彭金剛 陳智耀

摘 要： 在此教學(xué)設(shè)計中，教師引導(dǎo)學(xué)生利用紙質(zhì)細胞模型進行小組合作探究學(xué)習(xí)，有效突破了單克隆抗體這一教學(xué)難點。結(jié)合學(xué)生代表講解單克隆抗體的應(yīng)用等活動培養(yǎng)了搜集資料、解決問題的能力。整個教學(xué)設(shè)計針對不同知識點運用不同教學(xué)手段取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 單克隆抗體 細胞模型 合作探究學(xué)習(xí)

一、教學(xué)分析

本節(jié)內(nèi)容為人教版高中生物選修三《現(xiàn)代生物技術(shù)》中細胞工程的內(nèi)容，課標要求為“舉例說出動物細胞融合與單克隆抗體”，而高考考綱中為較高的Ⅱ級“理解”要求。單克隆抗體的制備和應(yīng)用是近幾年生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)發(fā)展的熱點之一，也是高考的?？碱}型，比如2012江蘇卷第22題、2011年江蘇卷第14題、2010福建理綜第32題、2010廣東理綜第24題、2010江蘇卷第17題中都曾涉及。

高二理科學(xué)生有較強的自主學(xué)習(xí)、歸納知識能力，可以要求學(xué)生在課前利用教輔資料和學(xué)案進行預(yù)習(xí)，完成植物體細胞雜交技術(shù)和動物細胞融合的比較表格，并思考單克隆抗體制備過程的相關(guān)問題，以鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和思考能力。學(xué)生在前一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了植物體細胞雜交技術(shù)，為動物細胞融合的學(xué)習(xí)做了知識鋪墊。單克隆抗體的制備是本節(jié)的重點難點，學(xué)生在必修一第6章知道了癌細胞的特點、必修三第2章學(xué)習(xí)了免疫的相關(guān)知識，這些將有助于對單克隆抗體的理解。制備過程中多次實驗操作的原因及結(jié)果是學(xué)生較難理解的內(nèi)容，筆者設(shè)計了小組合作進行細胞模型模擬操作的探究活動突破這一難點。

二、教學(xué)目標

1.知識與能力

舉例說出動物細胞融合與單克隆抗體技術(shù)及應(yīng)用。

2.過程與方法

（1）運用必修一中細胞的知識分析動物細胞融合與單克隆抗體的理論基礎(chǔ)；（2）小組合作探究活動中培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)的能力；（3）搜集有關(guān)單克隆抗體應(yīng)用的資料，進行整理、分析和交流。

3.情感態(tài)度和價值觀

（1）感受科學(xué)探究的魅力，受到創(chuàng)新精神的教育；（2）關(guān)注動物細胞融合與單克隆抗體的發(fā)展和應(yīng)用前景。

三、教學(xué)重點和教學(xué)難點

1.教學(xué)重點

動物細胞融合、單克隆抗體的制備和應(yīng)用。

2.教學(xué)難點

單克隆抗體的制備過程。

四、教學(xué)策略

通過填寫比較表格培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、知識遷移能力；通過一段關(guān)于“藍貓——單克隆抗體及生物導(dǎo)彈”視頻激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生獲得感性認識；通過利用紙質(zhì)細胞模型模擬單克隆抗體制備過程的小組探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和探究學(xué)習(xí)能力；通過兩位學(xué)生利用PPT講解單克隆抗體的應(yīng)用鍛煉學(xué)生搜集整理信息的能力、語言表達能力等。

五、教學(xué)過程

1.情景引入

（1）教師行為

課件展示番茄—馬鈴薯雜交植物圖片和必修一中“小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖”。兩幅圖片利用了什么生物技術(shù)呢？（細胞融合）動物細胞是否也能進行融合呢？展示教材中動物細胞融合的圖片，指出這就是要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：“動物細胞融合與單克隆抗體”（板書）。

（2）學(xué)生行為

回顧思考上一節(jié)課中植物體細胞雜交的知識，積極思考、回答，自然過渡到新知識的學(xué)習(xí)。

（3）設(shè)計意圖

溫故知新，體現(xiàn)新舊知識的聯(lián)系、必修知識和選修知識的聯(lián)系。

2.動物細胞融合

（1）動物細胞融合概念、與植物體細胞雜交的比較

①教師行為

課件展示教材中動物細胞融合的概念，并強調(diào)關(guān)鍵詞：兩個或多個、雜交細胞。

圖片展示兩個實例：受精作用、雞血細胞融合。同一張課件中展示植物體細胞雜交和動物細胞融合的圖片，讓學(xué)生說出兩者的相同點和不同點。點評學(xué)生的回答。引導(dǎo)學(xué)生思考細胞兩兩融合后可產(chǎn)生幾種雜交細胞并講解。請同學(xué)們拿出預(yù)習(xí)學(xué)案中的比較表格來，根據(jù)PPT中的答案進行更正。

②學(xué)生行為

理解動物細胞融合的概念，利用實例加深對概念的認識。填寫植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較表格。

③設(shè)計意圖

通過強調(diào)關(guān)鍵詞、舉例等方法加深學(xué)生對概念的理解。學(xué)生通過填寫與植物體細胞雜交的比較表格培養(yǎng)知識遷移、構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的能力。通過讓學(xué)生思考細胞兩兩融合后會產(chǎn)生三種雜交細胞為單克隆抗體的知識做好鋪墊。

（2）動物細胞融合的意義與應(yīng)用

①教師行為

請學(xué)生結(jié)合植物體細胞雜交的意義思考動物細胞融合的意義。在實際應(yīng)用中，多數(shù)動物細胞融合都是為了制備單克隆抗體。那么什么是單克隆抗體？有何作用？如何制備呢？播放視頻：“藍貓——單克隆抗體及生物導(dǎo)彈”。請同學(xué)們觀看的同時思考兩個問題：制備單克隆抗體運用了什么技術(shù)？單克隆抗體的優(yōu)點？

②學(xué)生行為

動物細胞融合突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。觀看視頻，思考問題。

③設(shè)計意圖

由動物細胞融合的應(yīng)用自然引入單克隆抗體的知識，然后以一段視頻展示單克隆抗體的概念、制備，視頻中幽默的語言激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.單克隆抗體

（1）傳統(tǒng)抗體與單克隆抗體

①教師行為

利用問題串引出單克隆抗體。問題1：獲得抗體的傳統(tǒng)方法是什么？有何缺陷？問題2：抗體由什么細胞產(chǎn)生的？（課件展示：必修三免疫調(diào)節(jié)一節(jié)中的圖片，說明一種B淋巴細胞只能產(chǎn)生一種抗體。）問題3：如何才能讓B淋巴細胞產(chǎn)生單一大量抗體？（課件展示：一個B淋巴細胞→細胞群→抗體，即為單克隆抗體。）問題4：什么細胞是可以無限增殖的？（課件展示：骨髓瘤細胞是一種癌細胞）問題5：如何才能將兩種細胞的特點結(jié)合起來？（課件展示：如果將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合，那么融合后的細胞就可能既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體。）很好，同學(xué)們都想到了利用動物細胞融合的方法，其實早在1975年兩位科學(xué)家成功制備了單克隆抗體，并因此獲得了1984年的諾貝爾獎。PPT展示兩位科學(xué)家的照片。

②學(xué)生行為

依次回答。問題1：向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，然后從血清中提取。缺陷是產(chǎn)量低，純度低，特異性差。問題2：由B淋巴細胞分化來的漿細胞分泌。問題3：一個B淋巴細胞增殖形成的細胞群，就能生產(chǎn)種類單一、特異性強的抗體。問題4：癌細胞。問題5：動物細胞融合。

③設(shè)計意圖

通過環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的問題串引發(fā)認知沖突，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到只有將B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合才能獲得單克隆抗體。充分調(diào)動學(xué)生的舊知識構(gòu)建新知識，體現(xiàn)必修與選修知識的聯(lián)系，幫助學(xué)生構(gòu)建單克隆抗體的概念。

（2）單克隆抗體的制備過程

①教師行為

下面同學(xué)們認真理解教材圖2-24，閱讀P54，思考學(xué)案上制備過程的8個小問題，然后分4人一個小組用紙質(zhì)細胞模型模擬單克隆抗體的制備過程。此時向每個學(xué)生小組提供紙質(zhì)細胞模型和剪刀、雙面膠等工具。模型由一張細胞模型和一個流程示意圖組成，均由一張A4紙打印而成。（8個問題為：為什么向小鼠注射羊紅細胞？從小鼠脾臟中獲到的B淋巴細胞有哪些類型？細胞兩兩融合后，產(chǎn)生幾種融合細胞？如何把雜交瘤細胞篩選出來？雜交瘤細胞有何特點？如何得到大量雜交瘤細胞？如何挑選出分泌羊抗紅細胞抗體的細胞群？利用抗體陽性的雜交瘤細胞得到大量單克隆抗體的兩種途徑是什么？）教師在學(xué)生活動期間了解各小組的活動過程，不時加以指導(dǎo)。隨后讓某個小組代表展示完成的流程圖。教師按照8個問題的順序講解單克隆抗體的制備過程，同時點評學(xué)生做的流程圖。注意強調(diào)三種融合細胞、兩次篩選、克隆化培養(yǎng)、抗體檢測等知識要點?？偨Y(jié)歸納單克隆抗體的優(yōu)點，注意與傳統(tǒng)抗體的特點相比較。

②學(xué)生行為

學(xué)生先自主學(xué)習(xí)，閱讀教材。再組成探究小組集體討論每一個實驗操作的原理和結(jié)果，以及流程示意圖中每個位置應(yīng)該貼哪些細胞。最后進行粘貼紙質(zhì)細胞模型的操作，在操作中體驗單克隆抗體制備中的每一個實驗步驟的操作及原理。得出單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高、可大量制備的特點。

③設(shè)計意圖

這一部分是本節(jié)課的核心環(huán)節(jié)，能否有效充分地實施這一環(huán)節(jié)直接關(guān)系到本節(jié)課的教學(xué)效果。此環(huán)節(jié)大約需要15分鐘。學(xué)生在之前的視頻中已經(jīng)對單克隆抗體的制備有了感性認識，在這一探究活動的開始階段再結(jié)合教師給出的8個問題進行自主學(xué)習(xí)，加深了理解。隨后小組成員在討論如何粘貼細胞模型的過程中必然會有觀點的交流碰撞，這種交流又一次加深了學(xué)生的認識。學(xué)生在探究活動中培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力、小組合作探究和交流能力及動手實踐能力，等等。教師點評一個小組探究結(jié)果的同時講解單克隆抗體制備過程，強調(diào)科學(xué)實驗的嚴謹性，使學(xué)生感受科學(xué)探究的魅力，受到創(chuàng)新精神教育。

（3）單克隆抗體的應(yīng)用

①教師行為

下面請兩位同學(xué)與大家分享單克隆抗體的應(yīng)用。（點評）

②學(xué)生行為

兩位學(xué)生利用PPT講解單克隆抗體在診斷試劑、治療疾病方面的應(yīng)用。在講解診斷試劑時，學(xué)生以淘寶店主的身份介紹了驗孕棒的原理和使用方法，其搞笑幽默的語言、夸張的表情博得了學(xué)生的陣陣掌聲。其后舉例說明了生物導(dǎo)彈的原理。

③設(shè)計意圖

學(xué)生對單克隆抗體應(yīng)用的內(nèi)容比較感興趣，且易于理解，因此課前讓學(xué)生小組合作搜集整理信息，然后在課堂上與全班同學(xué)進行分享交流，培養(yǎng)學(xué)生獲取整合信息的能力、語言表達能力。學(xué)生了解了單克隆抗體的應(yīng)用的同時體會科學(xué)、技術(shù)、社會三者的聯(lián)系，受到了STS教育思想的影響。

4.課堂小結(jié)

（1）教師行為

以流程圖的形式對本節(jié)內(nèi)容進行歸納、總結(jié)。

（2）學(xué)生行為

學(xué)生隨著老師的思路集體回答問題，總結(jié)、歸納、反芻知識。

（3）設(shè)計意圖

有利于學(xué)生的知識構(gòu)建，達到了鞏固升華的目的。

參考文獻：

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