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2019-2020年高中生物《動物細胞融合與單克隆抗體》教案2 新人教版選修3 ★新課標要求 1．簡述動物細胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。 2．簡述通過動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程和應(yīng)用前景。 3．舉例說出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。 ★教學重點 （1）動物細胞培養(yǎng)的過程及條件。 （2）用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。 （3）單克隆抗體的制備和應(yīng)用。 ★教學難點 （1） 用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。 （2） 單克隆抗體的制備過程。 ★教學方法 誘思法、分析法、歸納法。 ★教學工具 多媒體教學課件 ★課時安排 2課時 ★教學過程 （一）引入新課 復(fù)習動物細胞工程的技術(shù)手段，根據(jù)2.2.1所學內(nèi)容提出另兩項重要技術(shù)手段：動物細胞融合和單克隆抗體。 （二）進行新課 1．動物細胞融合 [自學并思考]植物體細胞雜交和動物細胞融合的區(qū)別（學生填下表） 植物體細胞雜交 動物細胞融合 細胞融合原理 細胞膜的流動性 細胞膜的流動性 融合過程 先除去細胞壁 先使細胞分散開 誘導方法 電激、振動、離心、聚乙二醇 電激、滅活的病毒、聚乙二醇 結(jié)果 雜種植株 雜交細胞 應(yīng)用 培育植物新品種 主要用于制備單克隆抗體 意義 突破遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離。 相同點 原生質(zhì)體融合原理相同；原生質(zhì)體融合的方法相似 [提問]兩者的主要區(qū)別是什么？ （1）動物細胞融合不需要去除細胞壁； （2）動物細胞融合常使用滅活的病毒，而植物細胞融合不用； （3）植物雜交細胞可以培養(yǎng)成雜種植株，而動物雜交細胞則不可。 [思考]為什么可以使用滅活的病毒促進動物細胞融合？ 滅活的病毒可以使細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合。兩個不同的動物細胞放在一起，用滅活的病毒處理細胞后，它們就先質(zhì)融合，再核融合，進而形成雜交細胞，這個細胞有絲分裂后仍能形成兩個完整的雜交細胞。 [過渡]動物細胞融合技術(shù)已經(jīng)成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，特別是利用細胞融合技術(shù)而發(fā)展起來的雜交瘤技術(shù)，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。 2．單克隆抗體 2.1單克隆抗體制備的原理 [問題]常規(guī)抗體制備的方法及特點？ 傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體，然后從動物血清中分離所需要的抗體。這種生產(chǎn)抗體的方法產(chǎn)量和純度都很低，而且制備的抗體特異性差。 [問題]填寫課件內(nèi)容： ◆ 利用B淋巴細胞產(chǎn)生特異性抗體的功能。 ◆ 利用骨髓瘤細胞無限增殖的特性。 ◆ 利用動物細胞融合技術(shù)將兩種細胞融合獲得雜交瘤細胞。 ◆ 利用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)大量培養(yǎng)雜交瘤細胞。 2.2單克隆抗體制備的過程 注入小鼠 細胞融合 分離 抗原注入小鼠體內(nèi) B淋巴細胞 骨髓瘤細胞 雜交瘤細胞 細胞培養(yǎng) 選擇培養(yǎng)細胞 培養(yǎng)基 體內(nèi)培養(yǎng) 體外培養(yǎng) 從腹水提取 從培養(yǎng)液提取 單克隆抗體 [講解]單克隆抗體制備的過程 [問題]如何獲得B淋巴細胞和骨髓瘤細胞？ 要得到能產(chǎn)生所需抗體的B淋巴細胞，必須對小鼠進行免疫處理，即給小鼠皮下或脾內(nèi)注射特定的抗原，為保證B淋巴細胞的數(shù)量和質(zhì)量，往往需要進行初次免疫、二次免疫和加強免疫，然后取免疫小鼠的脾獲得B淋巴細胞。 骨髓瘤細胞應(yīng)與免疫小鼠屬于同一品系，這樣雜交融合率高，并且應(yīng)選擇處于對數(shù)生長期、活性強的細胞。 [問題] 選擇雜交瘤細胞的兩步篩選的目的各是什么？ 第一步篩選的目的是獲得雜交瘤細胞。原因是B淋巴細胞與骨髓瘤細胞混合后用聚乙二醇處理誘導融合，這樣處理后的細胞中有以下五種：未融合的B淋巴細胞、未融合的骨髓瘤細胞、B淋巴細胞與B淋巴細胞的融合細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞的融合細胞、B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的細胞，其中只有B淋巴細胞與骨髓瘤細胞的融合細胞才是我們需要的雜種細胞。篩選的方法是在特定的選擇性培養(yǎng)基（HAT選擇培養(yǎng)基）中培養(yǎng)，由于骨髓瘤細胞缺乏胸苷激酶或次黃嘌呤核糖轉(zhuǎn)移酶，故不能生長繁殖，而融合的雜種細胞具有上述兩種酶故可以生長，由此可篩選出雜交瘤細胞。 第二步篩選的目的是獲得能產(chǎn)生所需單一抗體的雜交瘤細胞。因為小鼠體內(nèi)的B淋巴細胞有很多種，因此獲得的雜交瘤細胞可能產(chǎn)生不同的抗體，需要從中篩選出能產(chǎn)生我們所需的單一抗體的雜交瘤細胞，篩選的方法是專一抗體檢驗。 [問題]如何進行雜交瘤細胞的抗體檢測及克隆化培養(yǎng)？ 融合后的細胞經(jīng)選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)后，能存活的細胞就是雜交瘤細胞，但這些雜交瘤細胞并非都是能分泌所需抗體的細胞，通常用“有限稀釋法”來選擇。將雜交瘤細胞稀釋，用多孔細胞培養(yǎng)板培養(yǎng)，使每孔不超過一個細胞，通過培養(yǎng)讓其增殖。然后檢測各孔上清液中細胞分泌的抗體，那么上清液可與特定抗原結(jié)合的培養(yǎng)孔為陽性孔。陽性孔中的細胞還不能保證是來自單個細胞，挑選陽性孔的細胞繼續(xù)進行有限稀釋，一般需進行3～4次，直至確信每個孔中增殖的細胞為單克隆細胞。該過程即為雜交瘤細胞的克隆化培養(yǎng)。 2.3單克隆抗體的應(yīng)用 學生自學，歸納單克隆抗體的應(yīng)用。 （1）可用于作為診斷試劑：有準確，高效，快速的優(yōu)點 （2）可用于疾病治療 （3）可用于運載藥物（作為運載對應(yīng)疾病的藥物的“生物導彈”） [問題]生物導彈的組成及優(yōu)點 組成：“生物導彈”＝單克隆抗體＋藥物＋放射性同位素 優(yōu)點：療效高、毒副作用小。 動物細胞融合 與單克隆抗體 動物細胞融合 單克隆抗體 概念 基本原理 意義 制備過程 概念：單一的B淋巴細胞產(chǎn)生的特異性抗體 應(yīng)用 （三）課堂總結(jié) ★資料袋 神奇的人造皮膚 醫(yī)生從冰箱里取出人造皮膚，將它貼在病人受損的皮膚上，就能成功治愈潰瘍、燒傷等疾病，這不是科幻大片里的場景，而是事實。 “人造皮膚臨床治療非常簡單，只需要在患處貼上人造皮膚就行了?！眹?63計劃“組織器官工程重大專項組織工程皮膚”首席科學家、解放軍第四軍醫(yī)大學組織工程研發(fā)中心主任金巖教授介紹說，人造皮膚的正式名稱是組織工程皮膚，在工廠制成并包裝好，放在普通冰箱里保存(最長可以保存一個半月)，在需要時再取出來直接貼在病人患處就行。 人造皮膚的生產(chǎn)原料主要來自手術(shù)切除后以及其他廢棄的健康人體皮膚組織。它不僅具有正常人類皮膚的功能，而且具有良好的修復(fù)作用。河北一位年輕患者患糖尿病引發(fā)足部深度潰瘍，因無法醫(yī)治而要“鋸腳”時，在醫(yī)院貼上一塊人造皮膚后，10天后傷口開始愈合，50天就痊愈。據(jù)介紹，目前人造皮膚已經(jīng)在臨床試驗中取得成功，北京304醫(yī)院等4家醫(yī)院對160例皮膚移植、皮膚潰瘍，以及由糖尿病和腫瘤導致的深度皮膚潰瘍病例進行了臨床治療，全部取得成功。經(jīng)過對患者至少半年時間的跟蹤調(diào)查表明，沒有發(fā)現(xiàn)術(shù)后復(fù)發(fā)、免疫排斥等現(xiàn)象。 目前我國有350多萬名各類患者需要移植皮膚，但以往多數(shù)是采用自身皮膚移植，這種方法不僅造成新的創(chuàng)傷和疤痕，而且皮膚來源有限。而采用人造皮膚則不必擔心：一塊只有米粒大小的皮膚組織，經(jīng)過培育可以生產(chǎn)出一個足球場大小的人造皮膚。 胚胎干細胞 干細胞就是在生命的成長和發(fā)育中起“主干”作用的細胞，主要包括三大類，分別是全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。其中最有價值的是全能干細胞。它具有形成完整個體的分化潛能，可以無限增殖并分化成為全身200多種細胞類型，從而可以進一步形成人體的任何組織器官，最終發(fā)育成一個完整的人。胚胎干細胞就屬于此類，并被稱為“萬能細胞”，它的應(yīng)用研究已被列為國際自然科學六大研究熱點之一，而且由于在醫(yī)學和生物學上具有巨大的潛力，而備受各國的高度重視.用人類細胞克隆胚胎的技術(shù)在英國是合法的，但美國正在考慮禁止它。聯(lián)合國最近推遲了就關(guān)于何種克隆技術(shù)可以被允許的國際公約的表決。