高中生物-動物細(xì)胞融合與單克隆抗體教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

動物細(xì)胞融合與單克隆抗體【教學(xué)目標(biāo)】1、動物細(xì)胞融合的過程2、單克隆抗體制備的過程【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1、教學(xué)重點(diǎn)（1）動物細(xì)胞融合（2）單克隆抗體的制備過程2、教學(xué)難點(diǎn)單克隆抗體的制備過程【課時】1課時【教學(xué)過程】【導(dǎo)入】回顧人鼠細(xì)胞融合，展示“神舟”四號飛船上進(jìn)行了包括曾被廣泛關(guān)注的細(xì)胞“太空婚禮”——動物細(xì)胞和植物細(xì)胞兩項空間細(xì)胞融合試驗：B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的融合、黃花煙草原生質(zhì)體和“革新”一號煙草原生質(zhì)體的融合兩個科學(xué)實(shí)驗，在電融合儀內(nèi)經(jīng)過160分鐘后，終于獲得成功。那動物細(xì)胞是如何進(jìn)行融合的呢？細(xì)胞融合有什么樣的用途呢？動物細(xì)胞融合的過程是怎樣的呢？請同學(xué)們自主學(xué)習(xí)一、動物細(xì)胞的融合【自主學(xué)習(xí)】（閱讀課本52頁完成相關(guān)內(nèi)容）（1）概念：指一個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程，也稱為細(xì)胞雜交。（第二自然段）（2）原理:______細(xì)胞膜的流動性_________（第三自然段）(3)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有三種：生物方法（滅活的病毒）、化學(xué)方法（PEG）、物理方法（電激等）。（第三自然段）（播放動物細(xì)胞融合過程）閱讀《生物技術(shù)資料卡》思考：①為什么滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑？②滅活的目的是什么？（4）意義：細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能（p52第四自然段）（5）應(yīng)用：細(xì)胞融合技術(shù)已經(jīng)成為研究細(xì)胞遺傳、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，而雜交瘤技術(shù)，為制備單克隆抗體開辟了新途徑。（p52第四自然段）下面我們結(jié)合上述動物細(xì)胞融合的內(nèi)容，請同學(xué)們討論比較動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交（課件展示）思考與討論:動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較

動物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交原理

細(xì)胞膜的流動性細(xì)胞膜的流動性植物細(xì)胞全能性融合前處理使細(xì)胞分散后進(jìn)行融合

去除細(xì)胞壁誘導(dǎo)融合方法

物理法，化學(xué)法，生物法物理法,化學(xué)法用途制備單克隆抗體解決遠(yuǎn)緣雜交不親和的問題獲得雜種植株二、單克隆抗體從動物細(xì)胞融合的用途入手，導(dǎo)入單克隆抗體。【探究學(xué)習(xí)】單克隆抗體的概念：（展示課件p52最后自然段）討論：①傳統(tǒng)抗體的生產(chǎn)方法及缺陷？②B淋巴細(xì)胞的特點(diǎn)？總結(jié)概念?；瘜W(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體體外培養(yǎng)雜交體外培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞小鼠體內(nèi)培養(yǎng)給小鼠注射特定的抗原蛋白質(zhì)從脾中分離出B淋巴細(xì)胞培養(yǎng)的骨髓瘤細(xì)胞未融合的細(xì)胞融合的具有同核細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞選擇培養(yǎng)基克隆化培養(yǎng)專一抗體檢驗陽性能產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞單克隆抗體滅活的病毒滅活的病毒結(jié)合課件中的圖，逐步思考：=1\*GB3①給小鼠注射的是什么？目的是什么？學(xué)生回答：對小鼠進(jìn)行注射特定的抗原蛋白，使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)。目的是獲取效應(yīng)B淋巴細(xì)胞。=2\*GB3②只用單個的兩種細(xì)胞來融合可以嗎？A、B兩兩細(xì)胞融合的種類有__3___種,分別是__AA、BB、AB___=3\*GB3③制備過程中有幾次篩選，篩選的目的是什么？兩次。第一次：篩選出雜交瘤細(xì)胞第二次：篩選出能產(chǎn)生我們需要的特定抗體的雜交瘤細(xì)胞④如何利用雜交瘤細(xì)胞來生產(chǎn)抗體呢？體內(nèi)、外培養(yǎng)。⑤單克隆抗體制備過程中應(yīng)用了哪些細(xì)胞工程技術(shù)手段？細(xì)胞融合，細(xì)胞培養(yǎng)通過細(xì)胞融合技術(shù)生產(chǎn)的單克隆抗體有什么樣的優(yōu)點(diǎn)呢？（P54第三自然段特異性強(qiáng)，靈敏度高，并可能大量制備）請同學(xué)們結(jié)合課本比較單克隆抗體和常規(guī)抗體的不同點(diǎn)3、單克隆抗體和常規(guī)抗體的比較

單克隆抗體常規(guī)抗體分泌雜交瘤細(xì)胞各B淋巴細(xì)胞特點(diǎn)特異性強(qiáng)，靈敏度高特異性差，靈敏度低生產(chǎn)產(chǎn)量高，易分離產(chǎn)量低,分離困難4、單克隆抗體的應(yīng)用：P54-55試試身手：某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設(shè)計了一個生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌抗體的實(shí)驗方案。據(jù)圖回答：（１）該方案能達(dá)到預(yù)期效果嗎？為什么？（２）圖中②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，還有的本領(lǐng)?！究偨Y(jié)】兩個過程：動物細(xì)胞融合過程單克隆抗體制備過程（1）細(xì)胞融合（2）兩次篩選（3）細(xì)胞培養(yǎng)（4）分離提純單克隆抗體【鞏固練習(xí)】1、關(guān)于滅活病毒的表述中正確的是（A）A.保留抗原性，可誘導(dǎo)細(xì)胞融合B.不能感染細(xì)胞，免疫系統(tǒng)不能再識別C.可用DNA探針檢測病毒是否被滅活D.因不再具備完整的基因結(jié)構(gòu)，不能再復(fù)制2、用動物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體，下列實(shí)驗步驟中錯誤的是（B）A．將抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞B．用纖維素酶處理B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞C．用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑，促使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合D．篩選雜交瘤細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群，培養(yǎng)后提取單克隆抗體3、下面是單克隆抗體的制備示意圖，請分析回答：①小白鼠①③②③②細(xì)胞A+瘤細(xì)胞B雜交瘤細(xì)胞單克隆抗體（1）細(xì)胞融合在生物工程中屬于動物細(xì)胞工程的范圍，用這種方法所得的雜交瘤細(xì)胞具有的主要特征是①能產(chǎn)生特定的抗體；②能無限增殖。（2）雜交瘤細(xì)胞通過細(xì)胞培養(yǎng)過程合成大量的單克隆抗體。（3）過程②進(jìn)行的誘導(dǎo)方式與植物原生質(zhì)體的融合相比特有的方法是 （A）A．滅活的仙臺病毒B．骨髓瘤細(xì)胞 C．離心D．聚乙二醇（4）在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，要不停的使用的一種工具酶是胰蛋白酶，目的是使細(xì)胞分散開。（5）瘤細(xì)胞B具有癌變的特點(diǎn)，細(xì)胞A確切的說應(yīng)該是一種漿細(xì)胞?！拘⌒∞q論會】任何新技術(shù)的誕生，總會讓人們爭論不休，支持者當(dāng)然可以舉出無數(shù)理由，反對者也能歷數(shù)此項技術(shù)的種種不足，對于“單克隆抗體的制備技術(shù)”，你是持支持還是反對態(tài)度，并分別舉出你支持或反對的理由，在自習(xí)上與同學(xué)展開辯論。高中學(xué)生，雖然已經(jīng)具備了一定的邏輯思維能力和想象能力，對生活事物有自己的見解、興趣廣泛、個性強(qiáng)，但由于生活經(jīng)驗、閱歷還不夠完善，學(xué)習(xí)能力有待進(jìn)一步提高，尤其是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，而且本節(jié)教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)，所以教師的引導(dǎo)、指導(dǎo)仍不容忽視！學(xué)生學(xué)習(xí)動物細(xì)胞融合時，應(yīng)先回顧植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程，再通過動植物細(xì)胞融合異同點(diǎn)對比來學(xué)習(xí)，讓學(xué)生大膽推測出動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理及方法基本相同，以培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。學(xué)生學(xué)習(xí)單克隆抗體時，利用好教材提供的材料，突出從問題入手的思路，學(xué)生多進(jìn)行討論、多思考、多觀察，通過圖解來說明或書寫簡單流程圖來加強(qiáng)學(xué)習(xí)和記憶，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和進(jìn)行創(chuàng)新教育。本節(jié)教學(xué)，通過生物學(xué)發(fā)展史上的新興技術(shù)引入，利用多媒體課件等直觀教學(xué)手段，刺激學(xué)生多種感官活動，充分調(diào)動學(xué)生的視聽器官，通過植物細(xì)胞的雜交與動物細(xì)胞的融合比較歸納，讓學(xué)生在推理、判斷中培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣和對知識的遷移能力。加之多媒體直觀教學(xué)，把抽象的文字變成動態(tài)的直觀動畫過程，降低了學(xué)習(xí)的難度。最后，教師的補(bǔ)充、點(diǎn)評與總結(jié)一方面統(tǒng)一了認(rèn)識，給學(xué)生一個較為正確的可供參考的觀點(diǎn)，較好的解決了教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。能較好的完成了教學(xué)任務(wù)，能收到理想的教學(xué)效果。（一）教材的地位和作用《動物細(xì)胞融合與單克隆抗體》是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書生物選修3專題二第2節(jié)動物細(xì)胞工程中第2小節(jié)的內(nèi)容，由于細(xì)胞工程是建立在細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能、生理等研究基礎(chǔ)上的新技術(shù)，動物細(xì)胞融合又是細(xì)胞工程中基本技術(shù)之一，所以第2小節(jié)教學(xué)內(nèi)容是在高中必修教材基礎(chǔ)上的深入和擴(kuò)展，也是第1小節(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)教學(xué)后的必然及延伸，是安排在學(xué)習(xí)了免疫、遺傳與基因工程的基礎(chǔ)上來進(jìn)行教學(xué)的，學(xué)生既有一定的知識基礎(chǔ)，又能為后面的的教學(xué)奠定基礎(chǔ)，尤其是為動物無性生殖的克隆技術(shù)教學(xué)打下基礎(chǔ)。同時，生物技術(shù)中各個分支領(lǐng)域相互滲透、相互促進(jìn)，細(xì)胞融合技術(shù)也不例外，它在現(xiàn)代生物技術(shù)中具有一定的理論意義和經(jīng)濟(jì)意義。（二）教學(xué)目標(biāo)的確定據(jù)高中生物課程的指導(dǎo)思想和新課程標(biāo)準(zhǔn)的提高生物科學(xué)素養(yǎng)；面向全體學(xué)生；倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)；注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系的四個基本理念，本節(jié)教學(xué)的三維目標(biāo)確定為1知識目標(biāo)⑴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。⑵簡述動物細(xì)胞融合和單克隆抗體制備的過程。⑶了解單克隆抗體在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，并說其應(yīng)用實(shí)例。2能力目標(biāo)⑴由植物體細(xì)胞雜交技術(shù)導(dǎo)出動物細(xì)胞融合過程，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力、思維能力。

⑵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。（3）分析動物細(xì)胞融合技術(shù)的意義和應(yīng)用，逐步提高學(xué)生獨(dú)立獲取知識、分析問題和解決問題的能力。3情感目標(biāo)⑴初步培養(yǎng)學(xué)生勇于探索，不斷創(chuàng)新的精神和合作精神。⑵通過向?qū)W生介紹動物細(xì)胞融合與單克隆抗體技術(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。

⑶關(guān)注動物細(xì)胞融合與單克隆抗體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景。（三）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)的確定在動物細(xì)胞工程中，最基本和最具代表性的三項技術(shù)是動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合、單克隆抗體，在分述三項技術(shù)的操作過程，教材中都配有彩圖、小知識資料卡來附加說明。在這三項技術(shù)中，動物細(xì)胞培養(yǎng)是基礎(chǔ)，其價值更多的是通過其他技術(shù)成果來體現(xiàn)的，而動物細(xì)胞融合技術(shù)目前較成熟的重要用途便是制備單克隆抗體，所以，教學(xué)重點(diǎn)是：動物細(xì)胞融合原理和單克隆抗體的制備。并且，單抗技術(shù)應(yīng)屬較高層次的動物細(xì)胞工程技術(shù)，對它的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生較深刻地領(lǐng)悟動物細(xì)胞工程的真諦，并從兩位諾貝爾獎獲得者米爾斯坦和柯勒對單抗獨(dú)具匠心的實(shí)驗設(shè)計中，深刻體會科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法，尤其是創(chuàng)造性的思維品質(zhì)在科學(xué)研究、發(fā)明創(chuàng)造中的決定性作用。同時單克隆抗體技術(shù)本身環(huán)節(jié)多、技術(shù)復(fù)雜，又是近幾年來的熱點(diǎn)問題，加之學(xué)生對此缺乏必要的感性認(rèn)識，所以也是本課的難點(diǎn)所在?！驹u測練習(xí)】1．下列關(guān)于細(xì)胞工程的敘述，錯誤的是()A．電激可誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合或動物細(xì)胞融合B．用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細(xì)胞仍具有全能性C．通過體細(xì)胞雜交技術(shù)培育雜種植株的過程不涉及染色體數(shù)目變異D．小鼠雜交瘤細(xì)胞可在體外培養(yǎng)的條件下大量增殖2．利用細(xì)胞工程技術(shù)制備針對肝癌細(xì)胞膜蛋白的單克隆抗體。需要做的工作有()A．對肝癌細(xì)胞膜蛋白進(jìn)行分離純化B．提取抑癌基因?qū)胧荏w細(xì)胞C．對膜蛋白進(jìn)行組織培養(yǎng)或PCR擴(kuò)增D．用肝癌細(xì)胞與小鼠瘤細(xì)胞雜交3．[2014·南昌模擬]人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。下圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答：(1)制備單克隆抗體過程中要用到________和________技術(shù)。(2)在B淋巴細(xì)胞內(nèi)DNA合成有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤所阻斷。而骨髓瘤細(xì)胞的DNA合成沒有S途徑。①利用DNA合成途徑不同的特點(diǎn)配制的HAT培養(yǎng)基含有多種成分，其中添加的________成分具有篩選雜交瘤細(xì)胞的作用。②最終篩選獲得的雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是_____________。③培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的條件包括：無菌、無毒的環(huán)境、營養(yǎng)、________、________。1．C[解析]利用物理(電激、振動、離心)和化學(xué)的方法既可誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合，也可促進(jìn)動物細(xì)胞融合，A項正確。植物細(xì)胞具有全能性，與它是否為單倍體無關(guān)，只要其細(xì)胞具有該生物體的全套遺傳信息即可，B項正確。雜種細(xì)胞具有兩個親本的染色體，涉及染色體數(shù)目變異，C項錯誤。將小鼠骨髓瘤細(xì)胞和經(jīng)抗原免疫的B淋巴細(xì)胞融合得到雜交瘤細(xì)胞，雜交瘤細(xì)胞既能產(chǎn)生抗體又能無限增殖，D項正確。2．A[解析]單克隆抗體的獲得需要能產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細(xì)胞，肝癌細(xì)胞膜蛋白純化后可作抗原，以獲得經(jīng)過特異性免疫的B淋巴細(xì)胞，A項正確。B、C兩項涉及基因工程等方面的知識。D項錯在沒有用B淋巴細(xì)胞與瘤細(xì)胞進(jìn)行雜交，而用瘤細(xì)胞與瘤細(xì)胞雜交。3.解析：(1)制備單克隆抗體過程中要用到動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合技術(shù)。(2)①利用DNA合成途徑不同的特點(diǎn)配制的HAT培養(yǎng)基含有多種成分，其中添加的氨基嘌呤具有篩選雜交瘤細(xì)胞的作用。②雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是能無限增殖并分泌特異性抗體。③培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的條件包括：無菌、無毒的環(huán)境、營養(yǎng)、溫度和pH、氣體環(huán)境。答案：(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合(2)①氨基嘌呤②能無限增殖并分泌特異性抗體③溫度和pH氣體環(huán)境每一次聽評課，都是一次交流學(xué)習(xí)和提升自我的機(jī)會。上完課后，自己也覺得這堂課還有很多值得改進(jìn)的地方。而聽課老師的點(diǎn)評更是讓我受益匪淺。我覺得本堂課還有一些有遺憾。比如，本來計劃在第三組單克隆抗體結(jié)束之后，讓學(xué)生當(dāng)堂落實(shí)，然后再當(dāng)堂應(yīng)用——如果要制備破傷風(fēng)桿菌的單克隆抗體，該如何操作？但由于未能把握好時間，此過程在課堂上未能落實(shí)。還有最后關(guān)于單克隆抗體的應(yīng)用這一部分，原計劃介紹一些實(shí)際的應(yīng)用，比如“早早孕診斷試劑盒”，播放關(guān)于無錫新建全球最大型單克隆抗體制備基地的視頻，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣與熱情，也因時間關(guān)系而未能落實(shí)。今后在優(yōu)化展示內(nèi)容與環(huán)節(jié)，精講