《動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體》教學(xué)設(shè)計(jì)

張蝶花

一、教學(xué)分析及教學(xué)思路

“動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體”是人教版高中生物選修3《現(xiàn)代生物科技專題》的動(dòng)物細(xì)工程的內(nèi)容，其中的單克隆抗體技術(shù)是動(dòng)物細(xì)胞工程的新技術(shù)，與當(dāng)前人類社會(huì)的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，是本節(jié)教材的重點(diǎn)內(nèi)容；但又因其實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)復(fù)雜，目前普通中學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、精密儀器和藥品配備等大都不能滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求，故又是難點(diǎn)內(nèi)容。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中一般以講述形式先對(duì)動(dòng)物細(xì)胞融合部分進(jìn)行授課，再學(xué)習(xí)單克隆抗體的制備。經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)以上述形式開(kāi)展教學(xué)，學(xué)生往往印象不深刻且很難深入理解和實(shí)際運(yùn)用，其根源在于學(xué)生是知識(shí)的被動(dòng)接受者。本課采用自主合作的啟發(fā)探究式學(xué)習(xí)，將兩個(gè)內(nèi)容融合為一個(gè)探究單元：?jiǎn)慰寺】贵w的制備，從分析傳統(tǒng)方法生產(chǎn)抗體的不足引出單克隆抗體的概念，再到如何大量獲得單克隆抗體，引導(dǎo)學(xué)生分析得出制備方案，確定動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)是單克隆抗體制備的基礎(chǔ)，也是制備過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，然后讓學(xué)生分組合作探究在各個(gè)環(huán)節(jié)中需要解決的問(wèn)題，在分組探究中理解動(dòng)物細(xì)胞融合的概念、原理、方法和意義。

二、教學(xué)目標(biāo)

1、.知識(shí)目標(biāo)——

舉例說(shuō)出動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。

2、.能力目標(biāo)——

①培養(yǎng)學(xué)生在小組分工合作探究過(guò)程中合作探究、交流表達(dá)的能力；

②培養(yǎng)學(xué)生大膽想象，創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。

3、.情感目標(biāo)——

①感受科學(xué)探究的魅力，認(rèn)同科學(xué)技術(shù)的誕生離不開(kāi)豐富的想象和大膽的創(chuàng)新；②激發(fā)學(xué)生關(guān)注細(xì)胞工程研究的發(fā)展和應(yīng)用前景。

三、教學(xué)重點(diǎn)——單克隆抗體的制備和應(yīng)用。

四、教學(xué)難點(diǎn)——單克隆抗體的制備過(guò)程。

五、教學(xué)過(guò)程

（一）引入——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

由被毒蛇咬傷后，最有效的方法是注射抗蛇毒血清，抗蛇毒血清的有效成分是抗體，抗體能與抗原特異性結(jié)合。再由圖片新聞引出抗蛇毒血清的制備的視頻播放，使學(xué)生了解抗體的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法及不足之處。

幻燈片總結(jié)傳統(tǒng)抗體的生產(chǎn)流程，教師再引導(dǎo)學(xué)生分析出這樣獲得的抗體的缺點(diǎn)。

（二）總結(jié)——傳統(tǒng)抗體的獲得：

（1）方法：①向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動(dòng)物產(chǎn)生相應(yīng)的 B細(xì)胞，分泌相應(yīng)的抗體；

②從動(dòng)物血清中分離所需抗體。

（2）缺點(diǎn)：產(chǎn)量低 、純度低、特異性差。

如何獲得大量的、純度高且特異性強(qiáng)的抗體？

（三）引出——單克隆抗體的概念：

用單個(gè)B淋巴細(xì)胞進(jìn)行克隆，也就是利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)大量增殖形成細(xì)胞群，從而產(chǎn)生大量的化學(xué)性質(zhì)_單一、特異性強(qiáng)_的抗體，即單克隆抗體。

思考：在體外培養(yǎng)條件下B淋巴細(xì)胞能無(wú)限增殖嗎？什么細(xì)胞能無(wú)限增殖？

那怎么才能獲得大量的單克隆抗體？請(qǐng)從細(xì)胞工程的角度分析可行的設(shè)計(jì)方案？ 提示：要想獲得大量單克隆抗體，必須獲得一種既能分泌單一抗體又能無(wú)限增殖的細(xì)胞。

學(xué)生思考后回答，教師總結(jié)

（四）提出——設(shè)計(jì)方案：

B淋巴細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞融合 克隆

骨髓瘤細(xì)胞 （動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)）

由設(shè)計(jì)方案引出兩位科學(xué)家，適時(shí)進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新教育；

設(shè)計(jì)方案是完美的，制備過(guò)程卻是復(fù)雜的，這當(dāng)中還有許多問(wèn)題有待解決；

（五）合作探究——單克隆抗體的制備過(guò)程

請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合教材，分組討論在單克隆抗體制備過(guò)程中需要解決的一些問(wèn)題。

1、.材料獲取

：①如何獲得能產(chǎn)生所需抗體的B淋巴細(xì)胞？從什么部位獲取B淋巴細(xì)胞？

②獲得的B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的抗體都是我們所需的嗎？

③如何得到較多的骨髓瘤細(xì)胞？

2、.誘導(dǎo)融合

：①誘導(dǎo)融合的方法有哪些？

②細(xì)胞融合的具體過(guò)程：先實(shí)現(xiàn)融合，再實(shí)現(xiàn)融合；

③動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的原理、意義和應(yīng)用？

3、.第一次篩選

：①若只考慮兩兩融合，誘導(dǎo)融合后培養(yǎng)液中有哪幾種細(xì)胞？

②如何篩選？篩選的目的是？篩選出來(lái)的細(xì)胞具有什么特點(diǎn)？

4、.第二次篩選

：①篩選出來(lái)的細(xì)胞產(chǎn)生的都是同一種抗體嗎？

②如果不是的話又該如何篩選？篩選的目的是？

5、.大量制備：

如何培養(yǎng)以獲得大量單克隆抗體？

學(xué)生分組合作探究，交流解決相關(guān)問(wèn)題；

學(xué)生代表發(fā)言，展示合作探究成果；

教師評(píng)價(jià)、修正、重點(diǎn)說(shuō)明和總結(jié)。

（六）水到渠成——學(xué)生完善流程圖，梳理制備過(guò)程：

這樣制備的出的單克隆抗體和傳統(tǒng)抗體相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是什么？有何應(yīng)用？

（七）自主學(xué)習(xí)——單克隆抗體的應(yīng)用

（1）優(yōu)點(diǎn)： 特異性強(qiáng) 、 靈敏度高 、可大量制備。

（2）應(yīng)用①最廣泛的用途是作為作為診斷試劑，具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速的優(yōu)點(diǎn)。

②用于

和。 主要用于癌癥治療。

優(yōu)點(diǎn)：既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量。

六、教學(xué)反思

“動(dòng)物細(xì)胞融合”和“單克隆抗體的制備”都是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)，“單克隆抗體的制備”是本節(jié)的難點(diǎn)，概念生澀難懂，過(guò)程復(fù)雜抽象。若在這兩個(gè)點(diǎn)上平均使力，勢(shì)必使得難點(diǎn)剖析不深刻。而動(dòng)物細(xì)胞融合又是單克隆抗體制備的基礎(chǔ)，因此，筆者在教材素材和文本設(shè)計(jì)上大膽創(chuàng)新，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出單克隆抗體制備方案，再讓學(xué)生分組合作探究制備過(guò)程中各環(huán)節(jié)需要解決的問(wèn)題，將動(dòng)物細(xì)胞融合內(nèi)容貫穿于單克隆抗體制備過(guò)程，打破傳統(tǒng)的先講解動(dòng)物細(xì)胞融合再學(xué)習(xí)單克隆抗體制備過(guò)程的模式，從而為學(xué)生提供了足夠思考探究交流時(shí)間，使學(xué)生真正成為課堂的主體。整個(gè)過(guò)程以問(wèn)題引導(dǎo)、小組合作探究、各組代表展講、教師解惑等多種教學(xué)策略，成功地突破了重難點(diǎn)，使學(xué)生形成了完整的知識(shí)體系并獲得學(xué)習(xí)的愉悅感和成就感。