》教案

作者:生物组    浏览:60    发布时间:2015/4/9 13:44:40

网上赌博网开户:他们觉得自己参与、主导了历史,具有某种特殊意义。

 

一、课题:《动物细胞工程》高中生物人教版必修第章第节

二、教学目标

知识与技能目标:简述动物细胞培养的过程、条件和应用

                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

                举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用

过程与方法目标:

情感态度与价值观目标:

三、课型:新授课

四、课时:3课时

五、教学重点:动物细胞培养的过程及条件

              用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程

              单克隆抗体的制备和应用

教学难点:用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程

          单克隆抗体的制备过程

六、教学流程:

学习阶段

教师组织与引导

学生活动

备注

课堂引入

生活中充斥着各种护肤品广告,甚至打出“连续使用,16年后你的皮肤会像16年前一样嫩”的口号,这些护肤品是否真有这般神奇?还是可能给皮肤带来不同层面的伤害?大量的前期检测是必须的,科学技术带来的一种新的检测手段——人造皮肤。让我们来了解人造皮肤是如何得到的?

观看视频

动物细胞培养

通过视频,你注意到人造皮肤的制造方式了吗?

1、动物细胞培养的概念:从动物机体中取出相关组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。

2、动物细胞培养的过程

大家的描述与动物细胞培养的概念基本一致,但在细节上还有待理解和完善,比如通常选什么样的组织更易培养?为什么概念中强调要将组织分散成单个细胞?等等。

1)请大家带着PPT中的问题小组学习课本P44~45“动物细胞培养的过程”第 1 段,结合图 2-16,思考下列问题:

为什么通常选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养的材料?

为什么要对取出的动物组织进行处理,使细胞分散?如何分散?

A、没错,细胞紧贴在一起的时候,每个细胞能从营养液中获取的营养物质变得不易,将排出自身代谢废物也很困难,这些都不利于动物细胞的生长和增殖,因此,将组织分散成单个细胞,有助于吸收O2和营养物质、排出代谢废物。

B、胰蛋白酶可以对动物组织处理,说明细胞间的物质主要是什么?

C、换用胃蛋白酶可以吗?为什么?

D、蛋白酶的使用会不会损伤细胞结构?细胞含有蛋白质吗?那该如何解决这一矛盾才能让胰蛋白酶既能分散细胞又不损伤细胞?

E、动物组织经剪碎和胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,再滴加适量培养液制成细胞悬液,就可以在培养瓶或培养皿中培养了。

培养过程中,动物细胞生长和增殖有哪些特点?

A、细胞悬液中的动物细胞是分散悬浮的,很快会贴附于瓶壁,这称为细胞贴壁。你根据这一特性,你推测对培养容器有没有什么要求?

B、贴壁后的细胞开始生长和增殖,但细胞数目会无限增多吗?贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时就会停止分裂增殖,这和细胞膜上的糖蛋白的信息传递功能有关。因此,如果你希望在一个培养容器中获得尽可能多的动物细胞,对培养容器还有没有什么期待?因此书中插图上的培养瓶是平放的。

C、就算如此,一个培养瓶中可获得的细胞数量还是有限的。我们开头看到的人造皮肤,科学家可以利用指甲盖大小的皮肤组织培养出一个足球场大的人造皮肤。一个培养瓶看来已不能解决这个问题了,如何解决这一问题?如何使贴满瓶壁的细胞分散开实现分瓶?

什么叫原代培养?

以第一次分瓶为界,动物组织消化后的初次培养称为原代培养。分瓶后,细胞继续增殖的培养过程称为传代培养。

2)通过不断传代就可以得到无限多的动物细胞吗?自学课本P45“动物细胞培养的过程”第 2 段,思考下列问题:


通常,动物细胞能无限传代吗?

度过两次危机的少数细胞获得了不死性,即可以无限增殖。这一特性和我们学过的什么细胞相似?细胞癌变的机理是什么?因此,这些获得不死性的细胞已经发生了突变,正朝着等同于癌细胞的方向发展。

人类使用或冷冻保存的一般是哪类细胞?为什么?

A10~50代之间的细胞其实也存在着核型改变的可能,因此,最佳的使用和保存细胞应该在10代以内。

B50代后获得不死性的细胞是否就此失去了价值?即使是癌细胞也展现出了巨大的研究价值,1951年一位美国妇女死于子宫颈癌,她的癌细胞在医学界被命名为Hela细胞,被广泛应用于肿瘤研究、生物实验或者细胞培养,为人类基因图谱绘制、HIV的感染机制等方面的研究做了巨大贡献。因此,只要使用得当,定能利用这些细胞开辟新道路。


3)让我们再一起来整体梳理一下动物细胞培养的一般步骤。

4)练一练:对动物细胞培养的描述正确的有(      

细胞贴壁  有丝分裂

分散生长  接触抑制

减数分裂  一般选择1代~10代的细胞保存

 A. ①②④⑥         B. ②③④⑤

 C. ①③④⑥         D. ③④⑤⑥

3、动物细胞培养的条件

1)小组讨论:实现动物细胞的体外培养必然需要适当的培养条件,请依据动物细胞在体内的生存环境,再参照上周学习的植物组织培养的物质和环境条件,你推测体外实现动物细胞培养的环境条件和物质可能有哪些?

2)动物细胞培养的条件

①无菌、无毒的环境

  无菌处理、添加抗生素、定期更换培养液

  动物细胞在代谢过程中产生的一些废物往往对细胞具有毒害作用,因此,在培养过程中定期更换培养液就显得异常重要。

②营养物质

  葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等

  与植物组织培养相比,动物细胞培养采用葡萄糖作为能源物质,因为动物细胞只能直接吸收利用单糖这样的小分子。动物血清也是植物组织培养中未见到的,实验结果显示,大多数动物细胞培养过程需要血清提供促生长因子等可用于促进细胞生长和增殖的物质,由于如今对血清成分的研究尚未研究清楚,因此,许多动物细胞培养过程中仍加入适量动物血清。

③温度和pH

  哺乳动物一般为 36.5 ± 0.5

  多数细胞的适宜pH 7.2 ~ 7.4

④气体环境

  O2:细胞代谢所需

  CO2:维持培养液的pH

3)练一练:一般来说,动物细胞体外培养需要满足以下条件中的(     

①无毒的环境            无菌的环境

合成培养基需加动物血清    

温度与动物体温相近

需要O2,不需要CO2   含蔗糖等营养物质

 A. ①②③④⑤⑥        B. ①②③④

 C. ①③④⑤⑥          D. ①②③④⑥

4、动物细胞培养技术的应用

回忆开头的视频,通过动物细胞培养技术制造的人造皮肤有什么用处?让我们继续看下去,探寻人造皮肤的其他应用。

1)有毒物质的检测

2)细胞的生理、病理、药理研究

  筛选抗癌药物等,为治疗和预防癌症及其他疾病提供依据

3)提供医用的器官、细胞等

  人造皮肤,“人耳鼠”

4)为基因工程技术提供受体细胞

5)大规模生产有重要价值的生物制品

  如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体

5、动物细胞培养与植物组织培养的区别

1)对比


2)练一练:某研究性学习小组同学在研究细胞工程时,列表比较了植物细胞工程和动物细胞培养的有关内容,其中错误的是(     


6、练一练(2009.江苏高考):下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图,请回答下列问题。

1)肝脏切成小薄片,这有利于肝脏细胞__________________________________

2)气室中充入5CO2:气体的主要作用是_______________________

3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长,但要注意选择抗生素的____________,以保证抗生素对肝脏无害。

获取少量皮肤细胞,放入培养箱中,在培养液中培养,使细胞生长和增殖

生命力旺盛,分裂能力强

成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖;先剪碎再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理

蛋白质

不可以;多数动物细胞的适宜pH为弱碱性,胃蛋白酶已变性失活,胰蛋白酶仍具较强活性

会;含有,细胞膜中有蛋白质;有效控制蛋白酶的使用量和作用时间

细胞贴壁,接触抑制

培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒,易于贴附

不会,接触抑制

可供贴壁的面积大

取一部分细胞转到新的瓶中培养

重新用胰蛋白酶等处理

不能

癌细胞

基因突变

10代以内的细胞;保持有细胞正常的二倍体核型

A

B

检测化妆品的毒性

B

吸收氧气和营养物质、排出代谢废物

维持培养液适宜的pH

种类和剂量

提醒学生联系人体血浆的pH稳态:7.35~7.45

以问题串的形式引导学生层层深入思考

提醒学生这些细胞不一定是癌细胞