江苏常熟市高中生物细胞工程动物细胞融合与单克隆抗体3.docx

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江苏常熟市高中生物细胞工程动物细胞融合与单克隆抗体3

细胞工程动物细胞融合与单克隆抗体

教学

过程

教学

内容

教学手段

和方法

预期

目标

 1.实例引入新课──细胞融合。

2.复习提问。

3.学习新课──细胞融合。

（1）动物细胞融合的概念。

（2）动物细胞融合的过程。

（3）动物细胞融合的意义和应用。

4.学习新课──单克隆抗体。

（1）单克隆抗体的概念。

（2）单克隆抗体的生产过程。

（3）克隆抗体的应用。

5.小结。

6.布置作业或实践活动。

   师：

1970年，有两位科学家做了一个人_鼠细胞融合的实验，以证明细胞膜上的蛋白质分子是运动的。

那么，如何实现人_鼠细胞的融合，以及动物细胞融合后还有什么用途呢？

这就是今天我们这节课要学习的内容。

师：

由于动物细胞融合与前面所学的植物体细胞杂交技术相似，所以我们通过两个问题，来回顾一下有关植物体细胞杂交技术的基本知识。

第一个问题是：

植物体细胞杂交技术的过程是怎样的？

生：

先用酶去除两种植物细胞的细胞壁，使之成为原生质体，再用物理或化学的方法，诱导两种原生质体融合成杂种细胞，最后用植物组织培养的方法把杂种细胞培育成新的植物体。

师：

第二个问题是：

动植物细胞在结构上有何区别？

生：

动物细胞无细胞壁、无明显的液泡、无质体。

师：

有了以上的基本知识，首先让我们一起来看看有关动物细胞融合的概念。

请大家翻开课本P52，阅读第二自然段。

师：

动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的基本原理是否相同？

生：

应该相同。

师：

对，动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，那么动物细胞融合的具体过程是否也和植物原生质体融合的过程一样呢？

生：

应该基本一样吧？

师：

对，下面我们以灭活病毒诱导动物细胞融合过程为例，来理解动物细胞融合的过程。

诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，但动物细胞融合时可用灭活的病毒作为诱导剂，你们知道这是为什么吗？

请阅读课本P52的生物技术资料卡，思考并回答下面问题：

为什么灭活的病毒能作为诱导剂？

生：

因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。

师：

对，那么不灭活的病毒能作为诱导剂吗？

生：

不能，因为不灭活的病毒会感染细胞，而不能诱导细胞融合。

师：

回答得非常好！

从示意图中我们可以看出，把两个不同的动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理细胞后，它们就先质融合，再核融合，进而形成杂交细胞，这个细胞有丝分裂后仍能形成两个完整的杂交细胞。

想一想，在动物细胞融合的实际操作过程中，是只用单个的两种细胞来融合吗？

请你们再次结合植物体细胞杂交的过程，思考这个问题。

生：

我记得在植物体细胞杂交过程的实际操作过程中，是把多个两种细胞放在一起，让它们融合的。

师：

回答正确。

生：

为什么在进行两种细胞融合时必须用多个细胞呢？

师：

这个问题问得很好，请同学们课下思考并讨论这个问题。

如果能查阅到有关资料，你们就能更全面地回答这个问题。

在弄清楚动物细胞融合的原理和过程后，还需说明的是任何一项技术的发现，都不是凭空产生的，必定有一个发展的过程，下面我们来阅读课本P52中的小字，了解一下动物细胞融合技术的发展简史。

从动物细胞融合技术发展简史的资料中，我们能切实体验到这个技术是在不断发展的，那么，实现动物细胞融合有什么意义呢？

大家都知道，物种间由于存在生殖隔离使得有性杂交方法有局限性，而细胞融合技术能打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能。

具体成功的实例见大屏幕。

正因为如此，细胞融合技术已广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学及生物新品种培育等领域，但此技术还有一个十分重要的用途，就是制备单克隆抗体。

有同学听说过单克隆抗体一词吗？

生：

（大多数同学回答不出来。

）

师：

在弄清什么是单克隆抗体之前，我们先来了解以下两个问题：

第一个问题，传统的抗体生产方法及缺陷是什么？

请同学们在阅读课本P52的最后一自然段的基础上，讨论这个问题。

生：

传统的抗体生产方法是向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需要的抗体。

这种生产抗体的方法产量和纯度都很低，而且制备的抗体特异性差。

师：

回答得很好！

下面我们再来讨论第二个问题：

B淋巴细胞有什么特点？

请同学们继续阅读课本P53第一自然段，讨论并回答这个问题。

生：

B淋巴细胞能产生抗体，但每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

师：

很好！

正是由于B淋巴细胞的这个特点，所以要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体，即单克隆抗体，这就是单克隆抗体的概念。

可遗憾的是，在体外培养的条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的，那么，科学家是怎样解决这一问题的呢？

想一想，能利用细胞融合技术来制备单克隆抗体吗？

请大家先阅读课本P53~54单克隆抗体制备的文字及示意图，再思考回答问题。

师：

两位科学家极富创造性的设想是什么？

生：

如果把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。

师：

对，正是科学家先有了这个极富创造性的设想，然后再锲而不舍地把设想变为现实，才创造出单克隆抗体。

想一想，如果把B淋巴细胞和骨髓瘤细胞放在一起时，会有几种融合方式？

生：

有B淋巴细胞间的融合、骨髓瘤细胞间的融合以及B淋巴细胞与骨髓瘤细胞间的融合。

师：

回答得非常好！

那么，B淋巴细胞和骨髓瘤细胞间融合所形成的能产生抗体的杂交瘤细胞是如何筛选出来的？

生：

先用选择性培养基筛选出杂种细胞，再进行抗体检测和克隆化培养就能得到杂交瘤细胞。

师：

对，基本的过程就是这样。

那么，科学家又是如何利用杂交瘤细胞来生产抗体的呢？

生：

第一种方法是：

将杂交瘤细胞在体外大规模培养，从细胞培养液中就能提取大量的单克隆抗体；第二种方法是：

把杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖，再从小鼠腹腔中提取单克隆抗体。

师：

完全正确。

正是由于这两位科学家的杰出贡献，他们于1984年双双获得诺贝尔生理学或医学奖。

有关单克隆抗体的应用。

请大家阅读课本P54~55的内容，阅读后，请一位同学归纳一下单克隆抗体有哪些主要的用途。

最好能结合其中的一个用途，如“生物导弹”问题，谈一谈你对其应用前景的认识。

师：

本节课我们学习了有关动物细胞融合和单克隆抗体的内容，通过本节课的学习，大家应不仅能说出动物细胞融合的过程、单克隆抗体的生产过程，而且应能充分体验科学是一个过程及科学、技术、社会三者之间的关系。

师：

课后作业为课本P55“思考与探究”的三道题，如有条件，可按课本中实践活动的要求组织学生完成。

投影人_鼠细胞融合过程的图片，教师按图讲解，以引入新课，写出或投影本节课的标题──2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体。

如果学生回答不全，则可投影植物体细胞杂交技术流程图。

教师讲解和学生讨论的方法相结合，以突出本节课的重点。

师生一起阅读教材，教师按教材上的概念给学生讲解。

投影用灭活病毒诱导动物细胞融合过程的示意图。

学生阅读生物技术资料卡，思考并回答问题。

让学生再次回顾植物体细胞杂交过程，思考并回答问题。

给学生留下更多地思维空间。

让学生自己阅读动物细胞融合技术的发展简史。

把教参上的已成功的动物细胞融合实例打在大屏幕上。

学生阅读和讨论相结合，以突破本节课的难点。

由于教材上没有单克隆抗体的概念，所以应在黑板上写出或投影在大屏幕上。

先让学生阅读教材，再采用师生共同讨论的方法学习此部分内容。

此问题对学生来讲稍难些，教师可提醒学生看图或相应的文字。

学生阅读教材，讨论，教师可投影有关应用的资料。

课后完成，下节课由学生回答。

激发学生学习兴趣。

复习旧知识，为学习新知识奠定基础。

了解动物细胞融合的概念。

培养学生运用已有知识解决新问题的能力。

了解动物细胞融合的过程。

培养学生的阅读能力及自主解决问题的能力。

培养思维的广阔性。

联系旧知识，提供一个比较的对象，以此达到知识迁移的目的。

培养学生交流的能力及查阅相关资料的能力。

体验科学技术是一个不断发展的过程。

自然过渡到单克隆抗体的内容。

把本节课的难点问题分解成问题串逐一讨论解决。

了解单克隆抗体的概念。

提出问题，诱导思考，步步深入地了解单克隆抗体的生产过程。

培养学生的阅读及识图能力，使学生体验到科学是一个探究过程，科学研究需要创新的意识和合作精神。

了解单克隆抗体的应用，体验科学、技术、社会三者间的关系。

提出本节课最终的学习目标。

经典例题剖析

1.科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是

A.经过免疫的B淋巴细胞

B.不经过免疫的T淋巴细胞

C.经过免疫的T淋巴细胞

D.不经过免疫的B淋巴细胞

解析]此题考查对细胞工程的了解。

单克隆抗体的产生是利用了细胞工程中的细胞融合技术。

小鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞，在体外培养的条件下无限繁殖，产生特异性的单一抗体。

答案]A

2.动物细胞融合的目的中最重要的是

A.克服远源杂交不亲和B.制备单克隆抗体

C.培育新物种

D.生产杂种细胞

解析]考查动物细胞融合的目的。

动物细胞融合就是指不同动物细胞的原生质融合，形成杂种细胞的过程。

动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体。

答案]B

3.下列有关动物细胞培养的叙述，不正确的是

A.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织

B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞

C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液

D.动物细胞培养只能传50代左右，所培养的细胞就会衰老死亡

解析]动物细胞培养的过程是：

先制备培养液，然后取动物细胞，用于培养的细胞大都来自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织。

将组织取出后，用胰蛋白酶等处理使组织分散成单个细胞，将单个细胞配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将悬浮液放入培养瓶中在培养箱中培养。

细胞在培养瓶中贴壁生长，细胞的数目越来越多，需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，再配制成悬浮液，分到两个瓶中继续培养。

动物细胞培养50代可成为细胞系，50代以前10代以后称为细胞株。

50代以后生存下来的细胞的遗传物质发生了变化，也就是说细胞发生了癌变，癌细胞会无限增殖。

答案]D

4.能使动物细胞融合的特有的诱导因子是

A.离心

B.灭活的病毒

C.电刺激

D.振动

解析]在体外培养条件下，动物细胞会自发融合，但是频率很低。

因此，一般都需要添加具有诱导细胞融合效应的生物药剂或化学药剂，或者采用电融合技术，人为地促进细胞融合。

常用的动物细胞融合的诱导因子是聚乙二醇和灭活的病毒。

其中聚乙二醇既可用于促进植物原生质体融合，又可用于促进动物原生质体融合。

而灭活的病毒只能用于促进动物细胞的融合，如灭活的仙台病毒是最常用的诱导因子，其诱导原理是因为病毒具有侵染细胞的能力，优点是融合率高，对各种动物细胞都适用。

答案]B

基础试题训练

一、选择题

1．单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞，在含有次黄嘌呤、氨基喋呤和胸腺嘧啶的培养基（HAT）中无法生长；而小鼠脾细胞是正常细胞，在HAT培养基上可正常存活。

用聚乙二醇诱导细胞融合后，经过数代培养，最终可在HAT培养基上存活并能产生单克隆抗体的细胞是（）

A．骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞B．脾细胞之间形成的融合细胞

C．骨髓瘤细胞与脾细胞之间形成的融合细胞D．脾细胞

2．（2006，广雅中学考题）研究单