北京市人教版高中生物選修三-專題2-細胞工程教學設(shè)計(共39張PPT)課件

1、人教版高中生物選修三 專題2細胞工程教學設(shè)計本模塊涉及的生物技術(shù)是指廣義的生物技術(shù)。內(nèi)容包括發(fā)酵工程、基因工程、細胞工程、胚胎工程和生物技術(shù)安全與倫理等。本模塊既是對必修內(nèi)容的擴展和應(yīng)用，又是對生物技術(shù)和工程的認識和理解。實踐的環(huán)節(jié)是幫助學生達成教學目標的關(guān)鍵。這些實驗有的使學生了解基本原理或獲得基本知識，有的偏重于實際應(yīng)用。教師要充分利用學校的現(xiàn)有條件，為學生提供實踐的機會。選自2017級普通高中生物學科指導意見一、課標要求圍繞“細胞工程通過細胞水平上的操作，獲得有用的生物體或其產(chǎn)品” 大概念，組織開展教學活動。在教學中，教師既要使用講授演示的方式進行教學，更要為學生提供實驗條件及必要的參考

2、資料，指導其設(shè)計和進行實驗。根據(jù)本模塊的特點，教師應(yīng)該給予學生更多的機會參與主動的學習活動。例如，要求學生在學習了有關(guān)知識的基礎(chǔ)上，自己設(shè)計實踐方案并進行實驗，也可以安排學生收集和整理資料，撰寫報告，相互討論。教師要充分利用實驗室條件，使每個學生都有充分的動手實踐機會。選自2017級普通高中生物學科指導意見3.3 細胞工程具體內(nèi)容標準活動要求簡述植物的組織培養(yǎng)。 簡述動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆。 舉例說出細胞融合與單克隆抗體。利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育菊花或其他植物幼苗，并進行栽培。收集單克隆抗體在臨床上實際應(yīng)用的資料，并進行交流分享。選自2017級生物學科指導意見核心素養(yǎng)生命觀念理性思維科學探

3、究社會責任結(jié)構(gòu)與功能觀物質(zhì)與能量觀穩(wěn)態(tài)與平衡觀進化與適應(yīng)觀歸納與概括演繹與推理模型與建模批判性思維觀察提問設(shè)計實驗方案實施交流討論參與相關(guān)事務(wù)的討論生態(tài)意識、環(huán)保實踐健康生活、關(guān)愛生命與新課標核心素養(yǎng)的聯(lián)系浙科版和人教版教材內(nèi)容的比較浙科版教材（克隆技術(shù)）人教版教材（細胞工程）什么是克隆細胞工程的發(fā)展歷程植物的克隆植物細胞的全能性和植物組織培養(yǎng)方法植物組織培養(yǎng)程序植物細胞的全能性的體現(xiàn)細胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)與植物細胞工程（植物體細胞雜交、轉(zhuǎn)基因植物細胞培養(yǎng)）多途徑的植物克隆實踐（單倍體育種、突變體的培育）植物克隆的發(fā)展（歷史）植物細胞工程植物細胞工程的基本技術(shù)（植物細胞全能性）植物組織

4、培養(yǎng)技術(shù)、植物體細胞雜交技術(shù)植物細胞工程的實際應(yīng)用植物繁殖性途徑（微型植物、人工種子、作物脫毒）作物新品種培育（單倍體育種、突變體利用）細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)浙科版教材（克隆技術(shù)）人教版教材（細胞工程）動物的克隆動物細胞的培養(yǎng)和克隆的形成（動物細胞、組織的培養(yǎng)；動物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展；細胞系、細胞株；克隆培養(yǎng)法）動物的克隆繁殖（動物細胞全能性的表現(xiàn)程度；動物細胞難以克隆的根本原因；細胞核移植實驗和動物的克隆繁殖）動物細胞融合技術(shù)及其應(yīng)用細胞融合與細胞雜交；雜交瘤技術(shù)和單克隆抗體制備動物細胞工程動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)動物細胞培養(yǎng)：（培養(yǎng)過程、條件、技術(shù)的應(yīng)用） 動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物（體

5、細胞核移植過程、體細胞核移植的應(yīng)用前景、體細胞核移植技術(shù)存在的問題）動物細胞融合與單克隆抗體動物細胞融合；單克隆抗體（單克隆抗體的制備、單克隆抗體的應(yīng)用）二、本章知識框架理論基礎(chǔ)干細胞育種癌變分化增殖三、單元課時安排克隆、植物組織培養(yǎng)及實驗 3課時植物體細胞雜交 1課時動物細胞培養(yǎng) 1課時動物細胞融合和單克隆抗體 2課時 核移植 1課時 干細胞的應(yīng)用與前景 1課時機動 2課時清楚原理，明確操作，聯(lián)系應(yīng)用為什么能做？怎么做？有何用？四、教學策略1、創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學生思維2、根據(jù)教學內(nèi)容和現(xiàn)實條件，設(shè)計合適的學習活動，給學生實踐的機會。3、設(shè)計問題串，引導分析問題，明確操作流程4、重視歸納總結(jié)

6、，進行對比學習5、梳理概念之間的聯(lián)系和區(qū)別1、創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學生思維導入一：孫悟空拔毫毛變小猢猻孫悟空拔毫毛變小猢猻竟成現(xiàn)實！世界首個體細胞克隆猴在中國誕生。 問：聯(lián)系到哪項技術(shù)？（無性繁殖）問：植物的一片葉子或一片花瓣能長成一株完整的植株嗎?1、創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學生思維導入二：美國總統(tǒng)卡特腫瘤治愈抗癌神藥（2018年的諾貝爾獎）引入單抗。美國前總統(tǒng)卡特腦部癌細胞消失 讓世界再次聚焦PD-1/PD-L12015年12月6日，美國各大主流媒體紛紛報道，美國第39屆總統(tǒng)吉米卡特于6日發(fā)表聲明說，醫(yī)生在給他做完最近一次腦部磁力共振掃瞄后，沒有發(fā)現(xiàn)此前在他大腦中出現(xiàn)的黑色素瘤（melanoma）

7、或新的癌細胞?？谷私q毛膜促性腺激素單克隆抗體血型：B型醫(yī)學診斷請同學們討論如何實現(xiàn)?1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種“Potamato”。2、根據(jù)教學內(nèi)容和現(xiàn)實條件，設(shè)計合適的學習活動，給學生實踐的機會。動手實踐活動資料分析活動實驗設(shè)計活動2、根據(jù)教學內(nèi)容和現(xiàn)實條件，設(shè)計合適的學習活動，給學生實踐的機會。動手實踐活動觀看圖片和視頻實驗操作小課題本單元開設(shè)的實驗以及改進：選自生物學教學 2011 年第 9 期人工種子的制作選自細胞工程實驗高教社用正交實驗探究不同激素濃度組合對地被菊花序軸組織培養(yǎng)的影響選自生物學通報2018年第5期2、根據(jù)教學內(nèi)容和現(xiàn)

8、實條件，設(shè)計合適的學習活動，給學生實踐的機會。資料分析活動例：單克隆抗體的應(yīng)用形式1：資料查閱、整理資料匯報交流 例：腫瘤免疫治療2018年諾貝爾獎抗癌神藥形式2：老師整理，設(shè)計問題，學生閱讀，觀看視頻（單克隆抗體治療癌癥），交流討論2018年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎?wù)材匪拱↗ames P Allison）和京都大學教授本庶佑（Tasuku Honjo），他們因在腫瘤免疫領(lǐng)域（PD-1 免疫治療靶點）做出的貢獻而獲獎。其中獲獎的日本科學家本庶佑因其PD-1、活化誘導胞苷脫氧酶的有關(guān)研究舉世聞名。兩名科學家“松開”了人體的抗癌“剎車”，讓免疫系統(tǒng)能全力對抗癌細胞，“現(xiàn)在已徹底改變了癌癥療法”。

9、 腫瘤免疫治療（Immuno-Oncology，IO）是通過調(diào)動機體的免疫系統(tǒng)，增強抗腫瘤免疫力，從而抑制和殺傷腫瘤細胞。PD-1抑制劑，包括PD-1抗體和PD-L1抗體，是一類免疫治療的新藥。 作用機制是阻斷PD-1和PD-L1之間的相互作用，因為這兩個蛋白的相互作用，會幫助惡性腫瘤逃脫免疫系統(tǒng)的追殺，典型的“金蟬脫殼”。PD-1/PD-L1抗體，通過阻斷這種“欺騙的偽裝”，促進病人自身的免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤。 免疫治療藥物如何“救命”乙肝疫苗生產(chǎn)發(fā)展歷程 第一代疫苗，血中提取，弱反應(yīng)，10%不產(chǎn)生反應(yīng) 第二代疫苗， 利用酵母菌表達 第三代疫苗，在哺乳細胞或CHO細胞表達 在細菌 、酵母菌中表達

10、復雜的哺乳動物蛋白，由于翻譯后加工修飾缺乏或有差異等缺陷，難以獲得具有天然生物活性的蛋白質(zhì)。而哺乳動物細胞表達的外源蛋白，其結(jié)構(gòu)最接近天然蛋白，是生產(chǎn)人類蛋白質(zhì)藥物最理想的表達系統(tǒng)，但生產(chǎn)中存在著哺乳動物細胞嬌嫩挑剔，生長緩慢，培養(yǎng)成本昂貴等問題。日本科學家山中伸彌(Shinya Yamanaka)與英國科學家約翰格登(John Gurdon) 因在細胞核重新編程研究領(lǐng)域的杰出貢獻，獲得2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。干細胞的研究進展和應(yīng)用前景2012年諾貝爾獎山中伸彌利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體向小鼠的成體成纖維細胞轉(zhuǎn)入四個基因，結(jié)果誘導了這些細胞重新編程，產(chǎn)生了類似小鼠胚胎干細胞的特征，這就是誘導多

11、能干細胞。iPS細胞研究進展2014年9月15日 首例iPS細胞眼部疾病手術(shù)實施2016年4月 新研究用iPS細胞再生出完整皮膚系統(tǒng)2016年10月10日 全球首例利用iPS細胞治猴子心臟病見效果2016年10月 日本首次利用老鼠iPS細胞培養(yǎng)出卵子 2008年1月7日，我國首例綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬成功產(chǎn)下2頭具有綠色熒光遺傳特征的“熒光豬崽 ”。這次試驗的成功標志著我國通過體細胞核移植技術(shù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因豬已經(jīng)發(fā)展成熟。請同學們結(jié)合所學寫出培育過程圖。去核豬卵細胞3、設(shè)計問題串，引導分析問題，明確操作流程非洲紫羅蘭的葉片瓶中開花成株為什么非洲紫羅蘭葉片的一小部分能培養(yǎng)成一個完整的非洲紫羅蘭植株

12、? （理論基礎(chǔ)）什么叫細胞的全能性？細胞具有全能性的原因？如何讓植物細胞的全能性表現(xiàn)出來?（組培條件）離體的植物細胞或組織經(jīng)過怎樣的過程發(fā)育成一個完整的植物體?（組培過程）培養(yǎng)基中添加激素的種類、作用及不同比例的結(jié)果？舉例說明植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用科學家為什么要研究制備單克隆抗體（和傳統(tǒng)血清抗體比較的優(yōu)點）單抗制備過程用到哪些技術(shù)？選擇用來融合的細胞是什么?二者的各自特點是什么？如何獲得B淋巴細胞?融合的方法？融合的細胞類型？如何獲得既能無限增殖又能分泌特定抗體的雜交瘤細胞？（兩次篩選）如何獲得單克隆抗體？舉例說明單抗的應(yīng)用4、重視歸納總結(jié)，進行對比學習避光光照體細胞生殖細胞代謝產(chǎn)物懸浮培養(yǎng)快速繁殖人工種子人工種皮轉(zhuǎn)基因細胞雜種細胞4、重視歸納總結(jié)，進行對比學習植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理（理論基礎(chǔ)）植物細胞全能性動物細胞增殖培養(yǎng)基成分（特殊）蔗糖植物激素葡萄糖動物血清培養(yǎng)基性質(zhì)固體液體培養(yǎng)目標（結(jié)果）完整植株細胞系、細胞株應(yīng)用快速繁殖、植物脫毒、轉(zhuǎn)基因植物培養(yǎng)等獲得細胞或細胞產(chǎn)物植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較植物體細胞雜交動物細胞融合原理