优秀教案系列
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第2节动物细胞工程
一动物细胞培养
教学分析
教学分析
教学目标
1.阐明动物细胞培养的条件和过程。
2.简述干细胞培养及其应用。
评价目标
1.生命观念:理解动物细胞培养的过程。
2.科学思维:建立动物细胞培养的基本流程的模型。
3.科学探究:运用动物细胞培养的条件和过程,针对生产、生活中的问题,提出合理的解决方案,培养学生的科学探究能力和创新能力。
4.社会责任:正确理解干细胞在医学上的应用。
教学重难点
重点:1.动物细胞培养的条件和过程。
2.干细胞在医学上的应用。
难点:动物细胞培养的过程。
教学方法
1.采取多媒体辅助教学,用动画的方式展示动物细胞培养的过程及其应用,变抽象为直观。
2.采用直观教学法、讲述法、启示法、讨论法等教学方法。
课时安排
2课时
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学
教学设计
导入新课
利用教材“从社会中来”栏目中的情境,理解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。教师提出问题:如何获得大量的自体健康皮肤?结合课前预习,教师引导学生回答:可以利用动物细胞培养技术获得大量的自体健康皮肤。
讲授新课
【师】动物细胞工程的常用技术包括哪些?
【生】动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等。
一、动物细胞培养的条件
【师】什么是动物细胞培养?
【生】动物细胞培养是指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。
【师】动物细胞培养需要的条件有哪些?请大家根据下面的资料分析,总结出动物细胞培养需要的条件。
资料1:培养的细胞就像在体内生活的细胞一样,需要一些基本的营养物质和生长因子,如糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。不同组织来源的细胞需要不同的生长因子,而且需求量也不同,所以必须精心设计这些成分的比例,并且一般要在培养基中加入血清等天然成分。
资料2:细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染,而离体培养的细胞已经失去了对微生物和有毒物质的防御能力,一旦受到污染或存在有毒物质、自身代谢物积累等,培养的细胞就会死亡。
资料3:哺乳动物细胞培养的温度多以(36.5±0.5)℃为宜,偏离这一温度范围,细胞的正常代谢就会受到影响。培养的细胞对低温的耐受能力高于对高温的耐受能力。
资料4:动物细胞培养时一般把细胞置于含有95%空气和5%二氧化碳的混合气体环境中。氧气参与细胞的呼吸作用,二氧化碳可以维持培养液的pH。大多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。此外,渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。
【生】从上面的资料中分析可知,动物细胞培养的条件:(1)培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常还要添加血清等一些天然成分;(2)无菌、无毒的环境,同时培养液需定期更换,以便清除细胞代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害;(3)适宜的温度、pH和渗透压[温度为(36.5±0.5)℃,pH为7.2~7.4];(4)气体环境(95%空气+5%CO2)。
【师】进行动物细胞培养时,为什么要在培养基中加入血清等天然成分?
【生】血清中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质,如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等,由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此进行动物细胞培养时,为保证细胞能顺利生长和繁殖,一般需要向培养基中添加血清等天然成分。
二、动物细胞培养的过程
【师】进行动物细胞培养时,首先需要将组织分散成单个细胞,一般用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等分散细胞。用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白酶可以吗?为什么?
【生】用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质。不可以用胃蛋白酶。因为多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性,而胰蛋白酶在此环境中活性较高,因此胰蛋白酶适用于动物细胞培养时的处理。
【师】体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖(此现象叫细胞贴壁),大多数细胞属于这种类型。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,即接触抑制。
【师】动物细胞培养过程包括原代培养和传代培养,原代培养和传代培养分别是什么?
【生】(1)原代培养:分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。培养过程如下图:
原代培养过程示意图
(2)传代培养:分