2.2.2+动物细胞融合技术与单克隆抗体（教学设计）

/2．2．2动物细胞融合技术与单克隆抗体一、教学目标：1．生命观念：(1)精准阐述动物细胞融合技术的概念、原理、诱导方法、结果及意义。(2)清晰说明单克隆抗体制备的流程、筛选方法和特点。(3)举例阐释单克隆抗体在诊断、治疗等方面的应用。2．科学思维：(1)通过小组合作探究，提升学生归纳总结、逻辑分析及解决问题的能力。(2)借助分析单克隆抗体制备过程，培养学生批判性思维和创新思维。3．态度责任：(1)体会科学技术在疾病诊断和治疗中的重要价值，激发学生对生命科学的探索热情。(2)了解动物细胞融合技术潜在风险，培养学生的社会责任感和科学伦理意识。二、教学重点和难点：1．教学重点：(1)动物细胞融合技术的原理、诱导方法及意义。(2)单克隆抗体制备过程和筛选原理。(3)单克隆抗体的应用。2．教学难点：(1)灭活病毒诱导细胞融合的原理和融合实质。(2)单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的和方法。三、教学设计思路通过展示植物体细胞杂交成功培育新作物类型的案例，提出能否让不同种动物体细胞杂交的问题，引发学生思考，自然过渡到动物细胞融合技术的学习。通过练习题，让学生运用所学知识，教师及时讲解，强化理解。最后引导学生回顾重点知识，梳理知识框架，强化记忆。四、教学过程【新课导入】（5分钟）1．展示植物体细胞杂交过程的图片，引导学生回顾其技术流程和意义。2．提出问题：“植物体细胞杂交能跨越生殖隔离培育新作物类型，那能否让不同种动物的体细胞杂交，培育集不同细胞优势的动物细胞呢？”引发学生思考，自然引出本节课主题。【新课学习】学习目标一、动物细胞融合技术（15分钟）1．合作探究一组织学生自主阅读教材P48内容，小组讨论以下问题：动物细胞融合技术的概念、原理、结果分别是什么？常用的诱导方法有哪些？什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理？融合实质及完成的标志？动物细胞融合技术的意义及应用有哪些？教师巡视各小组讨论情况，适时给予指导和启发。2．讲解概念、原理、方法和结果邀请小组代表回答问题，教师进行总结和补充。强调动物细胞融合技术是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术，其原理是细胞膜具有一定的流动性。对比植物原生质体融合方法，介绍动物细胞融合的物理法（电融合法）、化学法（聚乙二醇PEG）和生物法（灭活病毒诱导法，动物细胞融合特有）。解释灭活的概念：用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但不破坏其抗原结构。通过展示动画或图片，详细讲解灭活病毒诱导细胞融合的原理：病毒表面糖蛋白和酶与细胞膜上糖蛋白作用，使细胞凝聚，细胞膜成分重新排布、打开，从而发生融合。明确融合实质是细胞核的融合。3．应用讲解介绍动物细胞融合技术在细胞遗传、细胞免疫、肿瘤研究、生物新品种培育等方面的应用，以及为制造单克隆抗体开辟新途径的重要意义。展示日本科学家将拟南芥细胞与人类HT1080细胞融合的案例，拓宽学生视野。4．比较植物体细胞杂交和动物细胞融合呈现两者比较的表格，引导学生回顾并填写原理、步骤、方法、结果和意义等方面的内容，强化对两种技术的理解和区分。学习目标二、单克隆抗体及其应用（15分钟）1．传统抗体制备方法及缺陷展示传统抗体制备过程的示意图，讲解其通过动物体内免疫、筛选单一B细胞获得抗体的流程。分析传统抗体制备方法产量低、纯度低、特异性差、灵敏度低的缺陷，提出问题：“如何解决这些问题？”引发学生思考。2．单克隆抗体制备的思路介绍米尔斯坦和柯勒提出的创造性方案：利用动物细胞融合技术将骨髓瘤细胞（能无限增殖）与B淋巴细胞（能产生特异性抗体）融合，获得既能大量增殖又能产生专一抗体的杂交瘤细胞，进而制备单克隆抗体。3．合作探究二组织学生阅读教材P48-49内容，小组讨论以下问题：单克隆抗体制备过程中为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？会有几种细胞融合方式？杂交瘤细胞具有什么特点？产生特定抗体的杂交瘤细胞的获得需要几次筛选？各自筛选的方法和目的是什么？如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？教师巡视指导，参与小组讨论。4．单克隆抗体制备过程邀请小组代表分享讨论结果，教师结合动画或示意图，详细讲解单克隆抗体制备的具体过程：注射特定抗原：使小鼠产生能分泌特定抗体的B淋巴细胞。诱导融合：取小鼠脾脏中的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，在PEG等诱导剂作用下融合。第一次筛选：利用HAT培养基，筛选出杂交瘤细胞（讲解筛选原理：细胞合成DNA有D和S两条途径，D途径能被氨基喋呤阻断，人淋巴细胞有两种途径但不能分裂增殖，鼠骨髓瘤细胞只有D途径，杂交瘤细胞融合了两种细胞的优势，能利用S途径在含氨基喋呤的培养基中无限增殖）。第二次筛选：通过抗体检测，筛选出能分泌专一抗体的杂交瘤细胞。克隆化培养：对筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养，可通过腹腔培养或体外培养获得大量单克隆抗体，对比两种培养方式的优缺点。5．单克隆抗体的特点和应用总结单克隆抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备的特点。介绍单克隆抗体作为诊断试剂（如新冠病毒抗原检测试剂盒、乙肝测定试剂、艾滋病检测试剂等）的广泛应用，讲解其原理是抗原-抗体特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。讲述单克隆抗体用于运载药物和治疗疾病（如“生物导弹”）的原理和优势：单克隆抗体携带药物特异性结合肿瘤细胞，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤，疗效高、副作用小。介绍脂质体给药等新型应用，体现其高效、低毒、靶向的特点。【课堂练习】（10分钟）1．展示课堂练习题，让学生独立思考并作答。2．讲解练习题，针对学生的错误进行分析和纠正，强化对重点知识的理解和掌握。【课堂总结】（5分钟）引导学生回顾本节课所学内容：动物细胞融合技术的概念、原理、方法、应用，单克隆抗体制备过程、特点和应用。强调本节课的重点知识，帮助学生构建知识体系。【布置作业】完成教材练习与应用中的题目。查阅资料，以“动物细胞融合技术在未来医学中的应用前景”为主题，写一篇500字左右的小短文，培养学生自主学习和知识拓展的能力。【板书设计】一、动物细胞融合技术1．概念：多个动物细胞融合成一个，杂交细胞含多细胞遗传信息2．原理：细胞膜的流动性3．诱导方法物理：电融合法化学：PEG生物：灭活病毒（动物特有）4．结果：形成杂交细胞5．意义：突破杂交局限，用于多领域研究，助力单克隆抗体制备6．应用：细胞遗传等研究、培育新品种、远缘细胞融合二、单克隆抗体及其应用1．传统制备：动物体内免疫，缺点多2．制备流程