高中生物人教版选修3专题2第2.2节 动物细胞融合与单克隆抗体 教案设计

动物细胞融合和单克隆抗体

一、教材分析

本节内容属于新人教版选修3专题2的内容，共分两部分：动物细胞融合和单克隆抗体的制备。由于动物细胞融合在必修一第四章第二节中已经用“荧光标记的小鼠细胞和让细胞融合实验示意图”向学生渗透了细胞融合的概念，并且与前面章节《植物体细胞杂交技术》中的原生质体融合基本相同，所以本节课呈现的比较简洁，教材仅用了三段话进行描述。而单克隆抗体的制备是动物细胞工程的新技术，是基于动物细胞培养、动物细胞融合技术实现的，是综合了细胞结构、细胞分裂、细胞免疫等知识的高考热点，因此也是本节课的重点和难点。

二、教学目标

1．知识目标

（1）理解和掌握动物细胞融合的原理、过程和意义。

（2）理解和掌握单克隆抗体制备过程的步骤和应用。

2．过程与方法

通过本节课的教学活动，培养学生比较、分析问题的能力以及认识事物实质的思维能力。

3．情感态度与价值观

（1）让学生认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。

（2）使学生体验科学研究是一个过程，了解科学、技术和社会三者之间的关系。

三、教学重难点

重点：单克隆抗体的制备和应用。

难点：单克隆抗体制备过程中两次筛选的作用。

四、教学准备

多媒体课件、导学案。

五、课时安排

1课时。

六、教学过程

回顾旧知，引入新课多媒体展示植物体细胞杂交的过程图，让学生简要描述该过程。进一步用多媒体展示动物细胞与植物细胞的结构图，教师提出问题，引入新课：动物细胞没有细胞壁、明显液泡和叶绿体，与植物细胞的结构不同，那么，动物细胞能否融合或杂交呢？如果可以，两者的融合方法、过程是否相同呢？植物细胞融合后的杂种细胞可以发育成新的

植物体，动物细胞融合后形成的杂交细胞是否也可以发育成新的动物体呢？

（一）动物细胞融合

首先展示必修一中的“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图”，让学生回忆动物细胞是可以融合的。然后让学生阅读教材P52第二段，理解动物细胞融合的概念，并填写表格，比较植物体细胞杂交和动物细胞融合。

教师强调概念要点：“2个或多个”“1个”“单核细胞”“杂交细胞”。

使用多媒体展示教材中“用灭活病毒诱导动物细胞融合过程的示意图”，教师讲解融合过程：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，它们就会发生膜融合，然后质融合，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。

提问：为什么灭活的病毒可以诱导动物细胞融合？不灭活的病毒可以吗？

（学生阅读资料卡，回答：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；不能用不灭活的病毒做诱导剂，因为不灭活的病毒会感染细胞。）提问：融合后的“人-鼠”杂交细胞经过培养并不能发育成为一个新的动物体。那么，该技术有什么实际的用途呢？

（目前，这一技术已经成为研究遗传、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发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。）（二）单克隆抗体

我们知道，给动物体反复注射某种抗原后，（效应）B淋巴细胞（或浆细胞）就会分泌产生相应的抗体。抗体主要分布在血清中，可以比较容易地提取。那么，我们为何还要制备单克隆抗体呢？

（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。）已知每一个（效应）B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，那么，要得到大量的单一抗体该怎么做呢？

（很简单，只要利用动物细胞培养技术将某个单一的（效应）B淋巴细胞培养成一个细胞群就可以，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。）

遗憾的是，在体外培养的条件下，一个（效应）B淋巴细胞是不可能无限增殖的。针对这一问题，米尔斯坦和柯勒两位科学家是怎样解决的呢？请阅读课本P53。

（把一种（效应）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无限增殖，又能产生足够数量的特定抗体。）

请大家观察和分析教材中的图2-24，思考并回答以下问题：

1.如何获得能产生所需抗体的（效应）B淋巴细胞？

（对小鼠进行免疫处理，即给小鼠注射特定的抗原，然后从免疫小鼠的脾脏中获得B 淋巴细胞。）

2.如果把多个（效应）B淋巴细胞和骨髓瘤细胞放在一起时，一定会全部发生融合吗？仅考虑两两融合的话会有几种融合类型？

（有的细胞并没有发生融合，依然是未融合的（效应）B淋巴细胞和未融合的骨髓瘤细胞；三种，有（效应）B淋巴细胞间的融合、骨髓瘤细胞间的融合以及（效应）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞间的融合。）

3.（效应）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞间的融合形成的杂交瘤细胞是如何筛选出来的？

（用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞，但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，因为小鼠体内的（效应）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。）

4.能产生所需单一抗体的杂交瘤细胞是如何筛选出来的？

（用专一抗体检测的方法。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。）

5.得到符合要求的大量的杂交瘤细胞以后，如何利用杂交瘤细胞来生产抗体呢？

（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，再从小鼠腹水中提取单克隆抗体。）

6.单克隆抗体的“单克隆”怎样理解？该抗体有何特点？

（“单”是单一的杂交瘤细胞，“克隆”是指克隆化培养，即通过细胞培养形成同一种细胞组成的细胞群。单克隆抗体就是克隆化培养单一的杂交瘤细胞，最终获得化学性质单一的抗体。该抗体的特点是特异性强、灵敏度高、能大量制备。）

（三）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”）。

提问：“生物导弹”的组成是什么？其中单克隆抗体发挥了怎样的基本作用？

（组成：“生物导弹”＝单克隆抗体＋药物；优点：单克隆抗体起到导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，用药物在原位杀死癌细胞，因此疗效高、毒副作用小。）

七、课堂小结 八、教学反思 动物细胞融合

与单克隆抗体

动物细胞融合

单克隆抗体 概念

基本原理 意义 制备过程

概念：单一的（效应）B 淋巴细胞产生的特异性抗体 应用