生物拓展型课程《第四章 生物工程 第二节 细胞工程 干细胞技术》优秀教案

生物拓展型课程《第四章 生物工程 第二节 细胞工程 干细胞技术》优秀教案

【学业要求】

结合生活或生产实例，举例说出细胞工程及相关技术的基本原理（生命观念）。

针对人类生产或生活的某一需求，在细胞工程中选取恰当的技术和方法，尝试提出初步的工程学构想，进行简单的设计和制作（生命观念、科学探究）。

面对日常生活或社会热点话题中与生物技术和工程有关的话题，基于证据运用生物学基本概念和原理，就生物技术与工程的安全与伦理问题表明自己的观点并展开讨论（科学思维、社会责任）。

【靶向素养】

主要靶向“科学思维、科学探究、社会责任”

【情境内容】

近日，一则关于“中国富豪为续命花400万为年轻30岁”的消息在各大网络平台的上引起热议。四位中国客人远赴乌克兰，在一家号称全球唯一可以注射胚胎干细胞治疗的诊所开启他们的续命计划，据说这个计划是花400万打几针液体胚胎干细胞，就可以年轻30岁，这种治疗方式开销巨大，一针将近60万。胚胎干细胞真的这么神奇吗？

胚胎干细胞（ES细胞）很理想但却引起了伦理争议，而诱导多能干细胞（iPS细胞）可以避免伦理问题。iPS细胞是由体细胞诱导而成的干细胞，具有发育的多潜能性，可以形成神经元细胞、心肌细胞等人体多种组织细胞。在实验室中获得iPS细胞的过程是：把四种转录因子基因引入小鼠的成纤维细胞，可诱导这种细胞发生转化，产生iPS细胞。2007年，美日科学家利用病毒将“c-Myc”等4个基因植入人类皮肤细胞，成功将皮肤细胞转化为iPS细胞；2012年，日本京都大学教授山中伸弥因对iPS细胞的研究，获得诺贝尔生理或医学奖。这一研究成果为某些疾病的基础研究及其临床应用提供了一种新的解决途径，于是有人产生了用iPS细胞治疗某些人类疾病的设想。

【问题/任务设计】

任务1：阐明干细胞的概念、类型及基本原理。

1.1阅读教材P101-104，解释干细胞的概念、类型，并绘制概念图。

1.2 iPS细胞与哪一类干细胞的特性最相近？

1.3皮肤细胞经诱导可形成iPS细胞，原因是？

1.4有学者设想，取本人的细胞，利用iPS细胞技术治疗糖尿病患者，其设想的依据是什么？

任务2：查阅资料，列举有关现代干细胞技术的研究、应用领域和发展前景。

任务3：注射胚胎干细胞在医学上的确能治疗多种疾病，但真如报道中所说的可以年轻续命吗？说出你的看法和理由。

任务4：讨论用于治疗的胚胎干细胞的伦理问题：虽然人胚胎干细胞研究具有巨大的应用前景，但胚胎干细胞大多取自人工流产的早期胚胎或是体外受精中剩余的胚胎，早期胚胎究竟算不算生命，因此胚胎干细胞研究在国际上引起了很大的争议。目前对于这个问题的回答，随着不同宗教、文化背景和对生命的不同看法而有所不同。那么，我们应该怎样看待用于治疗的胚胎干细胞研究？

任务5：若某人患镰刀型细胞贫血症，基于现有技术和理论，设想如何用该患者的体细胞改造成iPS细胞并治疗镰刀型细胞贫血症？针对小组的设计进行评价。

【设计意图】

本节教学设计为学生提供一个新闻报道的情境，充分调动学生的兴趣并引发思考。此情境通过五个任务贯穿了干细胞技术的教学过程。学生在完成任务的过程中可以更好的了解干细胞技术的基本原理，在生物医学工程中的研究、应用领域和发展前景等，并用以解决生产生活中的具体问题。能够基于生物学事实，辩证地看待生物技术及其面对的伦理问题。此外，在完成任务时，还有助于培养学生严谨的科学思维、查找资料获取信息的能力、综合运用能力等。

【教学目标】

1.结合生活或生产实例，举例说出干细胞技术的基本原理。（生命观念）

2.说出干细胞的类型，并用文字或图示正确表达，进而用其解释相应情境中的问题。（科学思维）

3.基于相关资料的查阅，列举干细胞技术的研究、应用领域和发展前景。并针对人类生活的需求，尝试提出初步的工程学构想，进行简单的设计。（科学探究）