2.2.1 动物细胞培养教学设计-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学教学设计聚焦动物细胞培养的原理、条件、过程及干细胞应用，以“人造皮肤”医学案例导入，承接植物细胞工程知识，为核移植等后续内容奠基，通过对比植物组织培养构建学习支架。 特色在于案例导入贴近生活激发兴趣，图解探究与对比分析突破血清作用、接触抑制等难点，结合干细胞应用实例培养科学思维与态度责任，帮助学生理解抽象知识，提升教师教学效率。

教学课题 第2章第2节 动物细胞培养 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 说明动物细胞培养的原理、过程及条件；简述干细胞的类型与应用价值。 教材分析 动物细胞工程基础技术，承接植物细胞工程，为后续核移植、细胞融合打基础，理论与实践结合紧密。 学情分析 已掌握植物组织培养，对动物细胞培养陌生，对血清作用、接触抑制、干细胞分化潜能理解抽象。 教学目标 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。 2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 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。 教学难点 （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。 教学方法 案例导入法、图解探究法、对比分析法、讨论法 教学准备 PPT课件、人造皮肤案例、动物细胞培养过程流程图、干细胞实例图 教学思路 案例导入→动物细胞培养的条件→动物细胞培养的过程→干细胞培养及其应用→习题巩固 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【从社会中来】 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。 那么：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？ 提示：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。 过渡：人造皮肤的构建是离不开动物细胞培养。 结合实例思考，交流解决方案，激发探究兴趣。 联系医学实际，凸显技术价值，自然引入课题。 新知探究：动物细胞培养的条件 【知识讲解】 1.概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 2.原理：细胞增殖 3.地位：动物细胞工程的基础 【知识讲解】动物细胞培养的条件 1.营养 （1）培养动物细胞一般使用液体培养基，即培养液。 （2）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而成的培养基。 （3）天然成分：血清等 思考：为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 提示：血清中含有多种维持细胞代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促细胞生长因子等。 2.无菌、无毒的环境 （1）需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。 （2）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为36.5±0.5℃。 （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 4.气体环境 （1）O2作用:细胞代谢所必需的 （2）CO2的主要作用:维持培养液的pH 在进行细胞培养时，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CO2培养箱中。 思考：幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？ 提示：细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。 阅读教材，提炼概念，归纳条件，讨论血清、CO₂的作用，分析无菌原因。 明确技术本质，区分动植物细胞培养原理不同。明确条件必要性，理解关键成分与环境调控意义。 新知探究：动物细胞培养的过程 【知识讲解】 【相关概念】 ①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养 ②传代培养：分瓶后的细胞培养 ③接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。 ④细胞贴壁：细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。 【对比】 梳理流程，标注关键步骤，讨论胰蛋白酶不用胃蛋白酶的原因。 掌握完整流程，理解细胞分散与传代要点。 新知探究：干细胞培养及其应用 【知识讲解】干细胞 1.概念：动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 2.特点：具有自我更新能力及分化潜能 3.分布：存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中 4.分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等 【知识讲解】 1.胚胎干细胞（简称ES细胞） 3.诱导多能干细胞（简称iPS细胞） 概念: 通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞。 制备方法: ①借助载体将特定基因导入细胞中 ②直接将特定蛋白导入细胞中 ③用小分子化合物来诱导（成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞）形成iPS细胞 特点： ①诱导过程无须破坏胚胎 ②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 应用: 临床治疗人类疾病如： 心血管疾病、帕金森病、阿尔茨海默病等 对比三类干细胞之间的差异，分析应用价值与优势。 拓展前沿知识，认识医学价值，树立科学伦理观。 巩固新课 小结回顾 梳理：动物细胞培养的原理、条件、过程及干细胞要点，对比动植物细胞培养差异。 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 对比动植物细胞培养异同 板书设计 2.2.1 动物细胞培养 一、动物细胞培养的条件 营养，无菌无毒的环境，温度、pH、渗透压，气体环境 二、动物细胞培养的过程 取组织→分散成单个细胞→制成细胞悬液→原代培养→分瓶→传代培养 三、干细胞培养及其应用 胚胎干细胞—全能性 成体干细胞—组织特异性 iPS细胞—全能性 教学反思 本节课以医学案例导入，贴近生活，学生参与度高。多数学生能掌握动物细胞培养基本流程、条件及干细胞基础；但接触抑制、血清作用、胚胎干细胞伦理问题理解不够深入，易混淆原代与传代培养。课堂图解清晰、对比明确，有效降低抽象知识难度。后续可增加动态流程动画、实例拓展，强化难点辨析，提升理论联系医学实际的能力。 学科网（北京）股份有限公司 $