优秀教案系列
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第2节动物细胞工程
三动物体细胞核移植技术和克隆动物
教学分析
教学分析
教学目标
1.阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的原理。
2.概述利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
3.认同体细胞核移植技术的应用前景,客观分析该技术存在的问题。
评价目标
1.生命观念:运用生命观念阐述利用动物体细胞核移植技术克隆动物的原理。
2.科学思维:构建利用动物体细胞核移植技术克隆动物的模型,提高学生的综合分析能力。
3.社会责任:通过体细胞克隆猴实例,让学生认识到我国的科技创新实力,增强学生的民族自豪感。
教学重难点
概述利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
教学方法
1.采取多媒体辅助教学,用动画的方式展示利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程,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
1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
“(悟空)拔一把毫毛,丢在口中嚼碎,望空喷去,叫一声:‘变!’即变作三二百个小猴,周围攒簇。”这是《西游记》中的一段描述,展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞,我们能用体细胞“变”出猴来吗?
2017年,我国科学家通过动物体细胞核移植技术首次培育出了体细胞克隆猴。
讲授新课
一、动物体细胞核移植技术和克隆动物
【师】请同学们结合克隆猴“中中”“华华”的培育过程图,说明有几只猴参与了克隆猴“中中”“华华”的培育。“中中”“华华”的细胞核的遗传物质来自哪只母猴?
【生】3只。A母猴。
【师】什么是动物细胞核移植技术?原理是什么?
【生】动物细胞核移植技术的概念:将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。用动物细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物。原理:动物细胞核的全能性。
【师】动物细胞核移植技术的主要类型有哪些?
【生】胚胎细胞核移植和动物体细胞核移植。
【师】非人灵长类动物体细胞核移植非常困难的原因有哪些?
【生】非人灵长类动物体细胞核移植非常困难的原因:(1)供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态,这导致了胚胎发育率低;(2)对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
【师】产生克隆动物的过程属于何种繁殖方式?能说明动物细胞具有全能性吗?
【生】产生克隆动物的过程属于无性繁殖。不能说明动物细胞具有全能性。
二、体细胞核移植的过程
【师】结合教材中克隆高产奶牛部分的内容,叙述高产奶牛培育过程。
【生】叙述高产奶牛培育过程。
【师】在高产奶牛培育过程和克隆猴“中中”“华华”培育过程中,为什么要选择MⅡ期的卵母细胞?如何去除卵母细胞的细胞核?
【生】选择MⅡ期卵母细胞的原因是卵母细胞体积大,易操作,含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
卵母细胞去核的方法为显微操作(去核)法。
【师】在高产奶牛培育过程和克隆猴“中中”“华华”培育过程中,实际操作中将供体细胞整个注入去核的卵母细胞中的原因是什么?如何诱导细胞融合?激活重构胚的方法有哪些?
【生】将供体细胞整个注入去核的卵母细胞中的原因:保证供体细胞核不被破坏,操作也更方便。诱导细胞融合的方法:电融合法。激活重构胚的方法:物理(电刺激)或化学(Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)方法。
【师】用体细胞核移植技术培育的克隆动物,是对供体动物进行了100%的复制吗?为什么?
【生】克隆动物的绝大部分DNA来自供体动物的细胞核,但其细胞核外的DNA即线粒体中的DNA同时来自供体细胞和受体卵母细胞,所以,用教材中所述的方法克隆动物不是对供体动物进行完全相同的复制。此外,即使动物的遗传物质完全相同,但由于动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系,克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同,所以从这一角度看,克隆动物也不是对供体动物进行100%的复制。
【师】体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比,有什么相似或不同之处?请预测它们应用前景的差异。
【生】利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞,但它们的过程是完全不同的。通过体细胞核移植技术可以生成带有供体动物细胞遗传物质的胚胎干细胞;诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因,将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术对供体细胞有较高要求,一般情况下,体细胞的分化程度越高,它重编程为干细胞的成功率就越低;可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对更广,研究表