内容正文:
第2章 细胞工程
章末复习教学分析
· 教学目标
1.通过对植物细胞工程的复习,能分析植物组织培养与植物体细胞杂交的核心技术,并归纳二者的联系与区别,形成知识体系。(科学思维)
2.通过对动物细胞工程的复习,掌握动物细胞培养、单克隆抗体制备的基本原理,能分析不同生物技术的应用场景,提升综合归纳能力。(生命观念、科学思维)
3.通过克隆动物与试管动物的比较分析,培养学生的类比推理能力,并运用所学技术探讨生物多样性保护的策略,增强学生保护生物多样性的社会责任感。(生命观念、科学思维、社会责任)
教学重难点
重点:1.植物组织培养与动物细胞培养的对比分析。
2.动物细胞融合技术及其应用(单克隆抗体的制备)。
3.克隆动物与试管动物的比较及其生物学原理。
难点:1单克隆抗体制备过程中细胞融合的筛选及应用分析(易错点:骨髓瘤细胞的作用、抗体特异性)。
2.克隆动物与试管动物在生殖方式、遗传物质来源上的关键区别(易混点:克隆动物是无性繁殖,但是否一定无精子参与?试管动物是否一定有体外受精?)。
· 教学方法
采用讲述法、谈话法、讨论法等教学方法。
· 课时安排
1课时
· 教学准备
多媒体,学案,PPT等。教学设计
导入新课
草莓等植物通过植物组织培养实现了大规模繁殖;克隆猴“中中”“华华”的诞生,推动了我国生命科学技术的创新和发展;这些都离不开细胞工程的技术支持。今天我们通过各项技术的具体实例来复习细胞工程。
(设计意图:结合图片介绍细胞工程各项技术的发展及与生活的联系,激发学生的学习兴趣,引入本节课的复习内容。)
任务一、植物细胞工程
请结合教材知识,阅读资料,完成学案中的内容。
教学任务:通过提问让学生巩固植物组织培养、植物体细胞杂交技术的相关内容。通过学案中的资料,以“猕猴桃”新品种的培育为情境,分析新品种培育过程中所用到的技术,并回答操作过程中需要注意的问题,进一步运用所学知识解决问题。
教学实施:
【师】回顾教材知识,提问植物组织培养、植物体细胞杂交的过程、原理等内容。
【生】回答以上问题。
【师】分析学案中的材料,完成学案中的第1~3题。
【生】独立完成学案中的3个问题,并展示答案。
【师】根据学生的回答情况,进行点评。对“脱分化”“再分化”中的光照条件及激素条件进行归纳。并追问:再分化为什么需要光照?
【生】问题回答:有利于叶绿素的合成,从而进行光合作用。
【师】阅读资料,进一步完成学案中的第4题及【迁移应用】,独立完成后让学生进行小组讨论,修正答案。
【生】独立完成学案中第4题及【迁移应用】,进行小组讨论,相互交流并展示答案。
【师】对学生的答案进行点评、修正。并留时间落实整理。
评价设计:
教师根据学生对问题的回答情况以及对【迁移应用】中问题的分析、解决情况,点评学生对植物细胞工程这部分内容的掌握情况。问题基本回答正确,在【迁移应用】中根据要求可以把“猕猴桃”新品种的培育思路阐述清楚即可达标。
(设计意图:通过提问,分析学案中的资料,对知识进行回顾、归纳、迁移应用,进一步巩固植物细胞工程的相关知识。)
任务二、动物细胞工程
请结合教材知识,阅读资料,完成学案中的内容。
教学任务:回顾植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术的区别,加深知识的掌握程度。以学案中的资料为引领,学生通过学案问题的自主解决,巩固动物细胞培养、动物细胞融合的相关内容。
教学实施:
【师】回顾植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术,完成学案中的表格。
【生】独立完成,并进行展示。相互评价。
【师】展示答案并对学生的回答进行评价,用PPT展示表格内容,给学生留出整理的时间。
【师】针对“单克隆抗体的制备过程”提出问题,回顾单克隆抗体制备过程。让学生阅读学案中资料2,完成第1~2题。
【生】学生独立完成学案中的内容,并进行展示。
【师】对第二个问题进行追问:克隆化培养的用具是什么?抗体检测的原理是什么?
【生】问题回答:96孔板;抗原—抗体特异性结合。
【师】对学生的回答进行评价。完成学案中的【思考】。
【生】独立完成,发表不同观点。
【师】对学生的不同观点进行引导、纠错、评价,得出正确答案并进行展示、整理。
继续阅读资料3,完成第3题。
【生】回答问题。
【生】独立完成学案中【迁移应用】
【师】进行相应讲解。
评价设计:
教师根据学生对学案中基础知识的掌握情况、问题的回答情况及对【思考】中题目的回答情况,点评学生对单克隆抗体制备过程的掌握情况,并通过【迁移应用】,检测学生利用所学知识解决问题的能力。【迁移应用】中表格问题的正确率达到90%即达标。
(设计意图:通过知识回顾、问题引领,解决【思考】中的问题,对单克隆抗体制备过程及其特点进行分析,学生利用所学知识进行迁移应用,解决相应问题。)
任务三、克隆动物与试管动物
请结合教材知识,阅读资料,完成学案中的内容。
教学任务:回顾克隆动物、试管动物的产生过程,提出相应问题,通过具体操作过程辨析两项技术的生殖方式。通过学案中的资料分析,对比克隆动物、试管动物,让学生分析、回答学案中的问题,并对克隆动物、试管动物的异同用表格进行比较、归纳。通过对【迁移应用】中问题的解决,提升学生理论联系实际的能力以及学生对生物多样性进行保护的社会责任感。
教学实施:
【师】针对“克隆动物”“试管动物”过程的相关知识提出问题,通过具体操作对两项技术的生殖方式进行辨析。让学生阅读学案中资料4,完成第1个问题及【思考】。
【生】学生独立完成学案中的内容,并进行展示。
【师】对【思考】中的问题结合资料、表观遗传的内容进行引导、分析,并总结展示。让学生继续阅读资料5,并完成学案中的第2题,最后完成【归纳总结】,对试管猴和克隆猴进行比较。
【生】学生独立完成学案中的内容,并投影展示【归纳总结】的内容。
【师】对学生的回答、展示进行评价。并让学生思考、讨论【迁移应用】。
【生】学生相互交流、讨论。发表不同的观点。
【师】对学生的不同观点进行评价,并PPT展示,提升学生对濒危动物进行保护的责任感。
评价设计:
教师根据学生对学案中问题的回答情况及【思考】中题目的回答情况,点评学生对克隆动物、试管动物培育过程的掌握情况。通过【归纳总结】,对“试管猴”和“克隆猴”进行比较、归纳。最后通过【迁移应用】对所学知识进行应用、迁移。【归纳总结】中表格完成度达到90%,【迁移应用】合理即可达标。
(设计意图:通过问题引领,解决【思考】中的问题,对克隆动物、试管动物的培育过程进行分析。通过【迁移应用】中问题的思考、讨论,提升学生应用所学知识解决实际问题的能力,激发学生对生物多样性进行保护的意识和责任感。)
评价反馈
完成学案中的当堂训练
课堂小结
细胞工程的各种技术手段及原理总结
技术手段
目的
原理
植物组织培养
获得植株
植物细胞的全能性
植物体细胞杂交
获得杂种植株
植物细胞的全能性、细胞膜具有流动性
动物细胞培养
获得大量细胞或细胞产物
动物细胞增殖
动物细胞融合
获得杂交细胞,制备单克隆抗体
细胞增殖、细胞膜具有流动性
动物体细胞核移植
获得克隆动物
动物体细胞核具有全能性
布置作业
完成课后作业(30分钟)。
教学反思
本节课在课堂上教师采用了资料分析、问题引导的方式开展教学。在整个教学过程中,充分发挥学生学习的主动性,鼓励他们大胆去发表自己的看法、主动地获取知识,打造高效课堂。反思整堂课,主要在以下几方面做得较好:(1)通过资料分析、问题引导、列表归纳、小组讨论等方式进行课堂学习,学生的学习积极性较高;(2)大部分学生能够掌握本章的基本内容,能够运用所学知识解决实际问题。
本节课也有不足之处:时间分配不够合理,在教学过程中,回顾教材知识提问环节耗费较长时间,学生在练习中遇到问题来不及充分思考和交流,影响了教学效果。干细胞培养的相关知识未涉及,在课后作业题目的处理中再进行巩固。
板书设计
第2章 细胞工程
章末复习
植物组织培养(原理:植物细胞的全能性)
植物体细胞杂交(原理:植物细胞的全能性、细胞膜具有流动)性
植物细胞工程
条件
无菌、无毒的环境
营养条件
动物细胞培养
温度、pH、渗透压
过程
原理
气体条件
动物细胞工程
细胞工程
过程
动物细胞融合——单克隆抗体的制备
单克隆抗体的优点
动物体细胞核移植——克隆动物
胚胎工程
备课资源
高考真题
1.【2023·山东卷】利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
【答案】A
【解析】有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,故利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物,A正确;利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得目标产物,这个过程就是细胞产物的工厂化生产,故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产,B错误;次生代谢产物不是植物生长所必需的,其含量很低,可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量,C错误;细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件,提高了多个细胞中次生代谢物的含量,不能提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
2.【2021·山东卷】一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内,可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗,也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是( )
A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
【答案】D
【解析】抗原的纯度低会刺激机体产生其他种抗体,使得多抗的纯度明显下降,A错误;制备单抗时需要将经免疫的相应的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞,B错误;p72有多个不同的抗原决定簇,可以针对不同的抗原决定簇制备多种单抗,C错误;p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况,D正确。
3.(不定项)【2023·江苏卷】我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”,研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A.猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同,但具有相同的基因组
B.囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,但表达的基因都不同
C.移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行
D.移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌
【答案】AD
【解析】猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同,但两者都来源于同一个受精卵细胞,具有相同的基因组,A正确;囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,表达的基因有些相同,例如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等,有些基因不同,使两种细胞具备不同的功能,B错误;移植前细胞和囊胚的培养都要放在含有95%的空气和5%的CO2的培养箱中进行,C错误;供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌,D正确。
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