3.3通过细胞融合可产生具有新特性的细胞-教学设计
文档属性
| 名称 | 3.3通过细胞融合可产生具有新特性的细胞-教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 334.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙科版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-05 10:47:56 | ||
图片预览
文档简介
教学设计
课程基本信息
学科 高中生物 年级 高二年级 学期 春季
课题 通过细胞融合可产生具有新特性的细胞
教学目标
1.【生命观念】对比植物体细胞杂交技术中的原生质体融合过程，理解动物细胞融合技术的原理、方法和结果。 2.【科学思维】概述运用杂交瘤细胞技术制备单克隆抗体的方法。 3.【科学探究】从科学探究的角度理解单克隆抗体制备的过程、原理和方法，了解其主要特点。 4.【社会责任】比较单克隆抗体和多克隆抗体的异同，了解单克隆抗体在作为药物治疗疾病、携带运输药物以及疾病诊断和病原体鉴定等方面的作用，认同生物工程技术的价值。
教学内容
教学重点： 1. 动物细胞融合技术的原理和方法。
2. 单克隆抗体的制备和应用。
教学难点： 实际生产中，运用杂交瘤技术制备及筛选单克隆抗体。
教学过程
【情境导入】 展示新冠病毒抗原试剂盒图片，解释新冠病毒感染抗原检测原理： 1. 检测新型冠状病毒表面的蛋白：主要检测新型冠状病毒结构蛋白（抗原）。 2. 通过抗原与抗体的特异性结合检测抗原存在 提问：抗原试剂盒的关键成分是什么？ 答：能够与新冠病毒蛋白质特异性结合的抗体。 问：如何制备抗体？ 【一、传统抗体制备方法】 制备流程： 给小鼠注射抗原（抗原表面有多种抗原决定簇）→免疫小鼠，激活B淋巴细胞（实际多种B淋巴细胞被激活）产生并分泌抗体→分离血清→获得抗体（多克隆抗体） 多克隆抗体的缺点： 特异性差（能识别多种抗原），纯度低（含多种抗体），灵敏度差 每一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，即细胞克隆（克隆培养）。这种细胞群所产生的单一型抗体分子就称为单克隆抗体。但B淋巴细胞寿命有限，体外培养时无法无限生长繁殖，如何解决？ 问：如何获得大量特异性强，纯度高的抗体？ 答：通过细胞融合技术制备杂交瘤细胞生产单克隆抗体 问：如何诱导动物细胞融合？ 【二、细胞融合技术是制备单克隆抗体的基础】 展示书本P77图3-12细胞融合示意图、P78图3-13病毒促进细胞融合示意图 原理：和原生质体一样，当细胞膜表面发生一定程度的损伤，相邻的细胞就可以相互粘连从而融合在一起。 诱导方式： ①物理法：电流刺激（电脉冲诱导）、激光融合 ②化学法：聚乙二醇（PEG) ③生物法：灭活的病毒 注意：灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒的抗原结构。 【三、单克隆抗体制备方法】 制备流程： 给小鼠注射特定的抗原→免疫小鼠，激活B淋巴细胞→分离脾细胞获得B淋巴细胞→与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞混合后诱导融合→获得杂交细胞→利用HAT选择培养基筛选获得杂交瘤细胞→利用克隆培养、抗原-抗体杂交检验筛选获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞→利用体外培养或体内培养方式扩大培养杂交瘤细胞→提取得到单克隆抗体 问：HAT选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞一定是我们需要的么？ 答：不一定。原因如下： ①产生多种抗体的杂交瘤细胞混合体系 ②遗传物质改变（基因突变、染色体变异）导致其无法产生抗体 ③基因相互抑制导致其无法产生抗体 【知识拓展】筛选获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 将HAT选择培养基筛选获得的杂交瘤细胞群稀释，利用多孔细胞培养板约每孔1个细胞进行克隆培养→一段时间后，检测各孔上清液中细胞分泌的抗体→上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔→分泌的抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞 请思考：单克隆抗体制备过程中的几个问题 1、植物体细胞在杂交技术中获得的杂种细胞经植物组织培养能获得一个完整个体，那么动物细胞融合技术能获得完整个体吗 答：不能。植物细胞具有全能性，能够发育成完整个体；已分化的动物细胞全能性很难表达，因此直接将杂交细胞培育成完整个体非常困难。 2、在生产单克隆抗体的过程中涉及哪些动物细胞工程技术？制备过程一共需要两次筛选，两次筛选的目的分别是什么 答：动物细胞融合技术、动物细胞培养。 第一次筛选的目的是筛选出既能无限增殖，又能产生抗体的杂交瘤细胞；第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。 3、如何将能产生所需抗体的杂交瘤细胞进行克隆培养 答：可在体外条件下大规模培养，也可注射到小鼠腹腔内进行培养，将来可分别从细胞培养液和小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体。 【四、单克隆抗体的应用】 请阅读课本P81，回答问题： 1、单克隆抗体的优点？ 答：纯度高、可大量制备，特异性强（只能识别特异抗原分子的特定部位）、灵敏度高。 2、单克隆抗体的用途？ 答：①作为特异性的探针，研究相应抗原蛋白的结构、细胞学分布及功能 ②作为诊断试剂。例如，新冠抗原试剂盒、早早孕试剂盒（图片展示）等等，广泛应用于疾病的快速诊断。 ③用于治疗疾病和运载药物。例如，针对乳腺癌的单抗药物（图片展示），利用可水解接头将单抗和细胞毒性药物连接在一起注射到患者体内，可以在杀伤癌细胞的同时不影响正常组织和细胞。
课程基本信息
学科 高中生物 年级 高二年级 学期 春季
课题 通过细胞融合可产生具有新特性的细胞
教学目标
1.【生命观念】对比植物体细胞杂交技术中的原生质体融合过程，理解动物细胞融合技术的原理、方法和结果。 2.【科学思维】概述运用杂交瘤细胞技术制备单克隆抗体的方法。 3.【科学探究】从科学探究的角度理解单克隆抗体制备的过程、原理和方法，了解其主要特点。 4.【社会责任】比较单克隆抗体和多克隆抗体的异同，了解单克隆抗体在作为药物治疗疾病、携带运输药物以及疾病诊断和病原体鉴定等方面的作用，认同生物工程技术的价值。
教学内容
教学重点： 1. 动物细胞融合技术的原理和方法。
2. 单克隆抗体的制备和应用。
教学难点： 实际生产中，运用杂交瘤技术制备及筛选单克隆抗体。
教学过程
【情境导入】 展示新冠病毒抗原试剂盒图片，解释新冠病毒感染抗原检测原理： 1. 检测新型冠状病毒表面的蛋白：主要检测新型冠状病毒结构蛋白（抗原）。 2. 通过抗原与抗体的特异性结合检测抗原存在 提问：抗原试剂盒的关键成分是什么？ 答：能够与新冠病毒蛋白质特异性结合的抗体。 问：如何制备抗体？ 【一、传统抗体制备方法】 制备流程： 给小鼠注射抗原（抗原表面有多种抗原决定簇）→免疫小鼠，激活B淋巴细胞（实际多种B淋巴细胞被激活）产生并分泌抗体→分离血清→获得抗体（多克隆抗体） 多克隆抗体的缺点： 特异性差（能识别多种抗原），纯度低（含多种抗体），灵敏度差 每一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，即细胞克隆（克隆培养）。这种细胞群所产生的单一型抗体分子就称为单克隆抗体。但B淋巴细胞寿命有限，体外培养时无法无限生长繁殖，如何解决？ 问：如何获得大量特异性强，纯度高的抗体？ 答：通过细胞融合技术制备杂交瘤细胞生产单克隆抗体 问：如何诱导动物细胞融合？ 【二、细胞融合技术是制备单克隆抗体的基础】 展示书本P77图3-12细胞融合示意图、P78图3-13病毒促进细胞融合示意图 原理：和原生质体一样，当细胞膜表面发生一定程度的损伤，相邻的细胞就可以相互粘连从而融合在一起。 诱导方式： ①物理法：电流刺激（电脉冲诱导）、激光融合 ②化学法：聚乙二醇（PEG) ③生物法：灭活的病毒 注意：灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒的抗原结构。 【三、单克隆抗体制备方法】 制备流程： 给小鼠注射特定的抗原→免疫小鼠，激活B淋巴细胞→分离脾细胞获得B淋巴细胞→与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞混合后诱导融合→获得杂交细胞→利用HAT选择培养基筛选获得杂交瘤细胞→利用克隆培养、抗原-抗体杂交检验筛选获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞→利用体外培养或体内培养方式扩大培养杂交瘤细胞→提取得到单克隆抗体 问：HAT选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞一定是我们需要的么？ 答：不一定。原因如下： ①产生多种抗体的杂交瘤细胞混合体系 ②遗传物质改变（基因突变、染色体变异）导致其无法产生抗体 ③基因相互抑制导致其无法产生抗体 【知识拓展】筛选获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 将HAT选择培养基筛选获得的杂交瘤细胞群稀释，利用多孔细胞培养板约每孔1个细胞进行克隆培养→一段时间后，检测各孔上清液中细胞分泌的抗体→上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔→分泌的抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞 请思考：单克隆抗体制备过程中的几个问题 1、植物体细胞在杂交技术中获得的杂种细胞经植物组织培养能获得一个完整个体，那么动物细胞融合技术能获得完整个体吗 答：不能。植物细胞具有全能性，能够发育成完整个体；已分化的动物细胞全能性很难表达，因此直接将杂交细胞培育成完整个体非常困难。 2、在生产单克隆抗体的过程中涉及哪些动物细胞工程技术？制备过程一共需要两次筛选，两次筛选的目的分别是什么 答：动物细胞融合技术、动物细胞培养。 第一次筛选的目的是筛选出既能无限增殖，又能产生抗体的杂交瘤细胞；第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。 3、如何将能产生所需抗体的杂交瘤细胞进行克隆培养 答：可在体外条件下大规模培养，也可注射到小鼠腹腔内进行培养，将来可分别从细胞培养液和小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体。 【四、单克隆抗体的应用】 请阅读课本P81，回答问题： 1、单克隆抗体的优点？ 答：纯度高、可大量制备，特异性强（只能识别特异抗原分子的特定部位）、灵敏度高。 2、单克隆抗体的用途？ 答：①作为特异性的探针，研究相应抗原蛋白的结构、细胞学分布及功能 ②作为诊断试剂。例如，新冠抗原试剂盒、早早孕试剂盒（图片展示）等等，广泛应用于疾病的快速诊断。 ③用于治疗疾病和运载药物。例如，针对乳腺癌的单抗药物（图片展示），利用可水解接头将单抗和细胞毒性药物连接在一起注射到患者体内，可以在杀伤癌细胞的同时不影响正常组织和细胞。
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