細(xì)胞工程課程教案編寫示范一、課程基本信息（一）課程名稱細(xì)胞工程（CellEngineering）（二）授課年級/專業(yè)本科二年級，生物工程/生物技術(shù)專業(yè)（三）課時2課時（理論課）（四）授課類型理論講授+案例分析+小組討論（五）教材及參考資料1.主教材：《細(xì)胞工程》（第三版），王蒂主編，高等教育出版社（2021年）；2.參考資料：《細(xì)胞工程原理與技術(shù)》（第二版），安利國主編，科學(xué)出版社（2020年）；3.補充資料：《NatureReviewsMolecularCellBiology》《CellStemCell》等期刊最新綜述（____年）。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1.準(zhǔn)確掌握細(xì)胞工程的核心概念（以細(xì)胞為操作對象，通過工程化方法實現(xiàn)細(xì)胞功能改造或產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)體系）；2.梳理細(xì)胞工程的主要技術(shù)領(lǐng)域（細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、胚胎工程、干細(xì)胞技術(shù)、組織工程、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞技術(shù)等）；3.理解各技術(shù)領(lǐng)域的基本原理與關(guān)鍵步驟（如細(xì)胞融合的PEG法、電融合法原理，單克隆抗體的制備流程）。（二）能力目標(biāo)1.能運用細(xì)胞工程知識分析實際應(yīng)用案例（如CAR-T細(xì)胞治療的技術(shù)邏輯）；2.具備初步設(shè)計簡單細(xì)胞工程實驗的能力（如動物細(xì)胞原代培養(yǎng)方案）；3.能批判性思考細(xì)胞工程的倫理與社會問題（如干細(xì)胞研究的倫理邊界）。（三）情感目標(biāo)1.激發(fā)對細(xì)胞工程前沿領(lǐng)域的探索興趣（如器官再生、精準(zhǔn)醫(yī)療）；2.樹立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度（如細(xì)胞培養(yǎng)中的無菌操作意識）；3.培養(yǎng)對生物工程技術(shù)的社會責(zé)任感（如基因編輯技術(shù)的合理應(yīng)用）。三、教學(xué)重難點（一）教學(xué)重點1.細(xì)胞工程的核心概念與技術(shù)體系框架；2.關(guān)鍵技術(shù)（如細(xì)胞融合、單克隆抗體制備）的原理與流程；3.細(xì)胞工程技術(shù)的實際應(yīng)用案例（如生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)育種）。（二）教學(xué)難點1.不同技術(shù)領(lǐng)域之間的邏輯關(guān)聯(lián)（如干細(xì)胞技術(shù)與組織工程的結(jié)合）；2.復(fù)雜技術(shù)流程的抽象理解（如雜交瘤細(xì)胞的篩選機制）；3.技術(shù)應(yīng)用中的倫理與安全問題（如轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的環(huán)境風(fēng)險）。四、教學(xué)方法1.講授法：結(jié)合多媒體課件（PPT+視頻）講解核心概念與技術(shù)流程（如播放細(xì)胞融合實驗視頻，直觀展示PEG誘導(dǎo)細(xì)胞融合的過程）；2.案例分析法：以“單克隆抗體的制備與應(yīng)用”“CAR-T細(xì)胞治療癌癥”為案例，拆解技術(shù)邏輯與實際價值；3.小組討論法：設(shè)置議題（如“干細(xì)胞研究的倫理爭議”“基因編輯嬰兒的社會影響”），組織學(xué)生分組討論并匯報；4.問題導(dǎo)向法：通過提問（如“細(xì)胞培養(yǎng)為什么需要無菌環(huán)境？”“單克隆抗體比多克隆抗體好在哪里？”）引導(dǎo)學(xué)生主動思考。五、教學(xué)過程設(shè)計（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（10分鐘）設(shè)計意圖：用熱點事件引發(fā)興趣，關(guān)聯(lián)課程內(nèi)容。展示新聞圖片/視頻：2023年某CAR-T細(xì)胞治療產(chǎn)品獲批上市，患者治療后癌細(xì)胞完全緩解的案例；提問：“什么是CAR-T細(xì)胞？它為什么能治療癌癥？”“這項技術(shù)屬于哪個生物工程領(lǐng)域？”；引出主題：細(xì)胞工程——以細(xì)胞為“工廠”的生物制造技術(shù)。（二）新課講授（40分鐘）1.細(xì)胞工程的概念與發(fā)展歷程（15分鐘）概念解析：結(jié)合教材定義，強調(diào)“細(xì)胞為操作對象”“工程化方法”“功能改造或產(chǎn)品生產(chǎn)”三個核心要素；發(fā)展脈絡(luò)：從19世紀(jì)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)誕生（Harrison培養(yǎng)蛙胚神經(jīng)細(xì)胞），到20世紀(jì)70年代雜交瘤技術(shù)發(fā)明（單克隆抗體），再到21世紀(jì)干細(xì)胞與基因編輯技術(shù)的融合，用時間線梳理關(guān)鍵里程碑。2.細(xì)胞工程的主要技術(shù)領(lǐng)域（20分鐘）細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)：講解動物細(xì)胞、植物細(xì)胞、微生物細(xì)胞培養(yǎng)的異同（如動物細(xì)胞需要血清，植物細(xì)胞需要植物激素），重點介紹原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的步驟（無菌操作、消化處理、接種培養(yǎng)）；細(xì)胞融合技術(shù)：對比三種方法（PEG法、電融合法、病毒介導(dǎo)法）的原理與優(yōu)缺點（如PEG法操作簡單但毒性大，電融合法效率高但設(shè)備昂貴）；單克隆抗體制備：用流程圖展示“免疫動物→脾細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合→雜交瘤細(xì)胞篩選（HAT培養(yǎng)基）→克隆化培養(yǎng)→抗體檢測→大規(guī)模生產(chǎn)”的完整流程，強調(diào)“單克隆”（單一B細(xì)胞來源）與“抗體純度”的優(yōu)勢；其他技術(shù)：簡要介紹胚胎工程（如試管嬰兒）、干細(xì)胞技術(shù)（如誘導(dǎo)多能干細(xì)胞iPSC）、組織工程（如軟骨組織構(gòu)建）的核心內(nèi)容，突出技術(shù)間的關(guān)聯(lián)（如干細(xì)胞是組織工程的“種子細(xì)胞”）。3.細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域（5分鐘）生物醫(yī)藥：單克隆抗體（如治療乳腺癌的赫賽?。⒁呙纾ㄈ缧鹿诓《緈RNA疫苗的細(xì)胞生產(chǎn)）、基因治療載體（如腺病毒載體）；農(nóng)業(yè)育種：植物體細(xì)胞雜交（如番茄-馬鈴薯雜種植株）、動物克?。ㄈ缍嗬蜓颍?；環(huán)境治理：工程菌降解污染物（如石油烴降解菌）。（三）案例分析（20分鐘）案例：單克隆抗體的制備與應(yīng)用展示資料：某單抗藥物的說明書（適應(yīng)癥、作用機制、生產(chǎn)工藝）；問題引導(dǎo)：1.單克隆抗體的“單克隆”是什么意思？2.HAT培養(yǎng)基為什么能篩選出雜交瘤細(xì)胞？（提示：骨髓瘤細(xì)胞缺乏次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT），脾細(xì)胞不能無限增殖，只有雜交瘤細(xì)胞能在HAT培養(yǎng)基中存活）；3.單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用（如治療癌癥、自身免疫?。??？偨Y(jié)：單克隆抗體是細(xì)胞工程的經(jīng)典產(chǎn)品，體現(xiàn)了細(xì)胞融合與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的結(jié)合。（四）小組討論（15分鐘）議題：“干細(xì)胞研究的倫理爭議”分組：4-5人/組，指定組長與記錄員；討論方向：1.胚胎干細(xì)胞與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）的倫理差異；2.干細(xì)胞臨床應(yīng)用的安全風(fēng)險（如腫瘤形成）；3.政府應(yīng)如何規(guī)范干細(xì)胞研究與應(yīng)用？匯報與點評：每組派代表匯報，教師點評時強調(diào)“科學(xué)進(jìn)步與倫理約束平衡”的原則。（五）總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）總結(jié)：梳理本節(jié)課核心知識點（細(xì)胞工程概念、主要技術(shù)、應(yīng)用案例），強調(diào)“細(xì)胞是基礎(chǔ)，工程是手段，應(yīng)用是目標(biāo)”的邏輯；作業(yè)：1.文獻(xiàn)查閱：找一篇____年發(fā)表的細(xì)胞工程最新應(yīng)用論文（如iPSC用于器官移植），寫1000字綜述（要求包括技術(shù)原理、應(yīng)用前景、存在問題）；2.實驗設(shè)計：設(shè)計一個動物細(xì)胞原代培養(yǎng)方案（如小鼠肝細(xì)胞培養(yǎng)），寫出步驟與注意事項。六、板書設(shè)計主板書（黑板左側(cè)）細(xì)胞工程1.概念：以細(xì)胞為操作對象，工程化方法實現(xiàn)功能改造/產(chǎn)品生產(chǎn)2.主要技術(shù)領(lǐng)域：細(xì)胞培養(yǎng)（動物/植物/微生物）細(xì)胞融合（PEG/電融合/病毒介導(dǎo)）單克隆抗體制備（免疫→融合→篩選→克隆）干細(xì)胞技術(shù)（胚胎干細(xì)胞/iPSC）3.應(yīng)用：生物醫(yī)藥（CAR-T、單抗）、農(nóng)業(yè)（體細(xì)胞雜交）、環(huán)境（工程菌）副板書（黑板右側(cè)）案例：單克隆抗體的制備流程（流程圖）討論議題：干細(xì)胞研究的倫理爭議（關(guān)鍵詞：胚胎、iPSC、安全、規(guī)范）七、教學(xué)反思（一）預(yù)設(shè)效果知識目標(biāo)：學(xué)生能準(zhǔn)確復(fù)述細(xì)胞工程概念與主要技術(shù)，理解單克隆抗體制備流程；能力目標(biāo)：通過案例分析與討論，提升邏輯思維與批判性思考能力；情感目標(biāo)：激發(fā)對細(xì)胞工程的興趣，樹立科學(xué)責(zé)任感。（二）可能的調(diào)整方向若學(xué)生對細(xì)胞融合技術(shù)理解困難，可增加模擬實驗（如用氣球模擬細(xì)胞，演示PEG誘導(dǎo)融合的過程）；若討論環(huán)節(jié)時間不足，可提前布置議題，讓學(xué)生課前收集資料；若學(xué)生對前沿應(yīng)用興趣高，可補充更多最新研究成果（如2024年iPSC用于腎移植的案例）。（三）改進(jìn)措施課后收集學(xué)生作業(yè)與反饋，了解知識掌握情況；下次課增加“細(xì)胞工程實驗展示”（如展示實驗室細(xì)胞培養(yǎng)的照片/視頻），增強直觀性；邀請行業(yè)專家做講座（如單抗藥物研發(fā)工程師），連接理論與實踐。八、附錄（可選）多媒體課件：包含CAR-T細(xì)胞治療視頻、細(xì)胞融合實驗動畫、單克