第一篇：◆《細胞工程》研究性教學教案設計(二)

《細胞工程》研究性教學教案設計

（二）授課教師 陳勤 課程名稱 細胞工程

探究課題 細胞融合和單克隆抗體技術

實施班級或專業(yè) 11級生物工程專業(yè)和生物類專業(yè)

一、設計思路

通過前三章內(nèi)容的學習，我們已對動物細胞培養(yǎng)和植物細胞培養(yǎng)技術有一定的了解，通過教學視頻學習，我們大致上已經(jīng)掌握了動物和植物細胞培養(yǎng)的操作程序與有關注意事項。細胞培養(yǎng)技術的發(fā)展為細胞融合、顯微注射、單克隆技術的應用提供了有力的保障。細胞融合(cell fusion)是在自發(fā)或人工誘導下，兩個不同基因型的細胞或原生質體融合形成一個雜種細胞。基本過程包括細胞融合形成異核體(heterokaryon)、異核體通過細胞有絲分裂進行核融合、最終形成單核的雜種細胞。細胞融合可作為一種實驗方法被廣泛適用于單克隆抗體的制備，膜蛋白的研究。單克隆抗體在生命科學、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、環(huán)境保護等領域有著非常廣泛的應用前景。

本課題著重從兩個方面來探討細胞培養(yǎng)： 第一部分 細胞融合的方法與應用 第二部分 單克隆抗體技術的制備與應用

本課題講解采用設問式教學方法，并提供豐富的圖像資料，讓學生了解是如何進行細胞培養(yǎng)的，從而引導學生要善于發(fā)現(xiàn)問題以及如何正確地實驗操作，在學習動物細胞培養(yǎng)過程中，學生通過閱讀、自學、質疑、討論、訓練、總結等環(huán)節(jié)，逐步提高獲取知識的能力、邏輯思維能力、分析問題和解決問題的能力。由植物細胞雜交技術導出動物細胞融合過程，培養(yǎng)學生的知識遷移能力、思維能力。

課后小結，由授課教師總結細胞融合和單克隆抗體的相關知識點，并指出本次課題所取的經(jīng)驗和不足之處，讓學生課后通過查閱文獻，結合本課題的內(nèi)容，寫一篇有關單克隆抗體制備方法或制備過程中應該注意事項的小論文或者心得體會，以鞏固課堂理論知識。

二、教學分析 1． 教材分析

本章節(jié)內(nèi)容是《細胞工程》的第四章《動物細胞融合技術》和《單克隆抗體技術》的部分章節(jié)。教材從細胞融合的發(fā)現(xiàn)與歷史沿革、物理、化學與生物三個方面全面介紹了細胞融合的操作技術與注意事項，并舉例在動物和植物細胞中的應用；細胞融合是在離體條件下用 1

人工方法將不同種生物或同種生物不同類型的單細胞通過無性方式融合成一個雜合細胞的技術。細胞融合技術最有意義的成果之一就是單克隆抗體的制備。單克隆抗體技術與基因克隆技術相結合為分離和鑒定新的蛋白質和基因開辟了一條廣闊途徑，而且在臨床診斷與腫瘤等疾病的治療中也具有重要作用。

本節(jié)的主要授課內(nèi)容是通過細胞融合和單克隆抗體技術的理論學習，讓學生熟練掌握其基礎知識和實驗操作技能，以培養(yǎng)學生勇于探索，提高發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學生進行科學研究的興趣。為了達到師生互動，授課教師要以具體的案例分析引導學生對學術疑問進行思考，從而使抽象的理論具物化，通過層層設問，步步深入，舉證證明，讓學生全面掌握細胞融合和單克隆抗體的基本要點，以及可通過教學影片的播放以強化與提高學生的實驗操作技能。

2．學情分析

本科三年級學生已學過《植物生理學》、《動物生理學》、《細胞生物學》等基礎課程，對動植物細胞的結構與功能已有所了解，這為本節(jié)教學提供了便利。在此基礎上，進一步了解細胞融合和單克隆抗體技術，為學習細胞工程其他章節(jié)內(nèi)容奠定基礎。

三、教學目標

1．知識目標 學生在教師的引導下，通過提問、交流與探索性講解，掌握動植物細胞的培養(yǎng)和細胞融合技術，了解單克隆抗體的制備和應用，掌握細胞拆合和顯微操作技術。

2．能力目標 通過本單元的學習與討論，能提高學生在日常學習與生活中善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題與分析問題的能力，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力。

3．情感態(tài)度價值觀 在學生實驗、交流與討論的基礎上開展研究性教學，通過課堂講授、提問和設計式實驗、實驗圖像展示與分析等教學方法，使學生認識到細胞內(nèi)膜系統(tǒng)在整個細胞活動中的重要意義，以提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生主動針對理論知識點設計實驗進行實驗觀察與分析，同時鼓勵學生在實驗教學中團結協(xié)作的團隊精神和嚴謹治學的科學態(tài)度。

四、教學重難點 1．教學重點

（1）細胞融合技術的基本概念與方法；（2）單克隆抗體技術的基本概念與方法； 2．教學難點

（1）細胞融合操作技術和應用價值；

（2）單克隆抗體的制備原理、操作程序與應用；

五、教學策略與手段

策略模式：問題式探究的策略模式，即“問題引導式”教學和學生“探究性”學習相結合的討論型教學模式。以問題為紐帶，使學生基于問題解決來建構知識、拓寬視野、提高能力。2

引導學生從已知到未知，由舊知引新知，在探究中，讓學生領悟科學精神，提高生物科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的科學思維能力，為進一步組織學生探究性實驗活動奠定基礎。

手段：通過問題式、啟發(fā)式、學導式和實驗研究式教學方法，引入本課題的中心－細胞融合，通過動畫和圖像展示細胞融合的過程，通過講解單克隆抗體的發(fā)現(xiàn)到臨床診斷與治療的應用，到生物導彈治療癌癥的最新進展，以提高學生的學習興趣與聯(lián)想思維，然后播放單克隆抗體的教學電影。本課題通過問答和小組討論形式及圖樣視頻加深了解。結合現(xiàn)實生活，組織學生就細胞融合和單克隆抗體在臨床應用、診斷試劑盒的研制等方面展開討論，以得出兩者在目前生物醫(yī)藥與農(nóng)業(yè)實際應用中的前景與意義。

六、教學過程(一)、課前預習

通過前三章的學習，我們已經(jīng)了解了細胞工程的發(fā)展史、基本研究內(nèi)容、研究任務、實驗基本操作技術及動植物培養(yǎng)技術的理論與實驗技術。讓學生們課余時間通過查閱細胞融合和單克隆抗體技術實驗專著和網(wǎng)絡文獻。

(二)、課堂教學

1、采用提問式引入講解主題：

設問1：古代有“滴血認親”，其原理是什么?(細胞融合)PPT展示培養(yǎng)皿中兩滴血正在融合的過程。

設問2：細菌和病毒是如何侵犯人體的？是通過什么途徑到達體內(nèi)的（細胞膜）？讓學生思考與解答，然后啟發(fā)學生思考：細菌和病毒的細胞膜與人體細胞的細胞膜在自然狀態(tài)下發(fā)生融合，是以什么為促融合劑導致了兩者的融合呢？

設問3：日本學者山田是在什么的基礎上發(fā)現(xiàn)仙臺病毒具有促進細胞融合的呢？ 設問4：以前我們到醫(yī)院進行疾病檢查或體檢，抽血液進行乙肝檢查，通常要等一周以上的時間才能拿到結果，而現(xiàn)在只需要一天就可以拿到檢測報告？為什么？（單克隆抗體技術）。

設問5：抗癌藥具有強大的抗癌作用，但其副作用太多，從細胞生物學和藥理學角度來說，是由于抗癌藥均能進入正常細胞和癌細胞中，從而引起了正常細胞的結構與功能的抑制與破壞。那有什么辦法可以使抗癌藥只進入到癌細胞中殺滅癌細胞或抑制其功能，而不易進入正常細胞中去呢？請同學們思考與回答（單克隆抗體與生物導彈的應用）。

歸納：細胞融合是指通過生物性、物理性和化學性促融合劑促進兩種同親性或異親性細胞發(fā)生細胞膜、細胞質進而細胞核的融合的過程，目前在醫(yī)學與農(nóng)業(yè)上應用很廣。單克隆抗體技術是在細胞融合的基礎上，將具有分泌特異性抗體的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合，從而產(chǎn)生既可以在體外永久性生長，又可以分泌特異性抗體的一種生物技術。細胞融合和單克隆抗體技術是細胞工程學中非常重要的組成部分。

2、細胞融合和細胞雜交技術

兩個或多個細胞融合成一個雙核或多核細胞的現(xiàn)象，動物細胞融合一般要用滅活的病毒 或化學物質介導，植物細胞融合時，要先用纖維素酶去掉細胞壁。通過細胞雜交形成的單核子細胞稱為融合核細胞。

教師以人鼠細胞雜交為例，具體講解細胞融合的過程(圖1)。然后啟發(fā)學生去思考細胞融合的應用價值和意義。學生討論融合方法。然后教師做總結。

A

B

圖1 A.細胞融合；B.人鼠細胞雜交

細胞融合能重新組合兩個親本細胞的優(yōu)良遺傳信息，是研究細胞間遺傳信息傳遞、基因在染色體上定位、改良動物遺傳特性及創(chuàng)造新的符合人類需要的新的細胞系的極為有效的手段。細胞融合可采用融合劑、電融合技術或離心振動法進行，融合劑包括病毒（滅活仙臺病毒法融合）和化學試劑（聚乙二醇法）。

細胞融合的意義在于不受種屬的界限的限制，可以實現(xiàn)種間生物體細胞的融合，使遠緣雜交成為可能，因而是改造細胞遺傳物質的有力手段。

?理論上說任何細胞，都有可能通過體細胞雜交而成為新的生物資源，這對種質資源的開發(fā)和利用具有深遠的意義。

?融合過程克服了有性雜交過程中的種性隔離機制的限制，為遠緣遺傳物質交換提供了有效途徑。

?體細胞雜交產(chǎn)生的雜種細胞含有來自雙親的核外遺傳系統(tǒng)，在雜種的分裂和增殖過程中雙親的葉綠體、線粒體DNA也可以發(fā)生重組，從而產(chǎn)生新的核外遺傳系統(tǒng)。

④淋巴細胞雜交瘤和單克隆抗體的制備。

3、單克隆抗體技術

通過上述細胞融合的意義和應用內(nèi)容的學習，自然而然的引導學生進入下面的內(nèi)容—單克隆抗體技術的學習。

1975年英國科學家Milstein和Kohler（圖2）將產(chǎn)生抗體的淋巴細胞同腫瘤細胞融合，成功建立了單克隆抗體技術，而獲得1984年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。

圖2 A.C.Milstein；

B.G.Kohler 單克隆抗體指的是利用細胞融合技術，將骨髓瘤細胞和琳娜細胞合并成雜交瘤，雜交瘤細胞會持續(xù)分泌成分單

一、有特異性的抗體。

單克隆抗體技術的核心是用骨髓瘤細胞(myeloma cell)與經(jīng)特定抗源免疫刺激的B淋巴細胞(antigen stimulated B lymphoblast)融合得到雜交瘤細胞(hybridoma cell)，雜交瘤細胞既能象骨髓瘤細胞那樣在體外無限增殖，又具有B淋巴細胞產(chǎn)生特異性抗體的能力。因此，單克隆抗體技術又稱為雜交瘤技術（圖3）。

圖3 雜交瘤技術的原理

單克隆抗體技術最主要的優(yōu)點是可以用不純的抗原分子制備出針對某一抗原分子上特

單克隆抗體的大量制備可以有增量培養(yǎng)法和小鼠腹腔接種法。

單克隆抗體在生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、制藥等眾多領域得到極為廣泛的應用，尤其是人源性單抗制備技術的發(fā)展，是單克隆抗體具有更高的實用價值。引導學生總結單克隆抗體的應用：

1．檢驗醫(yī)學診斷試劑

作為檢驗醫(yī)學實驗室的診斷試劑，單克隆抗體以其特異性強、純度高、均一性好等優(yōu)點，廣泛應用于酶聯(lián)免疫吸附試驗、放射免疫分析、免疫組化和流式細胞儀等技術。并且單克隆抗體的應用，很大程度上促進了商品化試劑盒的發(fā)展。應用單克隆抗體制作的商品化試劑盒廣泛應用于：

①病原微生物抗原、抗體的檢測； ②腫瘤抗原的檢測；

③免疫細胞及其亞群的的檢測； ④激素測定； ⑤細胞因子的測定。2．蛋白質的提純

單克隆抗體是親和層析中重要的配體。將單克隆抗體吸附在一個惰性的固相基質（如Speharose 2B、4B、6B等）上，并制備成層析柱。當樣品流經(jīng)層析柱時，待分離的抗原可與固相的單克隆抗體發(fā)生特異性結合，其余成分不能與之結合。將層析柱充分洗脫后，改變洗脫液的離子強度或pH，欲分離的抗原與抗體解離，收集洗脫液便可得到欲純化的抗原。

3． 腫瘤的導向治療和放射免疫顯像技術

將針對某一腫瘤抗原的單克隆抗體與化療藥物或放療物質連接，利用單克隆抗體的導向作用，將藥物或放療物質攜帶至靶器官，直接殺傷靶細胞，稱為腫瘤導向治療（生物導彈）。另外，將放射性標記物與單克隆抗體連接，注入患者體內(nèi)可進行放射免疫顯像，協(xié)助腫瘤的診斷。單克隆抗體主要為鼠源性抗體，異種動物血清可引起人體過敏反應。因此，制備人-人單克隆抗體或人源化抗體更為重要，但此方面仍未取得明顯進展。

(三)、課堂總結 多媒體展示以下內(nèi)容：

1、細胞融合和單克隆抗體技術、生物導彈等基本概念；

2、詳細講解動物和植物細胞融合的原理、方法與應用。觀察有關細胞融合技術與單克隆抗體技術的教學電影，以強化和鞏固學過的知識與實驗技術；

3、簡要介紹這些技術的優(yōu)缺點和實際操作過程中的注意事項；

7、隨機抽取部分學生談談本節(jié)學習的收獲與心得；

8、以小組為單位，撰寫一篇實驗報告；

9、授課教師布置下次課教學活動的內(nèi)容與要求。

七、教學反思

研究性教學是指在教學過程中，創(chuàng)設一種類似科學研究的情景和途徑，在授課老師的指導下，讓學生在主動探索、主動思考、主動實踐的研究過程中，吸收知識、應用知識、分析問題、解決問題，從而提高學生的各方面素質，培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的一種新型的教學理念和教學模式。其教學過程以其特有的過程性、實踐性、問題性、體驗性等特點，越來越受到廣大教師的關注。要想達到良好的教學效果，首先要求授課教師必須有寬厚的專業(yè)知識、嫻熟的教學技巧、人格魅力和掌控力，同時也要精心準備教學器材，設計教學程序，就像電影導演一樣必須對每一項內(nèi)容與環(huán)節(jié)爛熟于心。

其次要事先要將下一次教學內(nèi)容告知學生，讓學生提前預習與查閱文獻，尤其對一些實驗驗證性課題，更需要教師安排時間對學生進行理論與實驗的輔，而作為學生而言，必須要有專業(yè)基礎知識扎實，創(chuàng)新思維強，勇于探索，敢于“問”和“做”，尤其具有喜歡做事前會精心設計實驗程序，出現(xiàn)的問題又能利用所學知識進行分析與判斷的精神，能積極配合教師進行探究性研究，唯有如此，才能取得良好的效果。

通過對細胞融合和單克隆抗體的相關問題的探究，培養(yǎng)學生歸納、分析、綜合的思維能力。教師在課堂上詳細講解細胞融合和單克隆抗體技術的發(fā)現(xiàn)過程，原理與技術操作及應用價值，讓學生課余時間主動查閱文獻資料，以培養(yǎng)學生文獻綜合能力與寫作能力。通過師生互動與解答、探索疑難，有效促進學生思維力的發(fā)展。

在本次教學過程中，值得總結的經(jīng)驗與不足列如下：

（1）課前準備充分

授課教師對整個教學過程進行了精心的設計與安排，擬立了多個問題，準備了一些教學視頻與彩色圖片。

（2）課堂上教師精心設問，不斷啟發(fā)，調(diào)動了學生學習生物的積極性和求知欲，啟發(fā)學生自主思考，討論交流，探究解決問題，在教學活動中發(fā)揮了學生的主體作用。

（3）課堂氣氛活躍，團隊作戰(zhàn)顯現(xiàn) 學生們在小組內(nèi)相互配合，相互合作，相互幫助，共同探討，大膽表達自己的學習心得與科學問題，更重要的是鍛煉了學生分析問題與解決問題的能力。

（4）學生自主學習，主動提問

由于事先讓學生廣泛查閱專著和文獻，許多同學對此節(jié)內(nèi)容有了不同的見解與疑問，授課教師在授課過程和結束時與學生進行了互動，讓學生自由發(fā)言，由其他學生相互回答，并由教師點評，收到了意想不到的效果。

不足之處在于：由于在細胞工程實驗課中，還沒有設計單克隆抗體實驗，因此在理論學習中得到的知識目前還無法讓學生在實驗中進行重復，這有待于今后改善。

第二篇：二 動物細胞工程(教案1).

第二節(jié) 細胞工程簡介──動物細胞工程

教學目標 1．知識方面

（1）動物細胞培養(yǎng)（知道）。（2）動物細胞融合（知道）。

（3）單克隆抗體的制備及應用（知道）。2．態(tài)度觀念方面

（1）初步培養(yǎng)學生勇于探索，不斷創(chuàng)新的精神和合作精神。

（2）通過向學生介紹幾大動物細胞工程技術的發(fā)展動態(tài)及一些新的研究成果，使學生明確人們對生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入，知識不斷更新并向前發(fā)展。認識到學無止境，形成終生學習的意識。

3．能力方面

（1）在學習動物細胞培養(yǎng)過程中，學生通過閱讀、自學、質疑、討論、訓練、總結等環(huán)節(jié)，逐步提高獨立獲取知識的能力、邏輯思維能力、分析問題和解決問題的能力。

（2）由植物體細胞雜交技術導出動物細胞融合過程，培養(yǎng)學生的知識遷移能力、思維能力。

（3）讓學生嘗試設計革克隆抗體的制備過程，指導學生掌握獲取知識和探索生物科學的基本方法，使學生了解生物科學認識模式以發(fā)展學生的創(chuàng)造性能力。

重點、難點分析

單克隆抗體既是本小節(jié)的重點，也是難點內(nèi)容。

分析：動物細胞工程常用的技術手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植等。其中前三大技術為本節(jié)教材的主體內(nèi)容，而胚胎移植、核移植技術以小字科普讀物的形式出現(xiàn)，意在使學生在有所側重的前提下對動物細胞工程發(fā)展概況有一個較全面的了解。在教材重點介紹的三大動物細胞工程技術中，動物細胞培養(yǎng)是其他技術（如單克隆抗體、胚胎移植、核移植等）的基礎，其價值更多的是通過其他技術成果來體現(xiàn)的。而動物細胞融合技術目前較為成熟的最重要的用途便是制備單克隆抗體。由此可見，單抗技術應屬較高層次的動物細胞工程技術。對它的學習有助于學生較深刻地領悟動物細胞工程的真諦，并從兩位諾貝爾獎獲得者對單抗獨具匠心的實驗設計中，深刻體會科學態(tài)度、科學方法，尤其是創(chuàng)造性的思維品質在科學研究、發(fā)明創(chuàng)造中的決定性作用。基于以上認識，單克隆抗體應列為本節(jié)的重點內(nèi)容，同時單克隆抗體技術本身環(huán)節(jié)多、技術復雜，加之學生對此缺乏必要的感性認識，所以也是本課的難點所在。

教學模式

自學——指導。啟發(fā)、探究。教學手段

1．動物細胞培養(yǎng)的自制掛圖。

2．動物細胞融合、單克隆抗體制備過程的教學課件。3．有關克隆羊“多莉”的錄像資料。4．實物投影儀。課時安排 二課時。設計思路

1．采用自學、指導模式對動物細胞培養(yǎng)技術進行較深刻、透徹地學習，為學習其他動物細胞工程技術打好基礎。2．教師啟發(fā)學生回憶植物體細胞雜交過程；通過新舊知識對比，引導學生大膽推測動物細胞融合過程，培養(yǎng)學生知識遷移能力，并通過課件演示全過程，加強直觀性，培養(yǎng)學生的觀察、思維能力。

3．教師給出資料，引出探究點。學生通過討論、辯論，設計多種制備革克隆抗體的方案。然后通過觀察全過程課件，質疑、釋疑（多方向），并由學生概括單克隆抗體的制備工程。

4．胚胎移植、核移植為書中小字內(nèi)容，以學生自學為主，教師予以適當指導、點撥。5．以“多莉”羊的培育過程為主線，將動物細胞工程五種技術的知識有機地串接起來，構成完整的知識體系。

重點提示

1．在教學中，應強化學生的主體意識，開發(fā)學生的潛能，使學生的個性在共性發(fā)展的同時也能協(xié)調(diào)發(fā)展，使知識不單是講課的內(nèi)容，考試的內(nèi)容，而成為有利于學生綜合素質全面提高的載體和素材。教師應善于從教材內(nèi)容和學生心理狀態(tài)出發(fā)，采用多種方法設計富有啟發(fā)性的問題，創(chuàng)設探索的情境，激發(fā)學生思考和探索的欲望，從而達到在獲取知識的同時培養(yǎng)他們的多方面能力的目的。

2．適當增加難度，能在教學過程中引起學生適度的認識沖突。前蘇聯(lián)教育家贊可夫就極力主張“高難度原則”，以求得學生在一定困難水平出現(xiàn)認知沖突，增強學生參與討論的積極性，促進其發(fā)展。

3．在教學過程中，適度拓寬教學內(nèi)容，擴大學生的知識面，開發(fā)學生的思維空間，有利于學生發(fā)散性思維的培養(yǎng)。

4．根據(jù)學生的認知水平和教學內(nèi)容的難易程度，合理安排教學容量，控制好課堂教學的密度；該講的要講深、講透，并善于從多角度、多層面來挖掘知識的蘊含，從而把握好教學的力度；同時還要注意課堂節(jié)奏的急緩、疏密、錯落有致。

教學過程

第三篇：《專題二 細胞工程》 教學設計

《專題二 細胞工程》

教學設計

體細胞克隆羊多利的問世不僅給克隆技術帶來重大突破，也使更多的人開始關注細胞工程技術。近幾十年來，細胞工程技術獲得突飛猛進的發(fā)展，許多成果已滲入到我們的日常生產(chǎn)和生活中。通過本專題的學習，學生可以了解細胞工程的原理、應用及其發(fā)展前景。本專題教材分析

一、教學目的要求 知識方面

1.簡述植物組織培養(yǎng)和體細胞雜交技術及其應用。

2.簡述動物細胞培養(yǎng)和體細胞核移植技術及其應用前景。3.舉例說出動物細胞融合和單克隆抗體技術及其應用。情感態(tài)度與價值觀方面 1.體驗植物組織培養(yǎng)技術。

2.討論細胞工程技術的社會意義。

3.認同細胞學基礎理論研究與技術開發(fā)之間的關系。4.關注細胞工程研究的發(fā)展和應用前景。能力方面

1.嘗試進行植物組織培養(yǎng)。

2.運用細胞的基礎知識，分析細胞工程的理論基礎。

3.搜集有關細胞工程研究進展和應用方面的資料，進行整理、分析和交流。

二、教學內(nèi)容的結構和特點

（一）教學內(nèi)容的特點

本專題內(nèi)容包括兩部分，即《植物細胞工程》和《動物細胞工程》，其中《植物細胞工程》可用3課時教學，《動物細胞工程》可用3課時教學。

本專題的題圖是由三幅圖合成的：克隆羊多利的照片、細胞核移植和植物組織培養(yǎng)。題圖的寓意是表明細胞工程是細胞水平上的操作，它包括植物細胞工程和動物細胞工程等方面。在章引言中通過列舉細胞工程的應用，把學生帶進細胞工程的科技領域。《科技探索之路──細胞工程的發(fā)展歷程》，以圖配文的形式介紹了細胞工程的來龍去脈，使學生認識到細胞工程不是憑空得來的，而是經(jīng)過了一代代科學家執(zhí)著地探索；科學與技術是相互促進的，科學理論要經(jīng)過技術才能轉化為生產(chǎn)力。第一節(jié)《植物細胞工程》包括兩小節(jié)：《植物細胞工程的基本技術》和《植物細胞工程的實際應用》。第一小節(jié)，是讓學生了解最基礎的知識──植物細胞工程基本原理和技術，第二小節(jié)是讓學生了解它的實際應用。

第一小節(jié)《植物細胞工程的基本技術》講述了細胞的全能性、植物組織培養(yǎng)技術、植物體細胞雜交技術等三方面內(nèi)容，其中，植物細胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的基礎，而植物體細胞雜交技術又是在植物組織培養(yǎng)的基礎上發(fā)展起來的。在本小節(jié)的教材中，首先用實例引出“花瓣是怎樣長成一株完整的植株的？植物的花瓣為什么能培育出一株完整的植株？”等問題，由此導入植物細胞全能性的學習。因為學生在必修模塊《分子與細胞》中，已經(jīng)學習過細胞的全能性及分化的知識，所以教材在此只簡單敘述了細胞全能性的概念和細胞分化的實質。關于植物組織培養(yǎng)技術，是植物細胞工程中最基本的技術，教材中安排了“胡蘿卜的組織培養(yǎng)”實驗，讓學生通過動手操作，感到細胞工程并不神秘，并且培養(yǎng)學生的動手能力。

在植物體細胞雜交技術中，首先是以一個實例“番茄—馬鈴薯”雜種植株提出問題：“科學家是怎樣得到此雜種植株的？” 接下來以圖文結合的形式介紹了植物體細胞雜交技術的基本過程、概念、已取得的進展和尚未解決的問題。意在使學生認同科學是一個探究過程，激發(fā)學生探索生命科學奧秘的興趣。插入的旁欄──“異想天開”意在活躍學生的思維。第二小節(jié)《植物細胞工程的實際應用》講述了植物繁殖的新途徑、作物新品種的培育，以及細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等三方面的內(nèi)容。

在植物繁殖的新途徑中，教材選擇了三個實例：微型繁殖、作物脫毒和神奇的人工種子。之所以首先介紹了微型繁殖，因為它是植物組織培養(yǎng)技術應用最為廣泛的領域。在作物新品種的培育中，教材僅舉了單倍體育種和突變體的利用兩個實例。考慮到學生已了解單倍體、突變育種等基本知識，所以教材只對此部分內(nèi)容做了簡單的介紹。細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物組織培養(yǎng)技術與發(fā)酵工程相結合的一項新技術。教材先介紹了細胞產(chǎn)物的種類，再簡要介紹人參皂甙的工廠化生產(chǎn)過程。為配合抗癌藥物──紫杉醇的生產(chǎn)的內(nèi)容，教材以資料分析的形式介紹了我國紅豆杉慘遭浩劫的例子，引導學生討論植物組織培養(yǎng)在節(jié)約資源，保護環(huán)境方面的重要意義。

第二節(jié)《動物細胞工程》包括動物細胞的培養(yǎng)、動物體細胞核移植技術及克隆動物、細胞融合和單克隆抗體四部分內(nèi)容。

關于動物細胞的培養(yǎng)，教材用人造皮膚等實例引入主題，同時，配以人造皮膚的圖片，以激發(fā)學生的興趣，接著很自然地導入動物細胞培養(yǎng)的內(nèi)容。教材首先介紹了動物細胞培養(yǎng)的概念，接著以文字敘述、圖片、小資料、討論相結合的形式，介紹細胞培養(yǎng)過程及原理，最后又從學生已有的內(nèi)環(huán)境知識出發(fā)，用提問的形式引出細胞培養(yǎng)的條件。對于細胞培養(yǎng)條件，教材用了較多的筆墨，其意圖是細胞培養(yǎng)條件的講述中蘊含了細胞培養(yǎng)的原理。動物體細胞核移植技術及克隆動物，既是動物細胞工程的重點內(nèi)容，又是近幾年來的熱點問題，學生對它們有一定的了解，如何做到在原有基礎上提高呢？教材首先解釋了動物體細胞核移植技術和克隆動物的關系，隨后簡單介紹了哺乳動物核移植技術的分類，接著用小字介紹核移植技術的發(fā)展簡史，再將文字、流程圖、思考、小資料、討論等多種形式結合，以我國的克隆牛為例，詳細講解了體細胞核移植技術的過程，最后說明體細胞核移植技術的應用前景及存在的問題。力圖使學生在學習知識的同時，受到科技史、科學價值觀和愛國主義的教育。在“動物細胞融合”部分，由于考慮到其基本原理與植物的原生質體融合相同，方法也類似，所以只用簡潔的文字介紹了動物細胞融合的概念、原理、方法、意義及應用，其間插入了小資料、細胞融合過程的示意圖及小字的動物細胞融合技術發(fā)展簡史。既避免了重復，又突出了動物細胞融合的特點。

單克隆抗體是動物細胞工程的新技術，也是本節(jié)教材的重點、難點內(nèi)容。教材先由動物細胞融合的應用引入單克隆抗體，接著又從傳統(tǒng)抗體生產(chǎn)存在的問題入手，引出單克隆抗體的概念。隨后又提出問題──怎樣才能獲得單克隆抗體？由此自然過渡到單克隆抗體的制備上。關于單克隆抗體的制備，用講故事的形式，講述了兩位科學家對單克隆抗體的研究過程，讓學生認識到豐富的聯(lián)系和想像在科學創(chuàng)新中具有重要作用。

（二）教學內(nèi)容的結構

三、與學生經(jīng)驗的聯(lián)系

細胞工程看似微觀、抽象，很難與學生的生活經(jīng)驗相聯(lián)系，其實不然。由于植物微型繁殖技術的迅速發(fā)展，學生經(jīng)常會從各種媒體上看到“試管苗”、“組培苗”的字眼。而克隆羊多利的誕生更使“克隆”這個生物學的專業(yè)術語，成為媒體頻頻出現(xiàn)的、已不用注解的名詞。細胞工程是建立在對細胞結構、功能、生理等研究基礎上的新技術，在必修模塊《分子與細胞》中，學生已學過動植物細胞的結構和功能、細胞的分化和全能性；在必修模塊《遺傳和進化》中，學生已學過生物變異在育種上的應用；在必修模塊《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中，學生學習過人體內(nèi)環(huán)境及免疫的知識，而這些都是學習本專題的知識基礎。

四、與其他專題的聯(lián)系

生物技術各個分支領域是相互滲透、相互促進的。細胞是生物體結構和功能的基本單位，細胞工程中的技術是其他生物工程的基礎。例如，細胞工程最主要和基礎的技術是動植物細胞的培養(yǎng)技術，而基因工程中受體細胞的培養(yǎng)和篩選，胚胎工程中動物細胞的培養(yǎng)都需要細胞培養(yǎng)的技術。

第四篇：植物細胞工程教學反思

植物細胞工程教學反思

海林林業(yè)一中紀彩云

引入從白菜—甘藍開始，引出細胞工程，（白菜2n=20，甘藍n=18），引出概念，要注意的是操作水平是細胞水平（基因工程是分子水平），然后講述植物細胞工程，其技術手段包括有植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交等，其理論基礎是植物細胞的全能性，首先講述的是細胞的全能性，包括定義、細胞具有全能性的原因、未表現(xiàn)出來的原因、全能性的高低、與細胞分化分裂的關系等。然后是植物組織培養(yǎng)，包括原理、過程、應用三個方面，其中過程是重點，要進行詳細的分析歸納，總結出其要點和常見的考點。有如下幾點：

1.離體培養(yǎng)，外植體

2.無菌操作

3.培養(yǎng)液成分：瓊脂、水、礦質元素、蔗糖（不是葡萄糖）、植物激素等

4.脫分化、去分化、愈傷組織的概念

5.植物激素的比例會影響到根和芽的分化

6.花藥離體培養(yǎng)屬于植物組織培養(yǎng)，取的是生殖細胞，得到的是單倍體；大多數(shù)情況下取的是體細胞，得到的是普通的植株

最后是應用部分，包括無病毒植物、快速繁殖、生產(chǎn)藥物、人工種子（注意如何獲得）、轉基因植物的培育等。

植物細胞工程的第二項技術手段是植物體細胞雜交，包括原理、過程、意義三個方面，過程是重點，要進行說的講解分析，其中要注意的幾點是：

1.酶解法去除植物細胞壁

2.原生質體誘導融合的方法

3.有一次篩選

第五篇：2.1.植物細胞工程 教學設計

選修3 第二章

2.1.1植物細胞工程基本技術

【內(nèi)容與解析】

本節(jié)課要學的內(nèi)容植物細胞工程基本技術指的是植物組織培養(yǎng)，其核心是植物組織培養(yǎng)的原理和過程,由于它還與植物體細胞雜交的原理、植物細胞工程應用的實例等有…緊密的聯(lián)系,所以在本學科有…重要的地位。教學的重點是植物組織培養(yǎng)的原理和過程，解決重點的關鍵是植物組織培養(yǎng)的實驗。【教學目標與解析】 1．教學目標

（1）簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術（2）列舉植物細胞工程的實際應用 2．目標解析

（1）簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術就是要學生知道組培過程中的每一個步驟且要明白每個過程中的特點，植物體細胞雜交技術是要學生知道它的定義和如何實現(xiàn)這個過程中的每一步驟。【問題診斷分析】

在本節(jié)課的教學中，學生可能遇到的問題是植物體細胞雜交的原理不理解，產(chǎn)生這一問題的原因是…學生對這類問題的認識尚淺。要解決這一問題，就要…給予學生一定的理論知識，及事例分析。【教學過程】

問題一： 為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？

設計意圖：…通過此問題引出植物組織培養(yǎng) 師生活動;

1、什么是細胞的全能性？表現(xiàn)全能性的條件？

2、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術能把植物離體器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？

3、克隆羊“多莉”的誕生說明了什么？

4、生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？

問題二：植物組織培養(yǎng)技術：

問題1．植物組織培養(yǎng)技術的概念是什么？ 問題2．植物組織培養(yǎng)技術的原理是什么？

問題3．植物組織培養(yǎng)技術通常選用的材料有哪些？ 問題4．植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有哪些成分？

問題5．分析圖2—5，概述植物組織培養(yǎng)技術的基本過程。

問題6．什么是脫分化？什么是再分化？什么是愈傷組織？

展示馬鈴薯——番茄雜種植株的圖片，根據(jù)設想來引出植物體細胞雜交

問題三：植物體細胞雜交技術：

問題1．什么是植物體細胞雜交技術？它具有什么優(yōu)點？

問題2．在進行植物體細胞雜交之前，為什么要去除細胞壁？通常用什么方法去除細胞壁？去除細胞壁以后的植物細胞叫什么？

問題3．怎樣誘導兩個不同原生質體的融合？原生質體融合完成的標志是什么？這與細胞中哪種細胞器有關？

問題4．為什么兩個原生質體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關？ 問題5．如果兩個來源不同的原生質體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？ 問題6．如何將雜種細胞培育成雜種植株？

問題7．分析圖2—9，概述植物體細胞雜交的基本過程。

選修3 第二章

小問（1）說出①～⑤步驟表示的含義。

小問（2）將植物細胞A和植物細胞B的得到的原生質體誘導融合，在培養(yǎng)基上至少存在幾種類型的細胞（只考慮兩個細胞的融合）？

例題1：在細胞工程——原生質體融合育種技術中，其技術的重要一環(huán)是將營養(yǎng)細胞的細胞壁除去，通常是采用纖維素酶和果膠酶的酶解破壁法處理。如將去掉了細胞壁的成熟植物細胞置于清水中，細胞將（）

A.皺縮 B.脹破 C.呈球形 D.保持原狀

例題2：要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（）A.具有完整細胞核的細胞 B.離體狀態(tài)

C.導入外源基因 D.一定的營養(yǎng)物質和激素

變式：白菜、甘藍均為二倍體，體細胞染色體數(shù)目分別為20、18。以白菜為母本、甘藍為父本。經(jīng)人工授粉后，將雌蕊離體培養(yǎng)，可得到“白菜－甘藍”雜種幼苗。請回答問題：

⑴白菜和甘藍是兩個不同的物種，存在 隔離。自然條件下，這兩個物種間不能通過 的方式產(chǎn)生后代。雌蕊離體培養(yǎng)“白菜－甘藍”雜種幼苗獲得，所依據(jù)的理論基礎是植物細胞具有。⑵二倍體“白菜－甘藍”的染色體數(shù)為。這種植株通常不育，原因是減數(shù)分裂過程中。為使其可育，可通過人工誘導產(chǎn)生四倍體“白菜－甘藍”，這種變異屬于。

【課堂小結】

【目標檢測】

1．植物組織培養(yǎng)是指

A．離體的植物器官或細胞培育成愈傷組織

B．愈傷組織培育成植株

C．離體的植物器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體 D．愈傷組織形成高度液泡化組織

2．植物體細胞雜交要先去除細胞壁的原因是

A.植物體細胞的結構組成中不包括細胞壁

B.細胞壁使原生質體失去活力 C.細胞壁阻礙了原生質體的融合 D.細胞壁不是原生質的組成部分 3．植物體細胞雜交的結果是

（）

（）

（）

選修3 第二章

A.產(chǎn)生雜種植株 B．產(chǎn)生雜種細胞

C．原生質體融合 D．形成愈傷組織 4．將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的是（）

A、具有完整細胞核的細胞

B、一定的營養(yǎng)物質和植物激素

C、離體狀態(tài)

D、導入指定基因 5．植物體細胞雜交的目的中錯誤的是

（）

A.把兩個植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上 B.獲得雜種植株

C.克服遠源雜交不親和的障礙

D.實現(xiàn)原生質體的融合 6．植物組織培養(yǎng)的用途中不正確的是

（）

A.快速繁殖

B.生產(chǎn)新品種 C．生產(chǎn)生物堿 D．生產(chǎn)白細胞介素－2 7．以下關于原生質的敘述，正確的是

（）

A、原生質泛指細胞內(nèi)的基質

B、原生質就是細胞質

C、一個動物細胞就是一團原生質

D、細胞膜、細胞核和細胞壁是原生質 8．不能人工誘導原生質體融合的方法是

（）A.振動

B.電刺激

C.PEG試劑 D．重壓 9．細胞具有全能性的原因是

（）

A.生物體細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能

B.生物體的每一個細胞都具有全能性

C.生物體的每一個細胞都含有個體發(fā)育的全部基因

D.生物體的每一個細胞都是由受精卵發(fā)育來的 10.下列植物細胞全能性最高的是

（）

A.形成層細胞 B.韌皮部細胞

C.木質部細胞

D.葉肉細胞 11．植物體細胞融合完成的標志是（）

A、產(chǎn)生新的細胞壁

B、細胞膜發(fā)生融合

C、細胞膜發(fā)生融合 D、細胞膜發(fā)生融合 12.植物體細胞雜交的目的是

（）

A.用酶解法去掉細胞壁分離出有活力的原生質體 B.以人工誘導法使兩個不同植物的原生質體融合

C.用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)融合的原生質體得到雜種植株 D.通過以上三者來完成

二、非選擇題

1．下圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示。據(jù)此回答：

脫分化 再分化

①——→②——→③——→④

（1）①表示

，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是

。（2）②表示

，它與①相比分化程度

，全能性

。（3）若想制作人工種子，應該選用（填編號）。

（4）若①是花藥，則④是

，繼續(xù)對其使用

處理可獲得

正常植株，該過程稱為。

（5）若①是胡蘿卜根尖細胞，則培養(yǎng)成的④的葉片的顏色是

，這說明根尖細胞。

（6）若利用此項技術制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養(yǎng)將進行到（填編號）。