高中生物动物细胞融合与单克隆抗体教学设计学情分析教材分析课后反思Word格式.docx

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2.2单克隆抗体制备流程。

2.3单克隆抗体与“生物导弹”

教学手段

课件展示、讲解、课堂练习、学生展示

教学用具

教学平板电脑

教学过程

教师活动

学生活动

教学意图

导入

20世纪70年代科学家利用动物细胞融合技术完成了两个里程碑式的实验。

课件展示人鼠细胞融合实验，选取学生介绍该实验

根据课件由学生介绍人鼠细胞融合实验的流程、现象和结论。

介绍细胞学发展历史，激发学生兴趣，为下一环节铺垫。

细胞融合

展示动物细胞融合原理、定义，结合植物原生质体融合内容介绍动物细胞融合方法及融合前的准备。

回忆植物原生质体融合内容并集体回答。

介绍动物细胞融合知识点，引导学生与植物原生质体融合做初步对比。

提问：

融合后所有细胞都是杂交细胞吗？

为什么？

学生回答问题。

引发学生对杂交细胞遗传信息来源的思考，认识到细胞融合存在随机性。

列表比较动植物细胞融合的区别，让学生思考回答有关问题。

从动植物细胞出发比较两者结果的不同，引出下一小节。

单克隆抗体

回顾免疫学中抗原抗体知识，设计问题检查学生相关知识深度，讲解免疫应答为什么会产生不止一种抗体。

完成课件中的问题并通过平板电脑提交答案；

回答问题。

为何传统方法难以制备单克隆抗体是本节一个难点，需要结合免疫学知识回答。

在此设计了难易两个问题检查学生基础，根据平板反馈决定讲解内容。

展示抗体制备的传统方法，说明该方法的缺陷，说明单克隆抗体的来源。

介绍抗体制备的传统方法，提出淋巴B细胞，引导学生思考细胞培养知识。

指出淋巴B细胞在细胞培养中的问题，提出骨髓瘤细胞，引出1975年米尔斯坦柯勒的实验（细胞融合第二个重要实验），并提示从设想到实践的曲折。

提出实验思路，说明创新思维的重要性，同时引导学生思考将实验思路落实的实际流程。

展示实验流程，根据学情提问或讲解每个环节的原理与方法。

集体思考回答。

认识单克隆抗体制备的流程图，引导学生思考每个环节遇到的问题和解决的方法。

介绍单克隆抗体的医学应用。

引导学生注意“生物导弹”中单克隆抗体的作用。

练习巩固

根据单克隆抗体制备流程图解设计问题，学生回答后选取学生进行讲解。

回答、讲解。

检测学生对单克隆抗体制备的掌握情况；

根据平板电脑学生上传的答案选取学生讲解。

播放自制微视频

巩固课堂所学内容。

要求学生完成习题。

完成习题

利用平板电脑发布答案，查看报告。

布置课后分组讨论任务

布置课后分组讨论题

引导学生思考细胞融合与受精作用

《动物细胞融合与单克隆抗体》学情分析

动物细胞融合内容不难理解，学生有植物细胞融合的基础比较容易接受，重点注意引导学生总结思考二者的联系和区别。

制备单克隆抗体这一部分内容难度较大，需要学生对免疫应答的知识有深厚的理解。

因此有必要提前帮助学生对这一部分内容进行回顾，同时授课过程中针对性的对有关知识进行复习。

另外，单克隆抗体制备流程较为复杂，应引导学生总结一个简明的流程框架，便于其理顺所学知识之间的关系。

《动物细胞融合与单克隆抗体》效果分析

学生对动物细胞融合的原理、方法、杂交瘤细胞的获得方法及特点、单克隆抗体的优点及应用都能较好的掌握。

部分学生对何谓单克隆抗体仍然理解不清，对“生物导弹”存在一定的误区，需要针对性的练习和讲解。

在单克隆抗体制备流程的探究中，学生基本能理解每个环节的作用，能掌握制备流程，能注意到每个步骤与前后环节的联系，有效锻炼了自己的观察与分析能力，但是对于两次筛选的原理很多学生还不清楚，对两次筛选的解释作为阅读材料推送给了学生，需要学生通过课下组内讨论交流进一步理解。

通过对两个细胞融合实验的学习，学生基本理解认同科学研究中创造性的思维与严谨务实的态度二者之间的辩证关系。

不论是重大的科学发现还是造福人类的技术应用，需要整合已有的知识进行创新重构，提出创造性的新设想，同时要将其落到实处离不开耐心细致的步步攻关。

《动物细胞融合与单克隆抗体》教材分析

本节是高中生物选修3《现代生物科技专题》专题2第二章中第二节内容。

细胞融合技术不论在动物细胞工程还是植物细胞工程中都具有重要意义，动物与植物的细胞融合既有共通点，也有不同之处。

本节第一个重点是阐明细胞融合过程，难点在于融合前的准备、融合的手段、融合后的处理三个环节。

这三个环节动植物细胞有所区别但更应强调二者之间内在的共性。

讨论动植物细胞融合之间的区别时，更值得关注的是二者在生产中的应用，即植物细胞融合可用于培育新的杂交品种，而动物细胞融合主要用于制备单克隆抗体。

要认识这种区别必须与植物组织培养和动物细胞培养的知识联系起来。

本节第二个重点是单克隆抗体的制备，其中难点在于对单克隆抗体的理解，单克隆抗体的来源，细胞融合后的两次筛选，杂交瘤细胞的特点以及单克隆抗体的优点。

这一部分与免疫系统的联系紧密，因此提前发布了介绍免疫应答的视频作为预习的一部分。

《动物细胞融合与单克隆抗体》导学

[学习目标]　1.掌握动物细胞融合的原理和方法。

2.归纳单克隆抗体的制备过程及应用。

课前预习

1970年，有两位科学家做了人—鼠细胞融合的实验，证明细胞膜具有流动性。

该如实现人—鼠细胞的融合，动物细胞融合后有什么用途？

一、动物细胞融合

1．概念：

_______或多个动物细胞结合形成______________的过程，也称细胞杂交。

2．原理：

细胞膜______________。

3．诱导融合的方法

（1）物理、化学方法：

与植物体细胞杂交相同，如______________、_______等。

（2）生物方法：

______________。

4．过程：

具有不同遗传信息的两个或多个细胞_______细胞。

5．结果：

形成单核杂交细胞，具有原来______________细胞的遗传信息，可表现出两个或多个亲本的特点。

6．意义：

成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。

如：

利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。

归纳总结

1．对动物细胞融合的理解

（1）动物细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合。

其中细胞膜融合是细胞融合的先导，细胞核融合是细胞融合的实质。

（2）融合后的细胞不可以直接培养，还需要筛选。

因为诱导融合的手段只是促使细胞间的融合，不能保证所有的细胞都发生融合，形成的融合细胞也有多种，因此需要进行筛选。

（3）细胞融合技术与有性杂交不同。

有性杂交有着十分严格的时空关系和物种界限；

动物细胞融合则不同，它通过人工的方法克服了存在于物种之间的遗传屏障，从而能够按照人们的意愿，把不同物种的不同组织类型的细胞融合在一起。

拓展提升　生物工程技术产生后代个体的遗传物质或基因来源

（1）转基因生物：

目的基因来自外源生物，绝大多数基因来自两个亲本。

（2）杂种植株：

遗传物质来自融合的两个亲本细胞。

（3）经细胞培养获得的动物细胞：

遗传物质只来自一个亲本。

（4）动物细胞融合形成的杂交细胞：

（5）克隆动物：

细胞核中的遗传物质来自供体动物，细胞质中的遗传物质来自提供卵母细胞的动物个体。

动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比

比较项目

植物体细胞杂交

动物细胞融合

原理

细胞膜的流动性、细胞的全能性

细胞膜的流动性

融合前处理

用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁

用胰蛋白酶细胞分散

诱导手段

电激、聚乙二醇等诱导

电激、聚乙二醇、灭活病毒诱导

结果

形成杂种植株

形成杂交细胞，以生产细胞产品

用途

培育新品种

制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等

意义

突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能

二、单克隆抗体的制备

1．传统抗体的获得

（1）方法：

①向动物体内注射某种抗原，使动物产生抗体；

②从动物血清中分离所需_______。

（2）缺陷：

产量_______、纯度_______、特异性_______。

2．单克隆抗体的制备

（1）制备原理

①B淋巴细胞特点：

一种B淋巴细胞只产生一种单一抗体，B淋巴细胞在体外_______（填“能”或“不能”）无限增殖。

②骨髓瘤细胞特点：

能无限增殖。

③杂交瘤细胞特点：

B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能______________，又能产生______________。

（2）制备过程

①制备特异性B淋巴细胞

②获得杂交瘤细胞

③克隆化培养和抗体阳性检测

④将杂交瘤细胞在_______培养或注射到小鼠_______内增殖

⑤从细胞培养液或小鼠的腹水中提取单克隆抗体

（3）单克隆抗体优点：

____________________________。

（4）单克隆抗体的应用

①作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。

②用于治疗疾病和______________。

巩固练习

1．动物细胞融合的原理是（　　）

A．细胞膜的流动性B．细胞膜的选择透过性

C．细胞质的流动性D．细胞质酶的活性

2．与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素是（　　）

A．聚乙二醇B．灭活的病毒

C．振动D．电激

3．如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T细胞

B．②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成

C．③同时具有脾脏细胞和小鼠骨髓瘤细胞的特性

D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群

4．利用单克隆抗体研制而成的“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。

下列对此描述不正确的是（　　）

A．“瞄准装置”由识别肿瘤的单克隆抗体构成

B．“弹头”由放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成

C．“弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能

D．“生物导弹”是利用细胞工程技术制备出来的

5．某研究者用抗原（A）分别免疫3只同种小鼠（X、Y和Z），每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数），结果如下图所示。

若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞（染色体数目为40条），并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞（染色体数目为60条）按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。

回答下列问题：

（1）制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过________次免疫后才能有符合要求的。

达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是________小鼠，理由是___________________。

（2）细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有__________________________________________________，体系中出现多种类型细胞的原因是___________________________________。

（3）杂交瘤细胞中有_____