动物细胞融合与单克隆抗体教学设计

1/11“动物细胞融合与单克隆抗体”教学设计古田县第一中学陈小瑾一、设计思路：新课程标准理念是“面向全体学生，提高生物科学素养，倡导自主——合作——探究性学习”。在教学过程中，要体现这个理念，促使教师和学生分别由知识的传播者、灌输者和外界刺激的被动接受者，转变成为教学过程的组织者、指导者、知识建构的帮助者和知识的主动建构者，加强师生互动，从多方面调动学生学习的积极性和参与性。b5E2RGbCAP二、教学分析1.教材分析：高中生物选修3（人教版）专题2：“2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体”的这一节内容包括“动物细胞融合”和“单克隆抗体”。由于动物细胞融合与前面章节中植物的原生质体融合相似，所以在本节中呈现的较简单。而单克隆抗体的制备，涉及动物细胞培养、动物细胞融合等多方面技术，其原理还涉及特异性免疫、细胞癌变等知识，知识跨度大，综合性强。整个制备过程既需要复杂的实验条件，又具有特定的技术步骤（尤其是杂交瘤细胞的筛选），既要注重文字知识的记忆和理解，更重要的是能看懂单克隆抗体制备的流程图，所以是学生学习的重点和难点。如何充分发挥学生的主体作用，突破难点，将这些知识融会贯通，成为本节教学的重点。p1EanqFDPw2.学情分析：学习制备单克隆抗体时，距离学习特异性免疫和细胞癌变等知识的时间比较久，学生对这部分知识遗忘较多，教师必须采用合适的方法引导学生回忆起这部分内容。DXDiTa9E3d3.教学条件分析：多媒体教室；展演台；教学的课件4.教学重点与难点分析：教学重点：1、动物细胞融合的过程。2、单克隆抗体制备的过程、原理和应用。教学难点：单克隆抗体制备的过程、原理和应用。三、教学目标知识目标：⑴简述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程。⑵说出动物细胞融合与植物体细胞杂交的区别和联系。⑶了解单克隆抗体在医学实践中的应用，并说出应用实例。能力目标：尝试设计单克隆抗体的制备过程，掌握获取知识和探索生物科学的基本方法，从中了解生物科学的认识模式以发展创造性能力。RTCrpUDGiT情感目标：通过了解动物细胞融合与单克隆抗体技术的发展动态及一些新的研究成果，学习用发展的眼光看待问题和分析问题，不拘泥于原有知识的限制而勇于开拓，推陈出新，渗透科学态度、科2/11学方法和科学精神的养成教育。5PCzVD7HxA四、教学策略与手段：教学策略：“动物细胞融合”的教学，采用自学──探讨──归纳方式，并通过与“植物组织培养”和“植物体细胞杂交”等比较，巩固该部分知识。关于“单克隆抗体”的教学，教师采用层层设问式教学法。教师巧妙设置问题，小台阶、多层次、层层递进，引导学生对难点逐个击破，深刻理解原理，同时精选例题，突破难关。jLBHrnAILg教学手段：多媒体课件（展示相关资料、图片、例题及习题等等）五、教学过程教学环节与内容教师的组织和引导学生活动教学意图一.实例引入新课──细胞融合（投影人—鼠细胞融合过程的图片，教师按图讲解，以引入新课，写出本节课的标题）二.学习新课──动物细胞融合1.动物细胞融合的概念复习提问2.动物细胞融合的原理3.动物细胞融合的过程投影：用灭活病毒诱导动物细胞融合过程的示意图。4.发展简史5.动物细胞融合的意义和应用三.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师：1970年，科学家做了荧光标记人细胞与小鼠细胞的融合实验，各自的表面蛋白质平均分配到膜表面，该实验说明了细胞膜上的蛋白质分子是运动的，即证明细胞膜具有流动性。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：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。生：动物细胞融合也叫细胞杂交，指的是两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。师强调概念要点：“2个或多个动物细胞”→“1”、“杂交单核细胞”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。一问：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，最师生一起阅读教材，教师按教材上的概念给学生讲解。让学生回顾植物体细胞杂交技术的基本知识，思考并回答问题。如果学生回答不全，则可投影植物体细胞杂交技术流程图。学生阅读生物技术资料卡，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。教师讲解和学生讨论的方法相结合，以突出本节课的重点。。让学生尝试设计单克隆抗体的制备过程，指导学生掌握获取知识和探索生物科学的基本方法，使学生了解生物科学认识模式。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。激发学生学习兴趣。了解动物细胞融合的概念。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，为学习新知识奠定基础。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。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。联系实际解决问题，不仅巩固强化了所学知识，而且培养了学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力，实现知识的正向迁移，并由此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3/113.克隆抗体的应用四.小结五.布置作业或实践活动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：二问：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（叶绿体）。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。利用的原理都是细胞膜的流动性。师：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：当我们把2个动物细胞放到一起时，还需要做什么呢？生：诱导。师：在诱导方法上，动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法是否相同？生：相类似。师：但动物细胞融合时还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：一问：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分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。二问：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！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。从示意图中我们可以看出，把两先让学生阅读教材，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。论解决。通过一系列问题的铺垫和启发，水到渠成地使学生认识了制备单克隆抗体的技术原理。了解单克隆抗体的概念。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。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。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。4/11个不同的动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理细胞后，它们先膜融合、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，刚才我们是用2个动物细胞，那在实际操作过程中我们用多少个动物细胞合适呢？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，为什么用多个呢？如果有很多个杂交细胞如何处理呢？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。师：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存在局限性，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，动物细胞融合技术已经广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学、肿瘤和生物新品种培育等领域。此技术还有一个十5/11分重要的用途，就是制备单克隆抗体。那单克隆抗体是什么呢？与克隆、抗体有什么关系呢？师：在弄清什么是单克隆抗体之前，我们先回顾一下抗体的基础知识：1、本质（概念）：免疫球蛋白2、来源：B淋巴细胞（特异性）师：我们再来了解以下两个问题：一问，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低、纯度低，而且制备的抗体特异性差。师：回答得很好！下面我们再来讨论二问：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，每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。师：很好！根据B淋巴细胞的这个特点，若要想获得大量的单一抗体，如何做呢？生：采用动物细胞培养。师：对。要想获得大量的单一抗体，我们必须用单个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，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6/11P53∽54单克隆抗体制备的文字及示意图，再思考回答问题。师：米尔斯坦和柯勒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（类型）？生：三种，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，哪种融合细胞符合要求呢？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条件下做大规模培养，从细胞培养液中提取单克隆抗体；第二种方法是：把杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖，再从小鼠腹水中提取单克隆抗体。师：完全正确。由于米尔斯坦和柯勒等人的杰出贡献，1984年他们获得了诺贝尔生理学或医学奖。师：有关单克隆抗体的应用，大家阅读课本P54的内容，阅读后，请一位同学归纳一下单克隆7/11抗体有哪些主要的用途。最好能结合其中的一个用途，谈一谈你对其应用前景的认识。①人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。②“生物导弹”：含义（瞄准装置、杀伤性弹头）及作用原理师：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。补充材料：1、病毒诱导动物细胞融合的过程分析细胞融合的过程包括细胞膜融合、细