2.2.1 动物细胞工程导学案-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

2.2 动物细胞工程 一动物细胞培养 一、教学目标 1.认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养，由此分析、推出培养动物细胞需要满足的基本条件。 2.尝试建构动物细胞培养的基本流程。 3.认同动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 4.简述干细胞的应用；通过探讨干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险，理性看待生物技术的应用，增强社会责任感。 二、教学重难点 1.教学重点 （1）动物细胞培养的条件和过程。 （2）干细胞在生物医学工程中的应用。 2.教学难点 （1）动物细胞培养的条件和过程。 三、教学设计思路 本节教师通过真实的教学情境，引导学生概括出动物细胞培养的概念，通过联系就知识，帮助学生建立知识网络，使学生更加深化对动物细胞培养的过程，通过对干细胞应用的教学，让学生理性地看待并合理运用生物技术，增强社会责任意识 四、教学过程 【新课导入】 教师利用课件展示教材中“从社会中来”的相关内容，指出在治疗大面积烧伤的病人时，自体移植的皮肤是有限的，引导学生思考，怎么才能获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？ 通过小组之间互相讨论交流，引导学生概括出动物细胞培养的概念。 教师以真实的情境导入，让学生认识动物细胞培养技术与生活的联系。 在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。 讨论： 1.怎样才能获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？ 可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增；目前，科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。 学生：通过小组之间互相讨论交流，归纳概括出动物细胞培养的概念。 动物细胞培养的概念：从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖。 地位：动物细胞工程的基本技术 原来：细胞增殖 培养对象：胚胎或幼龄动物的细胞较成体的细胞更易培养。 【新课讲授】 （一）动物细胞培养的条件 教师指导学生阅读教材第43-44页的相关文字，并回顾选择性必修一的相关的知识内容，让学生小组之间互相讨论教师提出的问题： 1.机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动？ 2.体外细胞培养时需要提供哪些物质？ 3.动物细胞培养需要什么条件？ 教师引导学生回顾旧知识，分析，推出培养动物细胞需要满足的基本条件，通过运用旧知探索新知，促进学生对新知识的理解。 知识梳理： 1.动物细胞培养的条件 （1）营养：糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。 ①合成培养基：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制的培养基。 ②动物血清：含人类未知、细胞生长和增殖所必需的物质。 ③培养基的物理性质：培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。 （2）无菌、无毒的环境 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。 ②在无菌环境下进行操作。 ③培养液需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 （3）温度、pH和渗透压 ①适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜。 ②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4。 ③适宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能。 （4）气体环境 通常采用培养皿或松盖培养瓶。并将它们置于含有95%空气和5% CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。O2：细胞代谢所必需的。CO2：主要作用是维持培养液的pH。 （二）动物细胞培养的过程 教师指导学生阅读教材“动物细胞培养的过程”的文字部分，并在课件中展示动物细胞培养的过程的示意图，思考、回答下列问题： 1.进行细胞培养时，为什么首先将组织分散成许多单个细胞？ 2.将组织块用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么成分？如何推理出来的？用胃蛋白酶可以吗？为什么？ 3.原代培养和传代培养如何区别？ 4.细胞培养一段时间，分裂会受阻，这是为什么？怎样解决这一问题？ 5.简要画出动物细胞培养的流程图 6.动物细胞培养和植物细胞培养有什么相同和不同之处？ 展示动物细胞培养的过程的示意图： 教师通过让学生自己阅读教材，并与学生小组之间互相讨论交流，让学生对知识内容的理解更加深化，并在这个过程中，锻炼学生的思维能力和合作精神。 知识梳理：动物细胞培养的过程 1.取动物组织 一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。因为这些细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。 2.制成细胞悬液 （1）将细胞分散成单个细胞。 ①机械的方法。 ②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。 原因：①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；②能使细胞