《動物細胞融合與單克隆抗體》教學設(shè)計

張蝶花

一、教學分析及教學思路

“動物細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》的動物細工程的內(nèi)容，其中的單克隆抗體技術(shù)是動物細胞工程的新技術(shù)，與當前人類社會的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，是本節(jié)教材的重點內(nèi)容；但又因其實驗操作技術(shù)復(fù)雜，目前普通中學的實驗設(shè)備、精密儀器和藥品配備等大都不能滿足學生實驗需求，故又是難點內(nèi)容。傳統(tǒng)課堂教學中一般以講述形式先對動物細胞融合部分進行授課，再學習單克隆抗體的制備。經(jīng)過多年教學實踐，筆者發(fā)現(xiàn)以上述形式開展教學，學生往往印象不深刻且很難深入理解和實際運用，其根源在于學生是知識的被動接受者。本課采用自主合作的啟發(fā)探究式學習，將兩個內(nèi)容融合為一個探究單元：單克隆抗體的制備，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，引導學生分析得出制備方案，確定動物細胞融合技術(shù)是單克隆抗體制備的基礎(chǔ)，也是制備過程中的一個重要環(huán)節(jié)，然后讓學生分組合作探究在各個環(huán)節(jié)中需要解決的問題，在分組探究中理解動物細胞融合的概念、原理、方法和意義。

二、教學目標

1、.知識目標——

舉例說出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。

2、.能力目標——

①培養(yǎng)學生在小組分工合作探究過程中合作探究、交流表達的能力；

②培養(yǎng)學生大膽想象，創(chuàng)造性解決問題的能力。

3、.情感目標——

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

三、教學重點——單克隆抗體的制備和應(yīng)用。

四、教學難點——單克隆抗體的制備過程。

五、教學過程

（一）引入——創(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，教師再引導學生分析出這樣獲得的抗體的缺點。

（二）總結(jié)——傳統(tǒng)抗體的獲得：

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

②從動物血清中分離所需抗體。

（2）缺點：產(chǎn)量低 、純度低、特異性差。

如何獲得大量的、純度高且特異性強的抗體？

（三）引出——單克隆抗體的概念：

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

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

那怎么才能獲得大量的單克隆抗體？請從細胞工程的角度分析可行的設(shè)計方案？ 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限增殖的細胞。

學生思考后回答，教師總結(jié)

（四）提出——設(shè)計方案：

B淋巴細胞 動物細胞融合 克隆

骨髓瘤細胞 （動物細胞培養(yǎng)）

由設(shè)計方案引出兩位科學家，適時進行科學創(chuàng)新教育；

設(shè)計方案是完美的，制備過程卻是復(fù)雜的，這當中還有許多問題有待解決；

（五）合作探究——單克隆抗體的制備過程

請同學們結(jié)合教材，分組討論在單克隆抗體制備過程中需要解決的一些問題。

1、.材料獲取

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

②獲得的B淋巴細胞產(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胞？

2、.誘導融合

：①誘導融合的方法有哪些？

②細胞融合的具體過程：先實現(xiàn)融合，再實現(xiàn)融合；

③動物細胞融合技術(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，誘導融合后培養(yǎng)液中有哪幾種細胞？

②如何篩選？篩選的目的是？篩選出來的細胞具有什么特點？

4、.第二次篩選

：①篩選出來的細胞產(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？

學生分組合作探究，交流解決相關(guān)問題；

學生代表發(fā)言，展示合作探究成果；

教師評價、修正、重點說明和總結(jié)。

（六）水到渠成——學生完善流程圖，梳理制備過程：

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)點是什么？有何應(yīng)用？

（七）自主學習——單克隆抗體的應(yīng)用

（1）優(yōu)點： 特異性強 、 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，具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。

②用于

和。 主要用于癌癥治療。

優(yōu)點：既不損傷正常細胞，又減少了用藥劑量。

六、教學反思

“動物細胞融合”和“單克隆抗體的制備”都是本節(jié)的教學重點，“單克隆抗體的制備”是本節(jié)的難點，概念生澀難懂，過程復(fù)雜抽象。若在這兩個點上平均使力，勢必使得難點剖析不深刻。而動物細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)計上大膽創(chuàng)新，通過引導學生設(shè)計出單克隆抗體制備方案，再讓學生分組合作探究制備過程中各環(huán)節(jié)需要解決的問題，將動物細胞融合內(nèi)容貫穿于單克隆抗體制備過程，打破傳統(tǒng)的先講解動物細胞融合再學習單克隆抗體制備過程的模式，從而為學生提供了足夠思考探究交流時間，使學生真正成為課堂的主體。整個過程以問題引導、小組合作探究、各組代表展講、教師解惑等多種教學策略，成功地突破了重難點，使學生形成了完整的知識體系并獲得學習的愉悅感和成就感。