山東省菏澤一中高中生物23動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)教案新人教版選修3

山東省菏澤一中2014年高中生物2.3動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)教課設(shè)計新人教版選修3教課過程教課內(nèi)容1、前言師：前面，我們學(xué)習(xí)了植物細(xì)胞工程，今日，我們開始認(rèn)識動物細(xì)胞工程。第一，請回首：植物細(xì)胞工程有哪些基本技術(shù)？生：植物組織培養(yǎng)，植物體細(xì)胞雜交。師：那動物細(xì)胞工程又有哪些基本技術(shù)呢？生：動物細(xì)胞培養(yǎng)，動物細(xì)胞位移植，動物細(xì)胞交融，生產(chǎn)系克隆等。師：經(jīng)過閱讀你應(yīng)注意哪些？生：1.動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)莫要混雜2、學(xué)習(xí)新2.動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是動物細(xì)胞工程技術(shù)的基課：礎(chǔ)。一、動物細(xì)師：請閱讀資料，小組議論解決方案胞培養(yǎng)資料一：關(guān)于大面積燒傷的病人，自體健康皮膚特別

教課手段和預(yù)期目標(biāo)方法直截了當(dāng)，復(fù)承前啟后，讓習(xí)引入，形成學(xué)生將本節(jié)內(nèi)對照容與上節(jié)內(nèi)容形成有機(jī)聯(lián)系。學(xué)生閱讀P44第一段學(xué)生閱讀提提升學(xué)生閱讀煉剖析的能力。自然過渡到本投影展現(xiàn)，學(xué)節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容，生閱讀和討加深理解動物(1)動物細(xì)有限，使用別人皮膚根源又不足，且會產(chǎn)生排擠論相聯(lián)合。的細(xì)胞培養(yǎng)的反響。如何才能獲取大批的自體健康皮膚呢？胞培養(yǎng)的定使用前提義資料二：單細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)極少，如何才能獲取大量的分泌蛋白呢？動物細(xì)生：取相應(yīng)細(xì)胞，大批培養(yǎng)，即經(jīng)過動物細(xì)胞培養(yǎng)。胞培養(yǎng)的過師：很好！關(guān)于細(xì)胞培養(yǎng)我們要認(rèn)識兩個問題。第一程個問題：什么是動物細(xì)胞培養(yǎng)？師生一同閱生：動物細(xì)胞培養(yǎng)是從動物機(jī)體中拿出有關(guān)的組織，讀教材，學(xué)生培養(yǎng)學(xué)生提煉將它分別成單個細(xì)胞，而后放在適合的培養(yǎng)此中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。師：第二個問題：如何進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)？生：第一，將組織分別成很多單個細(xì)胞而后，用培養(yǎng)液培養(yǎng)師：動物細(xì)胞，培養(yǎng)過程中應(yīng)注意哪些地方？生：1.用胰蛋白酶或膠原蛋白酶辦理組織，使其分別成單個細(xì)胞。培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶的內(nèi)表面圓滑、滅毒，易于貼附，以促成細(xì)胞貼壁生長，防備細(xì)胞的接觸克制。貼滿瓶壁的細(xì)胞塞從頭用胰蛋白酶等辦理，便于分瓶持續(xù)培養(yǎng)。師：進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時用胰蛋白酶分別細(xì)胞，表示

自主性概括，信息，概括知突出本節(jié)課識的能力。要點(diǎn)。學(xué)生議論，思認(rèn)識動物細(xì)胞考并回答培養(yǎng)中的操作原由教師總結(jié)，進(jìn)一步突出重點(diǎn)細(xì)胞的物質(zhì)主假如什么成分？用胃蛋白酶行嗎？自然過渡生：說明細(xì)胞間的物質(zhì)主假如蛋白質(zhì)。(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)的條不可以，多半動物細(xì)胞培養(yǎng)合適的PH為，件而胃蛋白酶的作用的合適PH為2，PH大于6時，明析動物細(xì)胞蛋白酶就會失掉活性。胰蛋白酶的PH為7.6。學(xué)生議論、思師：動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)了幾次？考培養(yǎng)的需環(huán)境生：兩次，原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)。師：動物剪碎細(xì)胞原代培養(yǎng)細(xì)胞貼細(xì)胞胰蛋白酶辦理懸浮液滿瓶壁胰蛋白酶辦理10~50核型改變獲取復(fù)習(xí)穩(wěn)固植物分瓶傳代培養(yǎng)代細(xì)胞持續(xù)傳代培養(yǎng)不死性組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用二、動物細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物

師：當(dāng)前使用的或冷凍保留的正常細(xì)胞往常為10代以內(nèi),以保持細(xì)胞正常的二倍體核型。師：體外培養(yǎng)細(xì)胞時需要必定的營養(yǎng)和條件。下邊，我們來詳細(xì)認(rèn)識。學(xué)生看書師：為了使體外動物細(xì)胞培養(yǎng)順利進(jìn)行，應(yīng)創(chuàng)造如何的環(huán)境？指引總結(jié)生：無菌、無毒的環(huán)境，培養(yǎng)液和全部培養(yǎng)具進(jìn)行無菌辦理。師：動物細(xì)胞培養(yǎng)中，還不可以出現(xiàn)培養(yǎng)基污染，那又該如何防止？以上教課改變生：培養(yǎng)液中增添必定量的抗生素。直白的教課方學(xué)生閱讀師：很好！細(xì)胞培養(yǎng)的過程中會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，其結(jié)式，經(jīng)過誘思，果會對細(xì)胞自己造成危害，那又該如何防止呢？提升學(xué)生的思生：按期改換培養(yǎng)液。維能力。師：植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中有哪些物質(zhì)？生：水、無水鹽、植物激素等師：那么，動物細(xì)細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液中含有哪些物質(zhì)呢？學(xué)生議論生1：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量無素等。生2：還有血清、血漿等。提出問題，放師：上述營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)目嚴(yán)格配制而成導(dǎo)思慮，培養(yǎng)的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。思想的廣闊師：植物組織培養(yǎng)時需加入激素，而動物細(xì)胞培養(yǎng)中性。也需要激素，培養(yǎng)基中卻未直接加入，其可能在哪一種物質(zhì)？生：血清中。表現(xiàn)幻燈片師：據(jù)此來看增添血清，能否僅供給動物激素？生：不是，還有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖等師：很好，除此以外還需要適合的溫度和PH，以及氣體環(huán)境，詳細(xì)范圍如何？指引學(xué)生正確生：對哺乳動物而言，溫度多以36.5±0.50C為宜，而認(rèn)識克隆實質(zhì)PH多為7.2—7.4。細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2，O2是細(xì)胞代謝所需的，CO2主要保持培養(yǎng)液的PH，詳細(xì)而言，動物細(xì)胞培養(yǎng)中將培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶置于95%空氣加5%CO2的混雜氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。師：動物細(xì)胞培養(yǎng)又有何用途呢？請從書中找尋。生：1.大規(guī)模生產(chǎn)有重要價值的生物制品，如病毒疫苗，擾亂系、單克隆抗體等。1、核移植定用于基因工程和檢測有毒物質(zhì)，判斷物質(zhì)的毒義性。用于生理、物理、藥理等方向的研究，如挑選抗癌藥物。師：上述中為何說動物細(xì)胞培養(yǎng)可用于基因工程？生：動物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的受體細(xì)胞。師：同學(xué)們，請回首植物組織培養(yǎng)的原理是什么？植物組織培養(yǎng)的結(jié)果又如何？2、體細(xì)胞核生：植物細(xì)胞擁有全能性。結(jié)果：形成完好的植株。移植的過程師：那么可否用近似的方法，使動物細(xì)胞發(fā)育成一個完好的個體呢？生1：能夠，比如克隆羊“多莉”采納的克隆技術(shù)。生2：不可以夠，由于高度分化的動物細(xì)胞的全能性遇到克制。師：終究哪一個正確呢？

學(xué)生概括培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力學(xué)生看插圖，利用課件拼圖自然過渡高度分化的植物組織仍保持著全能性，但動物細(xì)胞與植物細(xì)胞不一樣，動物細(xì)胞全能性會跟著動物細(xì)胞分化程度的提升而漸漸遇到限制，分化潛能漸漸變?nèi)?。?dāng)前還不可以用近似植物組織培養(yǎng)的方法獲取完好的細(xì)胞個體，用動物細(xì)胞克降的動物，學(xué)生商討實質(zhì)是經(jīng)過核移植來實現(xiàn)的。師：我們一同回首克隆羊“多莉”的形成過程：甲：白面母綿羊乙：黑面母綿羊乳腺細(xì)胞卵細(xì)胞⊙⊙O核移植離心、振動、電刺激⊙動物細(xì)胞培養(yǎng)

培養(yǎng)學(xué)生合作解決問題的能力胚胎調(diào)換學(xué)生的積胚胎移植極性，充分解丙綿羊子宮惑學(xué)生自主性3、體細(xì)胞核閱讀移植技術(shù)的“多莉”應(yīng)用遠(yuǎn)景從上述過程，請概括動物核移植定義。生：動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最后發(fā)育為動物個體。4、體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題

師：關(guān)于哺乳動物而言，核移植能夠為哪幾類？生：胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞移植師：胚胎細(xì)胞與體細(xì)胞分化程度高低如何，全能性大小如何？生：胚胎細(xì)胞分化程度低，全能性較高師：所以，動物體細(xì)胞核移植的難度也就顯然高于胚胎細(xì)胞核移植。固然體細(xì)胞移植難度較大，但隨著科技的發(fā)展，我國已成功地克隆了牛、羊等多種哺乳動物。下邊，我們就以克隆高產(chǎn)奶年為例，來說明體細(xì)胞核移植的大概過程。生：（電腦操作：供給體細(xì)胞核移植過程中的各圖和箭頭，請學(xué)生用鼠標(biāo)拖動，按次擺列組合）師：此過程中為何采納MII期（減數(shù)第二次分裂中期）卵母細(xì)胞呢？生：此時細(xì)胞核的地點(diǎn)湊近第一極體，便于用微型吸管將細(xì)胞核和第一極體一同吸出。師：當(dāng)前往核的方法是顯微操作去核，如梯度離心、紫外光短時間照耀、化學(xué)物質(zhì)辦理等。這些方法是在沒有刺破透明帶或卵母細(xì)胞質(zhì)膜的狀況下，去除細(xì)胞核或使卵細(xì)胞核DNA變性，進(jìn)而達(dá)到去核目的。師：核移植中，如何促使供體細(xì)胞核與去核的卵母細(xì)胞交融？生：經(jīng)過電刺激。

學(xué)生議論，各抒己見幻燈片表現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生開放有關(guān)資料性思想自然過渡講解師：最后產(chǎn)生的犢牛其遺傳基礎(chǔ)為何與供體奶牛相同？生：因遺傳物質(zhì)主要位于細(xì)胞核中，而交融細(xì)胞的細(xì)胞核僅由供體奶牛供給。師：該犢牛的表現(xiàn)型與供體奶牛完好同樣嗎？為什么？生：不，由于交融細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因來自MII期卵母細(xì)胞（線粒體）。而表現(xiàn)型受核基因和質(zhì)基因共同控制，同時又遇到環(huán)境的影響。師：書中提到在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞以前，一定先去掉受體卵母細(xì)胞的核，這是為什么呢？生：這樣是為了使核移植的胚胎或動物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要自用價值的動物供給的體細(xì)胞，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移植至受體細(xì)胞以前，一定將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵鋼p壞。師：同學(xué)們還有什么疑問嗎？生：老師，在體細(xì)胞核移植過程中，用于核移植的供三、部署作體細(xì)胞一般都采納傳代10代之內(nèi)的細(xì)胞，那是為業(yè)什么呢？師：培養(yǎng)的動物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10~50代左右時，部分細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會發(fā)生突變，而10代之內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。所以，在體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，往常采納傳代10代之內(nèi)的細(xì)胞。師：體細(xì)胞核移植技術(shù)的出現(xiàn)，將會有如何的應(yīng)用前

課內(nèi)與課結(jié)合再次突出本節(jié)課的中心、重心所在，便于學(xué)生穩(wěn)固延長課外表現(xiàn)基礎(chǔ)知識的正確應(yīng)用。景呢？請幾位同學(xué)離開書籍，分別各從一個方面來復(fù)述一下？生1：在畜牧業(yè)生產(chǎn)方面：利用體細(xì)胞克隆技術(shù)能夠加快牲畜遺傳改進(jìn)進(jìn)度，促使優(yōu)秀畜群繁育；在保護(hù)瀕危物種方面：利用體細(xì)胞核移植技術(shù)增添這些動物的存活數(shù)目，拯救瀕危物種。生2：在醫(yī)藥方面：①利用轉(zhuǎn)基因克隆動物生產(chǎn)寶貴的醫(yī)用蛋白；②利用轉(zhuǎn)基因克隆動物細(xì)胞、組織器官作為異種移植的供體，治療疾病；③利用人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)引誘分化，形成相應(yīng)的組織、器官，用于組織器官的移植；生3：在科研領(lǐng)域方面：①研究克隆動物和克隆細(xì)胞，進(jìn)而更深入地認(rèn)識胚胎發(fā)育及衰老過程；②利用克隆動物做疾病模型，令人們更好的追蹤研究疾病的發(fā)展過程，進(jìn)而治療疾病。師：有了體細(xì)胞核移植技術(shù)，就能夠隨時生產(chǎn)每一個人自己的器官。假如這樣，我們?nèi)四芊衲軌蛳衿嚹菢訅牧瞬考Q一個，換掉患病的器官，進(jìn)而使人長命百歲呢？生1：不可以夠生2:能夠師:下邊我們看一看克隆羊“多莉”研究過程，出生后生活狀況以及死亡的原由等有關(guān)資料。資料一：克隆羊“多莉”的搖籃——英國羅斯林研究所曾進(jìn)行過約３００例羊細(xì)胞克?。浦矊?/p>

在運(yùn)用中加深對基礎(chǔ)知識的深層次理解。調(diào)換學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣驗。結(jié)果除“多莉”以外，其余克隆羊或胎死腹中，或以畸形問世，并且后者發(fā)生幾率高達(dá)９９％。當(dāng)前的體細(xì)胞動物克隆實驗成功率都特別低，據(jù)哈里·格里芬所長稱，小羊“多莉”是兩百多個克隆胚胎中唯一的成功者。他說，在公然發(fā)布的研究里，克隆胚胎最后成活率大概是２％，實質(zhì)成功率很可能比這還要低得多。很多動物在馬上出生或出生后不久即逝世，肺、腎、心血管系統(tǒng)等重要器官出現(xiàn)問題的風(fēng)險很高。資料二：1996年7月5日，蘇格蘭羅斯林研究所和英國PPL企業(yè)共同培養(yǎng)的克隆羊——“多莉”問世，1997年2月23日宣告于眾，惹起各界的廣泛關(guān)注。2003年2月14日，羅斯林研究所證明“多莉”已死亡?！岸嗬颉钡氖w已解剖并制成標(biāo)本，現(xiàn)寄存于蘇格蘭國家博物館。“多莉”的死亡再次惹起世界的關(guān)注。據(jù)介紹，綿羊往常能活到11~12年。但2002年1月科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“多莉”羊的左右腿患上了關(guān)節(jié)炎這類典型的“高齡病癥”，此后又得了老年羊常得的肺部感染疾病。研究人員不得不對其實行了“安樂死”?！岸嗬颉毖虻摹坝⒛暝缡拧?，震撼了世界，惹起了人們對克隆動物健康的關(guān)注，以及對克隆技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)景的再思慮。師：從上述資猜中同學(xué)們有何發(fā)現(xiàn)？生1：高度分化的哺乳動物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍擁有全能性生2：“多莉”之死可能與克隆技術(shù)有關(guān)。從理論上講，這類技術(shù)假如操作正確，卵細(xì)胞便可正常發(fā)育。但實質(zhì)操作過程的不穩(wěn)固性，其過程一點(diǎn)小缺點(diǎn)都可致使嚴(yán)重的健康問題等。生3：“多莉”早衰老性死亡。生命的長短取決于細(xì)胞分裂的次數(shù)。“多莉”羊之所以6歲多就出現(xiàn)早衰癥狀，是由于它的遺傳物質(zhì)取自于一頭6、7歲的綿羊。假如加上用于克隆“多莉”羊的綿羊6歲的年紀(jì)，“多莉”羊也算與世長辭了。（注：其余合理解說也可。如：“多莉”患有進(jìn)行性肺病，進(jìn)行性疾病的特色是癥狀不停加重，患有狀況不斷惡化的疾病，最后沒法治療等等。）生4：體細(xì)胞核移植技術(shù)還存在諸多問題。師：是啊。只管體細(xì)胞核移植技術(shù)已經(jīng)在很多種動物中獲取成功，但其成功率仍舊特別低，產(chǎn)下的活克隆動物占移植克隆胚胎的比率均勻不到10%?？寺〖夹g(shù)的各個環(huán)節(jié)也有待進(jìn)一步改進(jìn)。別的，絕大部分克隆動物還存在健康問題，很多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺點(diǎn)。對克隆動物食品的安全性也存有爭議。總之，體細(xì)胞核移植技術(shù)的研究仍在持續(xù)深入，人類對克隆技術(shù)的應(yīng)用還有很多問題需要解決。期望在不遠(yuǎn)的未來，克隆技術(shù)能更好地造福于人類。今日，我們主要學(xué)習(xí)了動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)，側(cè)重商討了動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程及條件、用動物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物的過程，希望同學(xué)們課后再在復(fù)習(xí)中特別要將上述兩點(diǎn)掌握牢固。師：1.達(dá)成書籍P50課后思慮與研究的練習(xí)題課后思慮：（1）動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中兩次用到胰蛋白酶的作用同樣嗎？胰蛋白酶在作用時會否把細(xì)胞消化掉，為何？請同學(xué)們采集基因工程的有關(guān)資料，認(rèn)識基因工程的有關(guān)進(jìn)展。．達(dá)成課后閱讀，認(rèn)識克隆羊“多莉”培養(yǎng)的有關(guān)知識。附：課后閱讀資料：資料一：細(xì)胞核的汲取吸核的方法不是將微吸管頭刺入供體細(xì)胞內(nèi)汲取細(xì)胞核，而是利用顯微操控臺經(jīng)過輕輕地來展轉(zhuǎn)動千分尺外徑，將一個細(xì)胞慢慢地吸入微吸管。一定注意微吸管的內(nèi)徑要比細(xì)胞小，這樣能使被吸入的細(xì)胞由于吸力的作用而破碎，結(jié)果能夠依賴目測，將細(xì)胞核和包在它四周的一部分細(xì)胞質(zhì)一同吸入管內(nèi)，防止細(xì)胞核直接與液體接觸，免得受損。還應(yīng)調(diào)理使供體細(xì)胞盡量湊近管口，防止注核時帶入許多的手術(shù)液。資料二：胚胎細(xì)胞核移植研究進(jìn)展在1981年，Illmensee和Hoppe將小鼠囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞核移植到去核的受精卵內(nèi)，獲取了首批克隆的小鼠。這是世界上初次獲取哺乳動物克隆成功，但其實驗未被其余的研究人員所重復(fù)。1983年Mcgrath和Solter初次利用顯微操作技術(shù)和細(xì)胞交融技術(shù)，將單細(xì)胞期小鼠胚胎作為核供體進(jìn)行核移植，獲取了產(chǎn)仔，并成立了重復(fù)性很高的核移植程序，使得核移植效率大大提升。1986年，Willadsen等用綿羊初期胚胎的卵裂球作供體，用去核的第二次減數(shù)分裂中期（SecondMeioticMetaphase,MII）卵母細(xì)胞作受體