【說明】：此教學設計任務由南京曉莊學院現代教育技術課程老師yqiong參與教師-維基星光計畫進行wiki教學而發布。此詞條為範例詞條，由王晨曦選定主題並負責、參與現代教育技術課程的所有同學協作共同完成！
基本信息：
科目：生物科學教學對象：高中二年級
課時：2教學環境：教室
學習者特徵分析:
在前面的學習中，學生已經了解了很多關於生物體的知識，但由於在學習細胞工程過程中，涉及專業知識點較多，學生還沒有足夠的相關知識儲備且我校學生基礎薄弱，這樣主、客觀兩方面的因素造成難以深入了解細胞工程。
教學目標分析
知識方面
1.簡述植物組織培養和體細胞雜交技術及其套用。
2.簡述動物細胞培養和體細胞核移植技術及其套用前景。
3.舉例說出動物細胞融合和單克隆抗體技術及其套用。
情感態度與價值觀方面
1.體驗植物組織培養技術。
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之間的關係。
4.關注細胞工程研究的發展和套用前景。
能力方面
1.嘗試進行植物組織培養。
2.運用細胞的基礎知識，分析細胞工程的理論基礎。
3.蒐集有關細胞工程研究進展和套用方面的資料，進行整理、分析和交流。
教學重點與難點
一-植物細胞工程
1.教學重點
（1）植物組織培養的原理和過程。
（2）植物體細胞雜交的原理。
（3）植物細胞工程套用的實例。
2.教學難點
植物組織培養的實驗。
二-動物細胞工程
1.教學重點
（1）動物細胞培養的過程及條件。
（2）用動物體細胞核移植技術克隆動物的過程。
多利形成圖（3）單克隆抗體的製備和套用。
2.教學難點
（1）用動物體細胞核移植技術克隆動物的過程。
教學策略的選擇與設計
本節課主要採用了講授法，小組合作式，自主探究學習方法，任務驅動法，強化練習法，交流討論法等。
—本專題內容包括兩部分，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。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套用，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，而是經過了一代代科學家執著地探索；科學與技術是相互促進的，科學理論要經過技術才能轉化為生產力。
教學過程
第一節《植物細胞工程》包括兩小節：《植物細胞工程的基本技術》和《植物細胞工程的實際套用》。第一小節，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，第二小節是讓學生了解它的實際套用。
第一小節《植物細胞工程的基本技術》講述了細胞的全能性、植物組織培養技術、植物體細胞雜交技術等三方面內容，其中，植物細胞的全能性是植物組織培養的基礎，而植物體細胞雜交技術又是在植物組織培養的基礎上發展起來的。
在本小節的教材中，首先用實例引出“花瓣是怎樣長成一株完整的植株的？植物的花瓣為什麼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。因為學生在必修模組《分子與細胞》中，已經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。關於植物組織培養技術，是植物細胞工程中最基本的技術，教材中安排了“胡蘿蔔的組織培養”實驗，讓學生通過動手操作，感到細胞工程並不神秘，並且培養學生的動手能力。
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《植物細胞工程的實際套用》講述了植物繁殖的新途徑、作物新品種的培育，以及細胞產物的工廠化生產等三方面的內容。
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技術套用最為廣泛的領域。
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容做了簡單的介紹。
細胞產物的工廠化生產是植物組織培養技術與發酵工程相結合的一項新技術。教材先介紹了細胞產物的種類，再簡要介紹人參皂甙的工廠化生產過程。為配合抗癌藥物──紫杉醇的生產的內容，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在節約資源，保護環境方面的重要意義。
第二節《動物細胞工程》包括動物細胞的培養、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容。
關於動物細胞的培養，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，以激發學生的興趣，接著很自然地導入動物細胞培養的內容。教材首先介紹了動物細胞培養的概念，接著以文字敘述、圖片、小資料、討論相結合的形式，介紹細胞培養過程及原理，最後又從學生已有的內環境知識出發，用提問的形式引出細胞培養的條件。對於細胞培養條件，教材用了較多的筆墨，其意圖是細胞培養條件的講述中蘊含了細胞培養的原理。
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係，隨後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，最後說明體細胞核移植技術的套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，由於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、意義及套用，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展簡史。既避免了重複，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，也是本節教材的重點、難點內容。教材先由動物細胞融合的套用引入單克隆抗體，接著又從傳統抗體生產存在的問題入手，引出單克隆抗體的概念。隨後又提出問題──怎樣才能獲得單克隆抗體？由此自然過渡到單克隆抗體的製備上。關於單克隆抗體的製備，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繫和想像在科學創新中具有重要作用。
教學結構圖：
教學內容的結構教學評價
1、學生自評表
：
知識評價:
我了解了植物組織培養和體細胞雜交技術及其套用。
我掌握了動物細胞培養和體細胞核移植技術及其套用前景方面的知識。
學生課堂表現評價
認真、積極、自信、善於與人合作、思維的條理性、思維的創造性
能力評價：
和自己比，這節課我能拿個“”（A、B、C、D）。
2、教師評價：
課堂表現評價：
| 評價我的學生 | A（優秀）答 | B（良好） | C（合格） | 選答 |
| 學生對條件語句形式的理解 | 表達清晰 | 能基本描述 | 不能描述 | |
| 學生練習的完成情況 | 全部能完成 | 大部分能完成 | 少部分完成 | |
| 學生對討論交流的態度 | 非常投入 | 較積極 | 應付式 | |
| 學生們小組合作情況 | 分工明確，合作有效 | 有合作，但分 工不盡合理 | 分工合作不合理 |
知識內容掌握程度評價：
1、能夠將植物組織培養和體細胞雜交技術的一些重要步驟記下來。
2、彈性作業
收集現代有關細胞工程方面的新聞和報導。
課後練習
1.幼齡與老齡動物的組織細胞比較，分化程度低的與分化程度高的組織細胞比較，哪一種更易於培養？思考一下，這是什麼道理？
提示：細胞的衰老與動物機體的衰老有著密切的關係，細胞的增殖能力與供體的年齡有關，幼齡動物細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物則相反。所以，一般來說幼年動物的組織細胞比老年動物的組織細胞易於培養。同樣，組織細胞的分化程度越低，則增殖能力越強，所以更容易培養。
2.動物細胞培養要經過脫分化的過程嗎？為什麼？
提示：脫分化又稱去分化，是指分化細胞失去特有的結構和功能變為具有未分化細胞特性的過程。植物的任何一部分，甚至單個細胞都具有長成完整植株的能力。但要發育成完整植株，必須先脫分化，脫分化的細胞具有發育成任何組織的能力，然後進行再分化，形成完整植株。植物細胞培養主要用於農林生產中的作物、苗木育種，快速繁育種苗、培育無病毒植株等，這就要求植物的組織或細胞先進行脫分化。動物細胞的培養有各種用途，一般而言，動物細胞培養不需經過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發育潛能變窄，失去了發育成完整個體的能力，所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養時的脫分化過程了。要想使培養的動物細胞定向分化，通常採用定向誘導動物幹細胞，使其分化成所需要的組織或器官。
3.1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達（Lucinda）的奶牛，年產奶量為30.8t，創造了世界奶牛產奶量最高新紀錄。目前世界各國高產奶牛場奶牛，年平均產奶量一般為十幾噸，而我國奶牛產奶量年平均水平僅為3～4t。
（1）能利用體細胞核移植技術克隆高產奶牛盧辛達嗎？請說明理由。
提示：可以用體細胞核移植技術克隆高產奶牛盧辛達。盧辛達的產奶量很高，說明它有高產奶的遺傳基礎，利用盧辛達的體細胞克隆的奶牛其遺傳物質基本上全部來自該奶牛，其克隆牛具有高產的遺傳基礎，如果精心培育和飼養，有可能在世界範圍內推廣，克隆牛再與高產的公牛自然繁殖，可得到很多高產的後代，從而加快奶牛改良進程。
但同時需注意，該克隆牛不能無限制地推廣，其數量不宜過多，尤其是在小範圍內不能無限的繁殖，以避免奶牛群出現近親繁殖而引起種質衰退。
（2）如果將克隆高產奶牛盧辛達的任務交給你，你將如何對它進行克隆？
提示：首先從盧辛達耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易取）上剪取一小塊組織，在體外培養獲得該組織（如軟骨組織）的細胞。從屠宰場取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細胞體外培養成熟。用顯微針去除卵母細胞的核，再將耳細胞注入卵母細胞，用電刺激方法使卵母細胞與體細胞融合，這時供體核就進入了受體卵母細胞，再用電刺激或化學物質激活注入了體細胞核的卵母細胞，使其完成減數分裂和發育過程。核移植胚胎在體外短時間培養後，挑選正常卵裂的胚胎植入經同期發情處理的受體母牛體內。
4.體細胞核移植技術在研究和套用上還存在什麼問題？請你查閱資料，了解這方面的前沿動態。
提示：在研究方面，克隆動物基因組重新編程的機制尚不清楚，克隆技術效率低，克隆動物畸形率高、死亡率高、易出現早衰等問題。這些問題尚在研究中。
在套用上，生產克隆動物費用昂貴，距大規模套用還有一定距離。
備註與反思
在教學的實施過程中要注重個體差異，學生程式不一，接收能力也會不一，對學生的評價要求就不能一樣。當個別學生因能力問題不能及時完成學習任務時，也要根據學生的進度給予適當的肯定，以增加學生的自信。
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