细 胞 生 物 学 教 程
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高二生物选修3导学提纲(六)专题2 细胞工程 2.2 动物细胞工程一、知识与技能目标1、掌握动物细胞培养的过程和条件、动物体细胞核移植的过程,并了解它们的前景及存在的问题。
2、知道动物细胞融合的概念、方法及单克隆抗体的制备与应用,并正确理解动物细胞融合的原理。
二、过程与方法目标1、运用细胞的基础知识,深刻理解这两项技术的原理,并理解这些技术的新进展。
2、结合免疫原理、融合原理以及动物细胞培养,全面理解单克隆抗体的制备过程,利用动物细胞培养技术对杂交瘤细胞进行体外培养和体内培养可生产出专一性强,灵敏性高的抗体。
三、情感与价值观目标1、收集相关报道,在同学中开展应用前景及存在问题的讨论,来加强对科技的认识,形成正确的价值观念。
2、通过对动物细胞培养技术发展史及单克隆抗体具体应用的学习,体验现代生物科技日新月异的发展及与现代医学的联系,坚定自己投入到自然科学发展中的信心。
四、教学过程1.动物细胞培养1)动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的,将它分散成 ,然后放在中,让这些细胞。
2)动物细胞培养的过程可表示为_____ ________________________________________________ __ ___________________________ 。
其中原代培养是指,传代培养是指。
3)动物细胞培养所需的条件有a.无菌、无毒的环境:培养液应进行_____________处理。
b.营养:合成培养基成分有糖、_____________、促生长因子、无机盐、微量元素,通常需加入_____________、血浆等。
c.温度:适宜温度为_________±0.5℃;pH为_________~7.4。
d.气体环境:_____________95%,CO2 5%。
2.动物细胞核移植技术和克隆动物(1)动物核移植将动物的一个细胞的细胞核移人一个去核的_____________细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个胚胎最终成为动物个体。
高一生物大单元整体学习学程第二单元细胞的基本结构班级:__________小组:__________姓名:__________第二单元细胞的基本结构——模拟细胞工厂,构建胰岛素的生产线一、单元概述细胞是生物体结构与生命活动的基本单位,是最基本的生命系统。
任何系统都有边界,细胞也不例外,细胞的边界就是细胞膜。
系统的内部组分互相联系,构成既相互独立又相互联系的统一体。
而系统不同组分的分工与合作,又需要系统具有调控机制。
本单元包括细胞学说及其建立过程、生命系统的结构层次、细胞的多样性和统一性、流动镶嵌模型、细胞器的分工与合作、细胞核的结构和功能等内容。
本单元学习中,通过细胞学说建立过程的学习,认知细胞的统一性,通过观察对比多种多样的细胞,归纳概括真核细胞和原核细胞的异同,认知细胞的多样性。
细胞学说建立过程和细胞膜结构探索的科学史学习,有利于理解科学的本质特征。
结合胰岛素合成和分泌的研究,认识到细胞结构的分工合作,体现了细胞的结构与功能观、适应观,联想到我们自己,认识到每个人都各司其职同时又相互配合的重要性。
运用不完全归纳法、提出假说和模型建构等科学思维和技术手段研究生物学,养成敢于质疑、勤于实践的科学探究精神。
二、单元要素(一)单元内容标准概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位1.2细胞各部分结构既分工又合作,共同执行细胞的各项生命活动1.2.1概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流1.2.2阐明细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动1.2.3阐明遗传信息主要储存在细胞核中1.2.4举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动1.3各种细胞具有相似的基本结构,但在形态与功能上有所差异1.3.1说明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成。
这些细胞形态和功能多样,但都具有相似的基本结构1.3.2描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核(二)单元学习任务1.概念建构——细胞学说、细胞的多样性与统一性、流动镶嵌模型、细胞器、细胞核2.研究方法不完全归纳法、提出假说、模型建构、同位素标记法、差速离心法3.实践应用——胰岛素的合成和分泌过程及蛋白质的分选机制(三)单元学习目标1.按时间轴梳理细胞发现历程,结合图解说出细胞的结构特点,构建本单元的知识体系。
高一生物大单元整体学习学程第一单元组成细胞的分子高效学习科研小组:学科主任:年级主任:中心主任:班级:__________小组:__________姓名:__________2023年9月第一单元组成细胞的分子——探寻生命的物质基础一、单元概述生命系统是由物质构成的,细胞是最基本的生命系统,细胞是由多种多样的分子组成,组成细胞的分子包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等。
研究组成细胞的分子,实际上就是探寻生命的物质基础,从而帮助我们建立科学的生命观。
本单元将阐明细胞和生物体的各种生命活动依赖的物质基础,初步形成生命的物质观。
通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验,展示物质检测的思路方法。
构建蛋白质、核酸的物理结构模型,用模型构建的方法来解决生物学问题,有助于理解结构与功能相适应的观念。
本单元内容还和与饮食相关的常见疾病、健康饮食、疾控卫生原理等方面的社会热点问题建立联系,完善营养保健知识。
二、单元要素(一)单元内容标准概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位1.1 细胞由多种多样的分子组成,包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等,其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子1.1.1说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子1.1.2指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用1.1.3举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关1.1.4概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质1.1.5举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用1.1.6阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成1.1.7概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子(二)单元学习任务1.概念构建——大量元素、微量元素、单糖、二糖、多糖、多肽、脱氧核糖核酸等2.实验探究——设计实验,检测不同化合物4.实践应用——合理饮食、种子晒干储存、植物抗逆性(三)单元学习目标1.围绕组成细胞的元素、化合物的种类、结构和功能及与人类健康的关系构建单元的体系,并说明与细胞基本结构的联系。
摘要高校的立身之本在于立德树人,思政课是落实立德树人根本任务的关键,而课程思政则是对思政课程的进一步补充,在高校人才培养中起到非常重要的作用。
作为理工科学院,如何在课程中融入思政元素,发挥课程的育人作用,提高培养学生的质量,是值得每一位教师毕生研究的课题。
该文以“细胞生物学”课堂为例,探究在生物学科的教学工作中如何更好地融合课程思政。
关键词细胞生物学;课程思政;课堂教学Thoughts on the Integration of Course-based Ideological Political Education and Cell Biology Teaching //ZHOU Xuemei,YU Guanghui,QIN Yonghua,TAN YanpingAbstract The foundation of colleges and universities lies in enhancing morality and fostering talents.Ideological and politi‐cal courses are the key to fulfilling the fundamental task of en‐hancing morality and fostering talents.Course-based ideological and political education is a further supplement to ideological and political courses,and it plays a very important role in the cultivation of talents in colleges and universities.As a college of science and engineering,how to integrate ideological and polit‐ical elements into the curriculum,give play to the education role of the curriculum,and improve the quality of training students is a topic worthy of every teacher’s lifelong research.Taking the “Cell Biology”class as an example,this paper explores how to better integrate course-based ideological and political education in the teaching of biology.Key words Cell Biology;course-based ideological and political education;classroom teaching《高等学校课程思政建设指导纲要》指出,立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准。
2020年5月28日,教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》(以下简称《纲要》),这是在当前形势下深入贯彻落实习近平总书记关于高校课程思政重要指示的关键举措,是高校思想政治教育工作在新时代的关键跃迁,具有十分重要的理论价值和实践意义。
高等教育从诞生之日起,就带有鲜明的价值取向,并由知识技能传授和价值观引导共同构成基本的表现形式和内在理路。
《纲要》要求准确把握高等学校育人工作中价值、知识、能力这三个基本要素之间的关系,寓价值观引导于教育教学之中,将价值塑造内生为课程教学中有机的、不可或缺的组成部分。
细胞生物学作为现代生命科学的基础和前沿学科,不仅可以解决生命科学领域许多重大问题,而且在医学、农学、理学、生物工程等领域都发挥着重要作用。
学生通过细胞生物学课程的学习不仅可以掌握该课程的基本理论、技术和方法,还能连同其他学科基础课程,如微生物学、分子生物学、生物化学等构筑学科专业所需的理论基础知识结构体系。
教师通过“细胞生物学”课程与思政教育相结合,在学习过程中引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观,为国家建设和社会发展培养出更多具有家国情怀、创新能力、全球视野和引领时代的一流人才。
一、细胞生物学学科特点及课程思政目标“细胞生物学”是中南大学生物类专业基础课程,自2000年起面对生物工程及生物技术专业学生开设该课程,目前所采用的细胞生物学教材为翟中和、王喜忠、丁明孝主编的《细胞生物学》第4版。
本课程围绕细胞的结构功能和分子水平进行讲解,着重介绍细胞重大生命活动的内容,既对细胞生物学的基础理论知识和基础研究方法进行系统的阐述,又在教学过程中融入国内外细胞生物学最前沿的科学理论和应用。
课程对帮助学生了解学科前沿研究和提高学术素养具有重要作用。
细胞生物学作为迅猛发展的生命科学的重要基础学科之一,知识和内容迭代更新速度较快。
细胞生物学的发展与人类社会发展和科学技术进步息息相关,每一项科技成果都映射出人类伟大的创新能力,我国细胞生物学家的突出贡献更是彰显了民族自豪感和促进社会经济发展的责任感,人类对细胞活动的认识也是一个不断发展的过程,蕴含着丰富的哲学思想,因此细胞生物学是开展课程思政的优秀载体。
课题第一章第1节形形色色的生物(一)课型新授课课时 1教育教学目的知识方面描述生物多样性,认识物种多样性,生态系统的多样性,和遗传多样性的内在联系能力方面初步培养学生收集、处理、积累、使用信息的能力,通过交流提高语言文字表达能力和信息交流能力。
思想教育从情感上引导学生走入生命的世界,激发学生学习生物学热情,以积极的态度感受生命世界的精彩与美丽。
重点生物的多样性难点遗传的多样性关键以“交流资料”的活动为核心,探讨生物的多样性教学教程师生互动教材分析与学法说明组织教学授课内容:生物圈:是生物共有的家园范围:在海平面以下约11000M和海平面以上约10000M这间,包括大气圈的下层、整个水圈和岩石圈上层。
一、生物的多样性物种多样性遗传多样性生态系统多样性(一)物种多样性活动:交流物种多样性资料目的要求:丰富对物种多样性的认识过程:1、将全班分组(约4-5人一组)推选组长。
2、各组同学将熟悉的生物名称写在纸上,相互交流教师创设情境,引导学生交流学生分组统计交流本节从开始就突出生态学观点,突出人与生物圈的关系,通过交流活动和丰富多彩的生物图片、挂图等,让学生有感性认识,再提出课题,所以要示教师课前尽可能多的收集相关资料。
教学过程师生互动教材分析与学法说明统计组内共列举出多少种生物3、全班各组分别展示和交流统计结果4、教师将收集的资料展示讨论:1、上述生物生活的环境怎样的?2、为什么生物会如此多种多样结论:生物的家族中包含有植物、动物、真菌、细菌、病毒等,约200多万种,其中70%动物,22%植物和真菌,5%单细胞生物(二)遗传多样性在不同种的生物体内,控制其性状遗传的遗传物质也是不尽相同的。
例:金鱼品种,菊花品种2-2.5万个(三)生态系统多样性1、生态系统:种类繁多的生物都生活在一定的环境中,生物与环境相互影响,相互作用,构成了生态系统。
2、生物圈是地球上最大的生态系统:练习:思考与练习:1、3 各小组表达交流学生观察师生归纳、得出结论学生讨论,举例说明第一次学生活动课前准备很重要,教师要对小组长进行课前培训,以承担分组的任务,并多花时间给学生展示和交流的机会。
《细胞生物学》课程学习体会《细胞生物学》课程学习体会2005年9-12月,本人在中山大学生命科学院进修学习,有幸聆听王金发教授的《细胞生物学》课程,使我不仅学到了细胞生物学专业新的知识与研究技术、方法,而且在教学方面也受益非浅。
下面就我的学习谈一些体会。
一、全面学习了细胞生物学的专业知识《细胞生物学》是一门包容量大、发展迅速的学科。
内容涉及生物膜的结构与功能;内膜系统区室化形成及各种细胞器的结构与功能;细胞信号转导;细胞核、染色体以及基因表达;细胞骨架体系;细胞增殖及其调控;细胞分化、癌变及其调控;细胞的衰老与程序性死亡;细胞的起源与进化;细胞工程技术等多个方面。
对细胞生物学的专业知识有了更深的认识。
1、细胞通讯方面记得第一次听王老师的课就是讲授细胞的通讯,在多细胞生物中,细胞不是孤立存在的,而是生活在细胞社会中,它们必须协调一致,才能维持机体的正常生理机能,它们的协调是通过细胞通讯来完成的。
细胞通讯是通过信号分子与受体的识别,从而在靶细胞内产生一系列反应的过程。
信号分子有第一信使和第二信使之分,第二信使位于细胞内,由第一信使与受体识别后最先在胞内产生的,它主要与细胞内受体作用,所以受体也可分为表面受体和胞内受体。
信号分子与受体的识别作用具有特异性。
细胞信号传递所发生的反应有快速反应和慢速反应。
快速反应是信号分子与受体作用后直接引起细胞内的一系列代谢反应;慢速反应则需要引起基因表达,再表现出各种代谢反应。
细胞通讯过程是个复杂的过程,一个细胞的周围有上百种不同的信号分子,细胞要对这些信号分子进行分析,做出正确的反应。
信号转换的研究在近年很热门,但进展缓慢,主要是因为信号转换的复杂性,不同信号的组合产生的效应是不一样的。
细胞生物学教程
细胞增殖是生命的基本特征,种族的繁衍、个体的发育、机体的修复等都离不开细胞增殖。
一个受精卵发育为初生婴儿,细胞数目增至1012个,长至成年有1014个,而成人体内每秒钟仍有数百万新细胞产生,以补偿血细胞、小肠粘膜细胞和上皮细胞的衰老和死亡。
细胞增殖是通过细胞周期(cell cycle)来实现的,而细胞周期的有序运行是通过相关基因的严格监视和调控来保证的。
细胞无限制增长对个体来说意味着癌症,个体无限制繁殖对地球来说意味着灾难。
一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次,并保持这一速度,则两天即可超过地球的重量。
第一节基本概念一、什么是细胞周期细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,所需的时间叫细胞周期时间。
可分为四个阶段(图13-1):①G1期(gap1),指从有丝分裂完成到期DNA 复制之前的间隙时间;②S期(synthesis phase),指DNA复制的时期,只有在这一时期H3-TDR才能掺入新合成的DNA 中;③G2期(gap2),指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间;④M期又称D期(mitosis or division),细胞分裂开始到结束。
图13-1 细胞周期可划分为四个阶段从增殖的角度来看,可将高等动物的细胞分为三类:①连续分裂细胞,在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞,如表皮
生发层细胞、部分骨髓细胞。
②休眠细胞暂不分裂,但在适当的刺激下可重新进入细胞周期,称G0期细胞,如淋巴细胞、肝、肾细胞等。
③不分裂细胞,指不可逆地脱离细胞周期,不再分裂的细胞,又称终端细胞,如神经、肌肉、多形核细胞等等。
细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关,如:小鼠十二指肠上皮细胞的周期为10小时,人类胃上皮细胞24小时,骨髓细胞18小时,培养的人了成纤维细胞18小时,CHO细胞14小时,HeLa细胞21小时。
不同类型细胞的G1长短不同,是造成细胞周期差异的主要原因。
二、细胞周期时间的测定标记有丝分裂百分率法(percentage labeled mitoses,PLM)是一种常用的测定细胞周期时间的方法。
其原理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射自显影技术显示标记细胞,通过统计标记有丝分裂细胞百分数的办法来测定细胞周期。
有关名词:TG1:G1期的持续时间TG2:G2期的持续时间TS:S期的持续时间TM:M期的持续时间TC:一个细胞周期的持续时间PLM:标记的有丝分裂细胞所占的比例TDR:胸腺嘧啶核苷,是DNA 的特异前体,能被S期细胞摄入,而掺进DNA中。
通常使用的是3H或者14C标记的TDR。
测定原理(图13-2):①待测细胞经3H-TDR标记后,所有S期细胞均被标记。
②S 期细胞经G2期才进入M期,所以一段时间内PLM=0。
③开始出现标记M期细胞时,表示处于S期最后阶段的细胞,
已渡过G2期,所以从PLM=0到出现PLM的时间间隔为TG2。
④S期细胞逐渐进入M期,PLM上升,到达到最高点的时候说明来自处于S最后阶段的细胞,已完成M,进入G1期。
所以从开始出现M到PLM达到最高点(≈100%)的时间间隔就是TM。
⑤当PLM开始下降时,表明处于S 期最初阶段的细胞也已进入M期,所以出现LM到PLM又开始下降的一段时间等于TS。
⑥从LM出现到下一次LM 出现的时间间隔就等于TC,根据TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的TG1长度。
事实上由于一个细胞群体中TC和各时相不尽相同,第一个峰常达不到100%,以后的峰会发生衰减,PLM不一定会下降到零,所以实际测量时,常以(TG2+1/2TM)-TG2的方式求出TM。
图13-2 细胞周期各阶段的时间与PLM的关系三、细胞同步化细胞同步化(synchronization)是指在自然过程中发生或经人为处理造成
的细胞周期同步化,前者称自然同步化,后者称为人工同步化。
(一)自然同步化1.多核体如粘菌只进行核分裂,而不发生胞质分裂,形成多核体。
数量众多的核处于同一细胞质中,进行同步化分裂,使细胞核达108,体积达5~6cm。
疟原虫也具有类似的情况。
2.某些水生动物的受精卵如海胆卵可以同时授精,最初的3次细胞分裂是同步的,再如大量海参卵受精后,前9次细胞分裂都是同步化进行的。
3.增殖抑制解除后的同步分裂如真菌的休眠孢子移入适宜
环境后,它们一起发芽,同步分裂。
(二)人工同步化1.选择同步化1)有丝分裂选择法:使单层培养的细胞处于对数增殖期,此时分裂活跃,MI高。
有丝分裂细胞变圆隆起,与培养皿的附着性低,此时轻轻振荡,M期细胞脱离器壁,悬浮于培养液中,收集培养液,再加入新鲜培养液,依法继续收集,则可获得一定数量的中期细胞。
其优点是,操作简单,同步化程度高,细胞不受药物伤害,缺点是获得的细胞数量较少。
(分裂细胞约占1%~2%)2)细胞沉降分离法:不同时期的细胞体积不同,而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平方成正比,因此可用离心的方法分离。
其优点是可用于任何悬浮培养的细胞,缺点是同步化程度较低。
2.诱导同步化1)DNA合成阴断法:选用DNA合成的抑制剂,可逆地抑制DNA合成,而不影响其他时期细胞的运转,最终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。
5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度ADR、GDR 和TDR,均可抑制DNA合成使细胞同步化。
其中高浓度TDR 对S期细胞的毒性较小,因此常用TDR双阻断法诱导细胞同步化:在细胞处于对数生长期的培养基中加入过量TDR,(Hela,2mol/L;CHO,7.5mol/L)。
S期细胞被抑制,其它细胞继续运转,最后停在G1/S交界处。
移去TDR。
洗涤细胞并加入新鲜培养液、细胞又开始分裂。
当释放时间大于TS 时,所有细胞均脱离S期,再次加入过量TDR,细胞继续运
转至G1/S交界处,被过量TDR抑制而停止。
优点是同步化程度高,适用于任何培养体系。
可将几乎所有的细胞同步化。
缺点是产生非均衡生长,个别细胞体积增大。
2)中期阻断法:利用破坏微管的药物将细胞阻断在中期,常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺,后者毒性较少。
优点是无非均衡生长现象,缺点是可逆性较差。