1人教版高中生物选修 3 专题二 2.2 动物细胞工程2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体教学设计王 志 伟（ 海南定安中学生物组 571200）1、三维目标： 1.1 知识目标 掌握动物细胞融合与植物体细胞杂交的区别和联系。 简述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程。 了解单克隆抗体在医学实践中的应用，并说其应用实例。1.2 能力目标 由植物体细胞杂交技术导出动物细胞融合过程，培养学生的知识迁移能力、思维能力。 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以发展学生的创造性能力。（3）分析动物细胞融合技术的意义和应用，逐步提高学生独立获取知识、分析问题和解决问题的能力。1.3 情感目标 初步培养学生勇于探索，不断创新的精神和合作精神。 通过向学生介绍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，使学生明确人们对生命奥秘的揭示愈加广泛和深入，知识不断更新并向前发展，认识到学无止境，形成终生学习的意识。 关注动物细胞融合与单克隆抗体技术的发展和应用前景。2、教学重难点：2.1 重点：单克隆抗体的制备2.2 难点：单克隆抗体的制备3、教学方法：讲授、自学、讨论等相结合、或生讲师评、补充4、教学手段：动物细胞融合、单克隆抗体制备过程的教学课件 ppt5、教学课时：1 课时或 1.5 课时6、教学过程2【复习导入新课】小结植物细胞工程涉及的技术，让学生回顾有关植物体细胞杂交技术的基本知识教师设问：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，最后用植物组织培养的方法把其培育成新的植物体。师：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：既然动物细胞与植物细胞不同，那么动物细胞是否可以融合或杂交？如果可以，两着的方法、过程相同吗？.引入学生思考，激发兴趣下面就让我们一起来看看有关动物细胞融合的基础知识。【板书】动物细胞的融合 请大家翻开课本 P52，阅读第二自然段，理解概念师设问：动物细胞融合是怎么一回事？生：动物细胞融合 cell fusion，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。【板书】强调概念要点1、概念：“2 个或多个动物细胞”“1” 、 “杂交单核细胞”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 2 个动物细胞融合过程为例，来理解动物细胞融合的过程。【板书】2、过程：同植物原生质体融合、 “病毒诱导” （仙台病毒）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，但动物细胞融合时可用灭活的病毒作为诱导剂。师：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。刚才我们是用 2 个动物细胞，那在实际中我3们用多少个动物细胞合适呢？生：多个。师：为什么用多个呢？如果有很多个杂交细胞如何处理呢？这个问题大家下去后讨论一下。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。【板书】3、发展简史：技术是在不断发展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？【板书】4、意义：打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能；广泛应用；制备单克隆抗体。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。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。那单克隆抗体是什么呢？与克隆、抗体有什么关系呢？下面我们就来共同学习单克隆抗体。【板书】单克隆抗体师：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，再来了解以下两个问题：1、传统的抗体生产方法及缺陷是什么？抗体是从何来的？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。【板书】1、抗体 1.1 本质（概念）：免疫球蛋白 1.2 来源：B 淋巴细胞（特异性）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：2、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！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。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，那么，米尔斯坦和柯勒两位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？请阅读课本 P5354 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？4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，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。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。【板书】4、应用（自主阅读）：诊断试剂；治疗疾病和运载药物。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。课堂小结师：本节知识要点2 个过程、三个“一”2 个过程：动物细胞融合过程和单克隆抗体制备过程三个“一”：一种诱导动物细胞融合的新方法灭活的病毒一种新细胞杂交瘤细胞一个优势单克隆抗体特异性强、灵敏度高【课后作业】课本 P55“思考与探究”的第 1、2 题。课堂练习单克隆抗体是指（ ）A.单个骨髓瘤细胞增殖产生的抗体 B.单个 B 淋巴细胞增殖产生的抗体C.单个杂交瘤细胞增殖产生的高度单一的抗体 D.单个抗体通过克隆化，产生大量抗体. 生产单克隆抗体时，在培养液中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞，因为该试剂（ ）5A.能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的 DNA 复制B.能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活C.选择性抑制骨髓瘤细胞的 DNA 复制 D.能阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质的合成. 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. 动物细胞融合过程中所用的诱导剂灭活的病毒，抗原性和感染力的有无是 （ ）A.失去抗原性，具有感染力 B.具有抗原性，也具有感染力 C.失去抗原性，也失去感染力 D. 具有抗原性，失去感染力. 只能使动物细胞融合的常用诱导方法是 （ ）A. PEG B.灭活的病毒 C.电刺激 D.离心. “生物导弹”是指 （ ）A.单克隆抗体 B.杂交瘤细胞 C.产生特定抗体的 B 淋巴细胞 D.在单克隆抗体上连接抗癌药物 . 要想获得大量的单克隆抗体就必须用单个的 B 淋巴细胞进行无性繁殖形成细胞群，其原因是（ ）A.在体外培养条件下淋巴细胞可以无限增殖B.在动物体内 B 淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体C.每一个 B 淋巴细胞都参与特异性免疫反应 D.每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 . 科学家们用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交瘤细胞，经培养可产生大量克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是 （ ）A.经过免疫的 T 淋巴细胞 B.未经过免疫的 T 淋巴细胞 C.经过免疫的 B 淋巴细胞 D.未经过免疫的 B 淋巴细胞 7、 【板书设计】动物细胞的融合 单克隆抗体 *1、概念：21、杂交细胞 1、抗体 1.1 概念；Ig 1.2 来源：B 细胞2、过程：同、病毒诱导 2、概念：杂交瘤细胞、高度单一、抗体3、发展简史：技术是不断发展的 3、制备过程（杂交瘤制备技术）4、意义：制备单克隆抗体 4、应用：“生物导弹”6( 完 )