高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》动物细胞融合与单克隆抗体教学设计及反思

这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》动物细胞融合与单克隆抗体教学设计及反思，共4页。教案主要包含了学习目标，教学重点，教学难点，教学方法，教学过程等内容，欢迎下载使用。
1.通过观察图片、阅读文本，能够了解动物细胞融合的原理、过程和意义。
2.通过师生交流、图像分析，能够理解单克隆抗体制备的过程和应用。
【教学重点】
单克隆抗体的制备和应用。
【教学难点】
单克隆抗体的制备过程。
【教学方法】
诱思法、分析法、归纳法。
【教学过程】
（一）引入新课
复习动物细胞工程的技术手段，根据2.2.1所学内容提出另两项重要技术手段：动物细胞融合和单克隆抗体。
（二）进行新课
1.动物细胞融合
[自学并思考]植物体细胞杂交和动物细胞融合的区别（学生填下表）
[提问]两者的主要区别是什么？
（1）动物细胞融合不需要去除细胞壁；
（2）动物细胞融合常使用灭活的病毒，而植物细胞融合不用；
（3）植物杂交细胞可以培养成杂种植株，而动物杂交细胞则不可。
[思考]为什么可以使用灭活的病毒促进动物细胞融合？
灭活的病毒可以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。两个不同的动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理细胞后，它们就先是质融合，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。
[过渡]动物细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，特别是利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
2.单克隆抗体
2.1单克隆抗体制备的原理
[问题]常规抗体制备的方法及特点？
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。
[问题]填写课件内容：
◆利用B淋巴细胞产生特异性抗体的功能。
◆利用骨髓瘤细胞无限增殖的特性。
◆利用动物细胞融合技术将两种细胞融合获得杂交瘤细胞。
◆利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞。
2.2单克隆抗体制备的过程
[讲解]单克隆抗体制备的过程
[问题]如何获得B淋巴细胞和骨髓瘤细胞？
要得到能产生所需抗体的B淋巴细胞，必须对小鼠进行免疫处理，即给小鼠皮下或脾内注射特定的抗原，为保证B淋巴细胞的数量和质量，往往需要进行初次免疫、二次免疫和加强免疫，然后取免疫小鼠的脾获得B淋巴细胞。
骨髓瘤细胞应与免疫小鼠属于同一品系，这样杂交融合率高，并且应选择处于对数生长期、活性强的细胞。
[问题] 选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的各是什么？
第一步筛选的目的是获得杂交瘤细胞。原因是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合后用聚乙二醇处理诱导融合，这样处理后的细胞中有以下五种：未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、B淋巴细胞与B淋巴细胞的融合细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞，其中只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞才是我们需要的杂种细胞。筛选的方法是在特定的选择性培养基（HAT选择培养基）中培养，由于骨髓瘤细胞缺乏胸苷激酶或次黄嘌呤核糖转移酶，故不能生长繁殖，而融合的杂种细胞具有上述两种酶，故可以生长，由此可筛选出杂交瘤细胞。
第二步筛选的目的是获得能产生所需单一抗体的杂交瘤细胞。因为小鼠体内的B淋巴细胞有很多种，因此获得的杂交瘤细胞可能产生不同的抗体，需要从中筛选出能产生我们所需的单一抗体的杂交瘤细胞，筛选的方法是专一抗体检验。
[问题]如何进行杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养？
融合后的细胞经选择性培养基培养后，能存活的细胞就是杂交瘤细胞，但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释，用多孔细胞培养板培养，使每孔不超过一个细胞，通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体，那么上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。
2.3单克隆抗体的应用
学生自学，归纳单克隆抗体的应用。
（1）可用于作为诊断试剂：有准确，高效，快速的优点
（2）可用于疾病治疗
（3）可用于运载药物（作为运载对应疾病的药物的“生物导弹”）
[问题]生物导弹的组成及优点
组成：“生物导弹”＝单克隆抗体＋药物＋放射性同位素
优点：疗效高、毒副作用小。
（三）课堂总结
植物体细胞杂交
动物细胞融合
细胞融合原理
细胞膜的流动性
细胞膜的流动性
融合过程
先除去细胞壁
先使细胞分散开
诱导方法
电激、振动、离心、聚乙二醇
电激、灭活的病毒、聚乙二醇
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离。
相同点
原生质体融合原理相同；原生质体融合的方法相似