动物细胞融合技术与单克隆抗体教学设计2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

动物细胞融合技术与单克隆抗体 一、总体概述 本教学设计选自人教版高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》第二章“细胞工程”第二节。以“如何大量制备纯净的抗体”为问题驱动，引导学生经历“科学问题—技术突破—生产应用”的完整逻辑链。采用“情境导入—问题链探究—模型构建—迁移应用”的教学模式，融入单克隆抗体制备的动画模拟、角色扮演（科学家决策）、小组拼图法等多元活动，突出学生主体性、合作性与探究性，并培养社会责任与科学伦理意识。 二、教学目标 1. 生命观念：说出动物细胞融合的原理（细胞膜的流动性）与传统有性杂交的区别。 2. 科学思维：分析“如何获得既能无限增殖又能分泌特定抗体的细胞”的设计思路，构建单克隆抗体制备流程图。 3. 科学探究：通过模拟筛选实验（HAT培养基选择杂交瘤细胞），体验科学家的实验设计逻辑。 4. 社会责任：评价单克隆抗体在靶向治疗（如抗癌药物“生物导弹”）中的应用价值与伦理问题，认同生物技术造福人类。 教学重点：单克隆抗体制备的技术流程与两次筛选的原理。 教学难点：杂交瘤细胞的筛选原理（HAT培养基的作用）及克隆化培养的意义。 三、教材分析与学情分析 教材分析：本节是细胞工程的应用拓展，上承植物体细胞杂交，下启动物克隆，技术逻辑性强，尤其是“B淋巴细胞无法无限增殖”与“骨髓瘤细胞可无限增殖”的矛盾解决，体现工程思维。 学情分析：学生已具备细胞膜结构、免疫应答（抗体产生）、动物细胞培养等基础知识，但缺乏对“细胞融合”“选择性培养基”的具体认知，抽象逻辑尚需借助可视化工具支撑。 四、教学准备与课时安排 · 课时：1课时（45分钟） · 教学准备：PPT（含融合过程动画、HAT筛选原理图）、小组任务卡、拼图法阅读材料、纸质模型卡片（细胞类型、培养基成分）、导学案、课后反思表。 · 教学方法：问题驱动法、小组合作拼图法、模拟实验法、概念图法。 五、教学过程 1. 情境导入（3分钟） 展示“利妥昔单抗（治疗淋巴瘤）”新闻截图，提问： 传统血清抗体成分复杂、产量低，如何让一个细胞“工厂”只生产一种纯净的抗体？ 引出课题，激发兴趣。 2. 问题链探究（20分钟） 问题1：哪种细胞能产生抗体？能否让它大量增殖？ 学生回顾：B淋巴细胞（产生抗体，但不能分裂）→ 矛盾。 问题2：哪种细胞可以无限增殖？若将它与B细胞融合？ 教师演示细胞融合动画（聚乙二醇/电融合法），引出“杂交瘤细胞”。 问题3：融合后体系中有哪些细胞？如何只留下杂交瘤细胞？ 小组模拟实验：发放“HAT培养基原理卡”，解释—— · 骨髓瘤细胞缺乏HGPRT酶，在HAT中死亡； · B细胞无法增殖； · 杂交瘤细胞获得B细胞的HGPRT酶与骨髓瘤的无限增殖能力 → 存活。 问题4：第一次筛选后仍有多种杂交瘤细胞（产生不同抗体），如何得到“只产一种抗体”的细胞群？ 介绍“克隆化培养+抗原-抗体杂交检测”，体现单克隆性。 3. 模型构建与展示（10分钟） 学生以小组为单位，用卡片拼接单克隆抗体制备流程图（从免疫小鼠→融合→两次筛选→体内/体外生产）。 小组互评，教师纠正关键节点（如“第一次筛选在HAT培养基”的位置）。 4. 迁移应用与伦理讨论（7分钟） 应用举例：早孕检测（hCG抗体）、靶向药物（ADC药物）、新冠抗原检测。 伦理思考：如果利用该技术生产“消除记忆的抗体”，你认为应如何管控？培养学生负责任地使用技术。 5. 小结与板书（3分钟） 师生共同总结：一个矛盾 → 一次融合 → 两次筛选 → 大量生产。 6. 教后反思（2分钟） 学生填写反思表：我能画出流程图吗？HAT筛选逻辑是否理解？对单克隆抗体的社会价值有何新认识？ 六、板书设计（左侧主板书，右侧副板书） 动物细胞融合技术与单克隆抗体 一、原理：细胞膜流动性 二、关键矛盾：B细胞（产抗体，不分裂） 骨髓瘤细胞（分裂，不产抗体） 三、核心技术： 1. 细胞融合 2. HAT培养基筛选杂交瘤细胞 3. 克隆化培养+抗原检测 四、流程：免疫小鼠 → 取脾细胞 → 融合 → HAT筛选 → 克隆化 → 生产 五、应用：“生物导弹”、靶向治疗 七、教后反思（预设） 教师课后记录：学生对“HAT筛选逻辑”容易混淆，下次可引入“酶缺陷互补”类比（两种营养缺陷型细菌混合后在不完全培养基上生长），降低抽象难度。学生对“单克隆抗体治疗癌症”兴趣浓厚，可拓展ADC药物案例作为课后微项目。 学科网（北京）股份有限公司 $