動物細(xì)胞融合與單克隆抗體教案 高二生物人教版選修三

1、PAGE PAGE 19動物細(xì)胞融合與單克隆抗體教學(xué)設(shè)計【教學(xué)分析】 本節(jié)內(nèi)容包括“動物細(xì)胞融合”和“單克隆抗體”。因為動物細(xì)胞融合與前面的植物的原生質(zhì)體融合相同，故在本節(jié)呈現(xiàn)的較簡單，這樣既避免了重復(fù)，又突出了動物細(xì)胞融合的特點。單克隆抗體的制備，涉及動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合技術(shù)等多方面技術(shù)，其原理還涉及特異性免疫、細(xì)胞癌變等知識，知識跨度大，綜合性強(qiáng)。整個制備過程既需要復(fù)雜的實驗條件，又具有特定的技術(shù)步驟（尤其是雜交瘤細(xì)胞的篩選），是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點和難點。如何充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，突破難點，將這些知識融會貫通，成為本節(jié)教學(xué)的重點。【設(shè)計理念】關(guān)于“動物細(xì)胞融合”的教學(xué)，采用自學(xué)探討歸納

2、方式，并通過與 “植物體細(xì)胞雜交”比較，引導(dǎo)學(xué)生大膽推測二者的原理及方法基本相同，以培養(yǎng)知識遷移能力。 關(guān)于“單克隆抗體”的教學(xué)，教師采用層層設(shè)問式教學(xué)法。引導(dǎo)學(xué)生對難點逐個擊破，深刻理解原理，同時精選例題，突破難點， 并采用多媒體輔助教學(xué)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識目標(biāo)：1、掌握動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的區(qū)別和聯(lián)系。2、簡述動物細(xì)胞融合和單克隆抗體制備的過程。3、了解單克隆抗體在醫(yī)學(xué)實踐中的應(yīng)用，并說其應(yīng)用實例。能力目標(biāo)：讓學(xué)生嘗試設(shè)計單克隆抗體的制備過程，指導(dǎo)學(xué)生掌握獲取知識和探索生物科學(xué)的基本方法，使學(xué)生了解生物科學(xué)認(rèn)識模式以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性能力。情感目標(biāo)：通過向?qū)W生介紹動物細(xì)胞融合與單克隆抗

3、體技術(shù)的發(fā)展動態(tài)及一些新的研究成果，使學(xué)生明確人們對生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入，知識不斷更新并向前發(fā)展，認(rèn)識到學(xué)無止境，形成終生學(xué)習(xí)的意識。【重點難點】教學(xué)重點：單克隆抗體的制備和應(yīng)用。教學(xué)難點：單克隆抗體的制備。【教學(xué)方法】結(jié)合多媒體教學(xué)，運用自主學(xué)習(xí) 、 小組合作、 過程探究 、 教師精講相結(jié)合的方法?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】動物細(xì)胞融合、單克隆抗體制備過程的教學(xué)課件。 【教學(xué)實施】教學(xué)內(nèi)容師生互動教學(xué)手段和方法設(shè)計意圖復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課學(xué)習(xí)新課：一、動物細(xì)胞融合1、動物細(xì)胞融合的概念。2、動物細(xì)胞融合的原理。3、動物細(xì)胞融合的過程。4、意義及應(yīng)用。5、動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的區(qū)別于聯(lián)系。二、單

4、克隆抗體1、傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法。2、制備單克隆抗體的概念及實驗思路。3、單克隆抗體的制備過程。4、克隆抗體的應(yīng)用。三、小結(jié)練習(xí)鞏固五、課后作業(yè) 教師設(shè)問：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理是什么？生：細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞的全能性。師：有什么方法可以誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合？生：用離心 振動 電激 、聚乙二醇等物理或化學(xué)的方法師：動物細(xì)胞也可以雜交嗎？1970年，兩位科學(xué)家做了一個人鼠細(xì)胞融合的實驗，證實動物細(xì)胞確實可以融合。那么如何實現(xiàn)人鼠細(xì)胞融合，以及細(xì)胞融合后有什么用途？這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 師：動植物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？ 生：動物細(xì)胞無細(xì)胞壁、無明顯的液泡、無質(zhì)體（葉綠體）。 師：既然動物

5、細(xì)胞結(jié)構(gòu)與植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同，那么動物細(xì)胞雜交過程與植物體細(xì)胞雜交過程有什么異同呢？ 師：請大家翻開課本P52，結(jié)合“圖223”閱讀第二自然段，理解動物細(xì)胞融合的概念和過程。 師設(shè)問：動物細(xì)胞融合是怎么一回事？生：動物細(xì)胞融合cell fusion，也叫細(xì)胞雜交，指的是兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。 師：動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交過程相同嗎？ 生：植物體細(xì)胞雜交需要先用酶去除兩種植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，使之成為原生質(zhì)體，再誘導(dǎo)融合成雜種細(xì)胞，最后用植物組織培養(yǎng)的方法把其培育成新的植物體。 而動物細(xì)胞融合不需要去壁，也不需要培育成新個體，只相當(dāng)于植物原生質(zhì)體融合。師：非常好。那么動物細(xì)胞融

6、合的基本原理與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是否相同？ 生：應(yīng)該相同。 師：對，動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，都是細(xì)胞膜的流動性。 師：下面我們以2個動物細(xì)胞融合過程為例，來理解動物細(xì)胞融合的過程。 師：當(dāng)我們把2個動物細(xì)胞放到一起就能直接發(fā)生融合了嗎？生：不行，還需要進(jìn)行誘導(dǎo)。 師：對，在誘導(dǎo)方法上，動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法是否相同？ 生：相類似，但動物細(xì)胞融合時可用滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑。 師：你們知道這是為什么嗎？請閱讀課本P52的生物技術(shù)資料卡，思考并回答下面問題：為什么滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑？ 生：因為滅活的病毒能使細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)重新排布，細(xì)胞

7、膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。 師：對，那么不滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑嗎？ 生：不能，因為不滅活的病毒會感染細(xì)胞，而不能誘導(dǎo)細(xì)胞融合。師：回答得非常好！從示意圖中我們可以看出，把兩個不同的動物細(xì)胞放在一起，用滅活的病毒處理細(xì)胞后，它們就先質(zhì)融合，再核融合，進(jìn)而形成雜交細(xì)胞，這個細(xì)胞有絲分裂后仍能形成兩個完整的雜交細(xì)胞。想一想，在實際操作過程中，只用兩個動物細(xì)胞進(jìn)行融合嗎？ 生：不對，應(yīng)該用多個兩種細(xì)胞放在一起進(jìn)行融合。師：兩兩融合的細(xì)胞有哪幾種類型呢？生：AA、AB以及BB三種類型。師：很好，其中雜交細(xì)胞是AB類型，怎么把它找出來呢？生：經(jīng)過篩選。師：很好。還需說明的是任何一項技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，都不是憑空產(chǎn)生

8、的，必定有一個發(fā)展的過程，下面我們來閱讀課本P52中的小字，了解一下動物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展簡史。 從動物細(xì)胞融合技術(shù)發(fā)展簡史的資料中，我們能切實體驗到這個技術(shù)是在不斷發(fā)展的，那么，實現(xiàn)動物細(xì)胞融合有什么意義呢？大家都知道，物種間由于存在生殖隔離使得有性雜交方法有局限性，而細(xì)胞融合技術(shù)能打破生殖隔離，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。正因為如此，細(xì)胞融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及生物新品種培育等領(lǐng)域，但此技術(shù)還有一個十分重要的用途，就是制備單克隆抗體?，F(xiàn)在我們對動物細(xì)胞融合的原理和過程都很清楚了，那么請大家通過完成下表，歸納比較動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的區(qū)別和聯(lián)系。生：（閱讀課本、對照學(xué)案，

9、結(jié)合問題自主總結(jié)歸納出植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的區(qū)別）師：接下來我們將要學(xué)習(xí)單克隆抗體。單克隆抗體是什么呢？與克隆、抗體有什么關(guān)系呢？我們先來回顧一下與抗體相關(guān)的知識。什么是抗體？生：抗體是能夠與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白。師：抗體是怎樣產(chǎn)生的？主要分布在哪里？生：抗體是有體液免疫過程中由漿細(xì)胞（效應(yīng)B細(xì)胞）產(chǎn)生的。主要分布于血清中，也分布于組織液及淋巴液中。 師：在弄清什么是單克隆抗體之前，我們先來了解以下兩個問題：1、傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法及缺陷是什么？請同學(xué)們在閱讀課本P52的最后一自然段的基礎(chǔ)上，討論這個問題。 生：傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體，然

10、后從動物血清中分離所需要的抗體。這種生產(chǎn)抗體的方法產(chǎn)量和純度都很低，而且制備的抗體特異性差。 師：回答得很好！下面我們再來討論第二個問題：效應(yīng)B淋巴細(xì)胞有什么特點？請同學(xué)們繼續(xù)閱讀課本P53第一自然段，討論并回答這個問題。 生：效應(yīng)B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生抗體，但每一種效應(yīng)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。 師：很好！根據(jù)效應(yīng)B淋巴細(xì)胞的這個特點，若要想獲得大量的單一抗體，如何做呢？ 生：采用動物細(xì)胞培養(yǎng)。 師：對。我們必須用單個效應(yīng)B淋巴細(xì)胞進(jìn)行無性繁殖，也就是通過克隆形成細(xì)胞群，這樣的細(xì)胞群就有可能產(chǎn)生出化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體，即單克隆抗體，這就是單克隆抗體的概念。 可遺憾的是，在體外培養(yǎng)的條

11、件下，一個效應(yīng)B淋巴細(xì)胞是不可能無限增殖的，那么，米爾斯坦和柯勒兩位科學(xué)家是怎樣解決這一問題的呢？想一想，能利用細(xì)胞融合技術(shù)來制備單克隆抗體嗎？ 師：兩位科學(xué)家極富創(chuàng)造性的設(shè)想是什么？ 生：如果把一種B淋巴細(xì)胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，所得到的融合細(xì)胞既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。師：對，正是科學(xué)家先有了這個極富創(chuàng)造性的設(shè)想，然后再鍥而不舍地把設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實，才創(chuàng)造出單克隆抗體。下面請大家根據(jù)以下幾個問題，仔細(xì)閱讀課本P5354單克隆抗體制備的文字及示意圖，再思考回答問題。為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白？ 把B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞放在一起時，會有幾種融合方式？ 雜交瘤細(xì)

12、胞是如何篩選出來的？有何特點？ 是否所有的雜交瘤細(xì)胞都能產(chǎn)生專一性抗體？ 如何大規(guī)模進(jìn)行培養(yǎng)得到大量的單克隆抗體？師：下面我們來回答第個問題：為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白？生：為了獲得產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞（效應(yīng)B細(xì)胞）。師：很好。下面請回答第 個問題：把B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞放在一起時，會有幾種融合方式（類型）？ 生：三種，有B淋巴細(xì)胞間的融合、骨髓瘤細(xì)胞間的融合以及B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞間的融合。師：回答得非常好！我們接著來回答第個問題： 雜交瘤細(xì)胞是如何篩選出來的？有何特點？生：先用選擇性培養(yǎng)基篩選出雜種細(xì)胞，這些雜種細(xì)胞既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。師：對。 是否所有的雜交瘤細(xì)

13、胞都能產(chǎn)生專一性抗體？ 生：不能，因此還需要對雜交細(xì)胞進(jìn)行抗體檢測和克隆化培養(yǎng)。 師：是的，由此可見，想要獲得能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細(xì)胞至少需要經(jīng)過兩輪篩選。 最后我們來看問題： 如何大規(guī)模進(jìn)行培養(yǎng)得到大量的單克隆抗體？生：第一種方法是：將雜交瘤細(xì)胞在體外大規(guī)模培養(yǎng)，從細(xì)胞培養(yǎng)液中就能提取大量的單克隆抗體；第二種方法是：把雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，再從小鼠腹腔中提取單克隆抗體。師：完全正確。正是由于這兩位科學(xué)家的杰出貢獻(xiàn)，他們于1984年雙雙獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。有關(guān)單克隆抗體的應(yīng)用。請大家閱讀課本P54-55的內(nèi)容，閱讀后，請一位同學(xué)歸納一下單克隆抗體有哪些主要的用途。最好能結(jié)合其

14、中的一個用途，如“生物導(dǎo)彈”問題，談一談你對其應(yīng)用前景的認(rèn)識。應(yīng)用（自主閱讀）：診斷試劑；治療疾病和運載藥物。引導(dǎo)學(xué)生歸納出本節(jié)課有“兩個過程，三個一”，用課件展示。 師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了有關(guān)動物細(xì)胞融合和單克隆抗體的內(nèi)容，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家應(yīng)不僅能說出動物細(xì)胞融合的過程、單克隆抗體的生產(chǎn)過程，而且應(yīng)能充分體驗科學(xué)是一個過程及科學(xué)、技術(shù)、社會三者之間的關(guān)系。 例題：右圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設(shè)計的生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌抗體的實驗方案。據(jù)圖回答：（1）該方案的目的是 。該方案能達(dá)到預(yù)期效果嗎？。原因是 。（3）圖中為 過程，常用 作為誘導(dǎo)劑。該細(xì)胞繼承了 ，因此不僅能分泌 ，還能 。 課本P

15、55“思考與探究”的三道題目。展示植物體細(xì)胞雜交過程圖，讓學(xué)生回顧有關(guān)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基本知識。展示人鼠細(xì)胞融合過程圖。展示動植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖。讓學(xué)生帶著問題仔細(xì)閱讀，主動尋找動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的異同點。展示動物細(xì)胞融合的動態(tài)過程，讓學(xué)生討論，思考并回答。展示“用滅活病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合過程”示意圖學(xué)生閱讀“生物技術(shù)資料卡”，思考并回答問題。設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生層層深入思考。展示表格，讓學(xué)生從原理、過程、誘導(dǎo)方法及應(yīng)用等方面進(jìn)行比較。學(xué)生通過討論交流完成表格，如果答不全，老師再進(jìn)行補(bǔ)充。展示體液免疫過程圖。設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生回顧相關(guān)知識。學(xué)生閱讀課本并針對問題進(jìn)行討論交流，解

16、決學(xué)案自主探究中的基礎(chǔ)知識展示單克隆抗體概念圖解。通過師生討論分析的方法掌握本實驗的科學(xué)思路。把這一系列的問題串展示在PPT上，讓學(xué)生根據(jù)問題閱讀課本內(nèi)容。學(xué)生閱讀和討論相結(jié)合，以突破本節(jié)課的難點。采用師生共同討論的方法結(jié)合動畫展示學(xué)習(xí)此部分內(nèi)容。學(xué)生閱讀教材，討論，通過自主學(xué)習(xí)的方式完成此部分的學(xué)習(xí)。PPT展示題目，學(xué)生讀圖、做題。課后完成，下節(jié)課由學(xué)生回答。復(fù)習(xí)舊知以引入新課，為學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ)。設(shè)疑，引入學(xué)生思考，激發(fā)興趣。了解動物細(xì)胞融合的概念。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已知知識解決新問題的能力。了解動物細(xì)胞融合的過程培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力及自主解決問題的能力。培養(yǎng)思維的廣闊性。培養(yǎng)學(xué)生交流和分析問題

17、的能力。體驗科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程培養(yǎng)學(xué)生自主探究、歸納總結(jié)的能力自然過度到單克隆抗體的內(nèi)容。復(fù)習(xí)舊知以引入新課，為學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ)。了解單克隆抗體的概念。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，使學(xué)生體驗到科學(xué)是一個探究的過程，需要創(chuàng)新的意識和合作的精神。讓學(xué)生在自主閱讀的過程中掌握單克隆抗體的制備過程，培養(yǎng)學(xué)生閱讀及識圖能力。把難點問題設(shè)計成問題串逐一解決,使抽象的實驗過程具體化，學(xué)生更容易理解。了解單克隆抗體的應(yīng)用，體驗科學(xué)、技術(shù)、社會三者的關(guān)系。指出本節(jié)課學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)。當(dāng)堂檢測，了解學(xué)生掌握的情況?！景鍟O(shè)計】2.2.3動物細(xì)胞融合與單克隆抗體一、動物細(xì)胞的融合 二、單克隆抗體* 1、概念： 1、概念：化學(xué)性質(zhì)單一、抗體 2、原理： 2、制備過程（雜交瘤制備技術(shù)） 3、過程： 3、應(yīng)用：“生物導(dǎo)彈” 4、意義：制備單克隆抗體 【教學(xué)反思】 當(dāng)然本節(jié)課的優(yōu)點是采用了多媒體教學(xué)，使課堂的知識容量比較大，對前面學(xué)過的內(nèi)容可以比較快的復(fù)習(xí)，真正做到溫故而知新。但是在教學(xué)實踐過程中也存在一些不足：1、在教學(xué)過程中，由于內(nèi)容量十分充足，整節(jié)課