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【摘 要】问题式教学模式是通过创设多个相互联系的问题情境，让学生在解决问题的过程中获取知识，并培养自主学习与探究的能力的一种教学。本文以“单克隆抗体的制备”为例，探究该模式在高中生物教学中的应用。
【关键词】高中生物;問题式教学;单克隆抗体
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）28-0125-02
《普通高中生物课程标准（2017版）》强调学生的学习过程是主动参与的过程，要让学生积极参与动手和动脑的活动，通过参与探究性学习活动或完成工程学任务，加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力，培养创新精神，进而用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决现实生活中的某些问题[1]。问题式教学符合新课程标准的要求，是一种师生共同参与的教学活动，是以问题为线索，注重学生的探究性学习，注重学生独立思考的过程，突出学生在学习过程中的主体地位，激发学生的学习动力，从而实现学生的知识构建和生物学素养的培养，促进学生的全面发展[2]。本文以“单克隆抗体的制备”为例，探究问题式教学在高中生物教学中的应用。
1 创设问题情境，导入新课
问题串1如下：
（1）如果不小心被一只小狗咬了，应该做些什么？
生：注射狂犬疫苗。
（2）为什么注射疫苗？在什么情况下会产生抗体？抗体是由什么细胞产生的？抗体的化学本质是什么？主要分布在哪里？
生：（回顾必修三中免疫调节的相关知识）当机体受到抗原刺激的时候;浆细胞（效应B细胞）;蛋白质;主要分布在血清中。
（3）我们如何获得抗体呢？
生：可以从血清中提取分离。
（4）血清中抗体的种类很多，所以通过这种方法获得抗体的数量少，纯度低，特异性差，而且成本也比较高。那么如何获得纯度高、特异性强，产量又高的抗体呢？今天我们带着这个问题进入新课的学习。
设计意图：接种疫苗是学生亲身经历的事情，贴近日常生活，可以一下子吸引学生的注意力。同时回顾抗体相关的知识，温故知新，一步步引导学生得出获取抗体的传统方法和该方法的不足，从而顺理成章地引出单克隆抗体的概念[由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆）形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的抗体，化学性质单一、特异性强，称为单克隆抗体]以及接下来制备过程的学习。
2 问题引导，探究学习
问题串2如下：
（1）一种浆细胞只能产生一种抗体，如果想满足纯度高的要求，那是否可以在体外培养浆细胞，从而获得大量的抗体？
生：浆细胞是高度分化的细胞，不再分裂，不能无限增殖，因此不可以通过体外培养浆细胞的方法获得大量的抗体。
（2）哪种细胞具有无限增殖的能力？
生：（联系必修一中细胞癌变的相关知识）癌细胞或肿瘤细胞。
（3）有没有办法将这两种细胞的特点结合到一起？
生：（联系植物体细胞杂交技术，思考讨论）可以将浆细胞与癌细胞融合。
（4）融合成功的杂种细胞应该具有什么样的特点？
生：应该兼具有浆细胞和癌细胞二者的遗传特性，既能产生特异性抗体，又能无限增殖。
设计意图：通过层层递进的问题，引导学生思考，在已学习内容的基础上进行知识迁移，最后得出单克隆抗体制备的原理。
3 师生互动，深入学习
情境：学生自主阅读课本相关知识后，教师通过课件分步展示单克隆抗体的制备流程，通过问题逐步引导学生掌握整个过程的原理与目的。
问题串3如下：
（1）如何获得产生特定抗体的B淋巴细胞？
生：给小鼠注射特定的抗原，继而刺激机体产生免疫反应。
（2）只注射一次抗原，可以吗？
生：（回顾必修三中免疫学知识）不可以，要反复多次注射，以加强免疫。
（3）诱导动物细胞融合常用的方法有几种？相比于植物原生质体的融合，特有的是哪种？
生：有3种，物理法（离心，振动，电刺激等）、化学法（聚乙二醇）、生物法（灭活的病毒）;其中特有的是生物法。
（4）细胞的融合是随机的，仅考虑两两融合的情况，融合之后培养液中可能有几种细胞？每种细胞都是我们想要的吗？
生：可能有5种细胞，分别是B淋巴细胞两两融合的细胞、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞两两融合的细胞（杂交瘤细胞）、骨髓瘤细胞两两融合的细胞、未融合的B淋巴细胞以及未融合的骨髓瘤细胞。杂交瘤细胞是需要的。
（5）那如何将这些细胞分离，或者是如何只保留我们想要的细胞类型呢？（教师给出提示信息：细胞合成DNA的途径有两条，即D和S途径。化学物质氨基嘌呤可以阻断D途径。B淋巴细胞合成这两种途径都有，而骨髓瘤细胞只有D途径，缺乏S途径。）
生：（学生分组讨论）可在培养基中加入氨基嘌呤。
教师补充与点拨：这种培养基称为选择培养基，一般采用的是HAT培养基。其中，未融合的B淋巴细胞和B淋巴细胞两两融合的细胞，D途径受阻，S途径正常，但这两类细胞存活能力有限，一般10天左右就会死亡;骨髓瘤细胞两两融合的细胞和未融合的骨髓瘤细胞的D途径受阻，而又缺乏S途径，无法增殖，所以在HAT培养基中很快就会死亡，因此，只有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞两两融合的细胞（杂交瘤细胞）能在HAT培养基中存活并增殖。
（6）为什么还要进行第二次筛选？
生：因为小鼠体内的B淋巴细胞有多种。
教师补充：一种抗原存在多种抗原决定簇，一种抗原决定簇刺激机体可形成相对应的一种效应B细胞，由于反复多次注射抗原，小鼠体内存在多种针对该抗原的效应B细胞。针对该抗原的抗体有多种，它们的特异性是不同的，因此，融合形成的杂交瘤细胞也有很多种，需要进行第二次筛选。 （7）第二次筛选时所用的方法？
生：克隆化培养和抗体检测。
教师拓展：经过第一次筛选可获得多种杂交瘤细胞，需进行第二次筛选，通常采用“有限稀释法”，利用多孔培养板对杂交瘤细胞进行稀释培养，每个孔中最多放置一个细胞，通过培养使其增殖，这样可保证产生的抗体的化学性质是单一的;然后检测每个孔中的细胞产生的抗体，利用细胞的上清液进行抗体检测。一般所用方法为酶联免疫吸附试验法（ELISA），利用抗原抗体特异性结合的原理，与抗原特异性结合的上清液所在的培养孔可称为阳性孔。为了确保阳性孔中的细胞来自于单个细胞，可继续将里面的细胞进行稀释培养，一般需要进行3到4次，直到确保孔中的细胞为单克隆细胞为止。
（8）培养杂交瘤细胞的方法有几种？
生：有体内培养和体外培养2种。
（9）总结单克隆抗体制备过程中，所涉及的技术手段与原理？
生：涉及的技术手段有动物细胞的融合、动物细胞的培养;原理有细胞膜的流动性、细胞增殖。
设计意图：这部分内容是本节课的教学重点，以问题串的形式可以将难度大的问题分解成多个小问题，逐个突破，化难为易。其中问题（5）（6）（7）是教学难点，在解决这些问题时，学生利用已有的知识不一定能明白具體原理，因此，教师要给学生一些信息提示并适时地补充点拨，帮助学生更好理解。
4 强化知识的建构，总结课堂内容
课堂学习的过程是一个知识建构的过程。教师应发挥主导作用，引导学生构建单克隆抗体制备的流程图，帮助学生构建知识体系，从而起到巩固升华的作用。
5 布置课后问题，提升能力
问题：科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖的基因，根据此信息，利用已学习过的生物技术设计单克隆抗体制备的新方案[3]。（提示：基因工程、核移植技术）
6 教学反思
对于本节教学内容，传统的教学方式一般以教师讲解的形式为主，学生往往印象不是很深刻，理解得也不是很透彻，这一情况的根本原因在于学生是被动地接收知识。问题式教学有利于增加课堂中师生的互动，提高学生的学习兴趣，活跃整个课堂气氛。教师不断地抛出问题，引导学生在思考和解决问题的过程中逐渐地获得知识，提升探究能力，从而达成教学目标。充分发挥教师的主导性和学生的主体性，以贴近学生日常生活的情境开展教学，有助于学生形成正确的生命观念，可以帮助学生运用生物学知识和方法理解生活中相关的生物学问题，积极关注社会议题，提高辨别伪科学的能力。问题式教学有自身的优点，但并不适合所有的课程，在应用时还是应该遵循具体问题具体分析的原则。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.
[2]丁海华.“问题教学模式”在中学生物课堂教学中的应用[J].中学生物学，2014（1）.
【作者简介】
李春霞（1992～），女，汉族，山西大同人，教师，硕士。研究方向：高中生物教学。
【关键词】高中生物;問题式教学;单克隆抗体
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）28-0125-02
《普通高中生物课程标准（2017版）》强调学生的学习过程是主动参与的过程，要让学生积极参与动手和动脑的活动，通过参与探究性学习活动或完成工程学任务，加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力，培养创新精神，进而用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决现实生活中的某些问题[1]。问题式教学符合新课程标准的要求，是一种师生共同参与的教学活动，是以问题为线索，注重学生的探究性学习，注重学生独立思考的过程，突出学生在学习过程中的主体地位，激发学生的学习动力，从而实现学生的知识构建和生物学素养的培养，促进学生的全面发展[2]。本文以“单克隆抗体的制备”为例，探究问题式教学在高中生物教学中的应用。
1 创设问题情境，导入新课
问题串1如下：
（1）如果不小心被一只小狗咬了，应该做些什么？
生：注射狂犬疫苗。
（2）为什么注射疫苗？在什么情况下会产生抗体？抗体是由什么细胞产生的？抗体的化学本质是什么？主要分布在哪里？
生：（回顾必修三中免疫调节的相关知识）当机体受到抗原刺激的时候;浆细胞（效应B细胞）;蛋白质;主要分布在血清中。
（3）我们如何获得抗体呢？
生：可以从血清中提取分离。
（4）血清中抗体的种类很多，所以通过这种方法获得抗体的数量少，纯度低，特异性差，而且成本也比较高。那么如何获得纯度高、特异性强，产量又高的抗体呢？今天我们带着这个问题进入新课的学习。
设计意图：接种疫苗是学生亲身经历的事情，贴近日常生活，可以一下子吸引学生的注意力。同时回顾抗体相关的知识，温故知新，一步步引导学生得出获取抗体的传统方法和该方法的不足，从而顺理成章地引出单克隆抗体的概念[由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆）形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的抗体，化学性质单一、特异性强，称为单克隆抗体]以及接下来制备过程的学习。
2 问题引导，探究学习
问题串2如下：
（1）一种浆细胞只能产生一种抗体，如果想满足纯度高的要求，那是否可以在体外培养浆细胞，从而获得大量的抗体？
生：浆细胞是高度分化的细胞，不再分裂，不能无限增殖，因此不可以通过体外培养浆细胞的方法获得大量的抗体。
（2）哪种细胞具有无限增殖的能力？
生：（联系必修一中细胞癌变的相关知识）癌细胞或肿瘤细胞。
（3）有没有办法将这两种细胞的特点结合到一起？
生：（联系植物体细胞杂交技术，思考讨论）可以将浆细胞与癌细胞融合。
（4）融合成功的杂种细胞应该具有什么样的特点？
生：应该兼具有浆细胞和癌细胞二者的遗传特性，既能产生特异性抗体，又能无限增殖。
设计意图：通过层层递进的问题，引导学生思考，在已学习内容的基础上进行知识迁移，最后得出单克隆抗体制备的原理。
3 师生互动，深入学习
情境：学生自主阅读课本相关知识后，教师通过课件分步展示单克隆抗体的制备流程，通过问题逐步引导学生掌握整个过程的原理与目的。
问题串3如下：
（1）如何获得产生特定抗体的B淋巴细胞？
生：给小鼠注射特定的抗原，继而刺激机体产生免疫反应。
（2）只注射一次抗原，可以吗？
生：（回顾必修三中免疫学知识）不可以，要反复多次注射，以加强免疫。
（3）诱导动物细胞融合常用的方法有几种？相比于植物原生质体的融合，特有的是哪种？
生：有3种，物理法（离心，振动，电刺激等）、化学法（聚乙二醇）、生物法（灭活的病毒）;其中特有的是生物法。
（4）细胞的融合是随机的，仅考虑两两融合的情况，融合之后培养液中可能有几种细胞？每种细胞都是我们想要的吗？
生：可能有5种细胞，分别是B淋巴细胞两两融合的细胞、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞两两融合的细胞（杂交瘤细胞）、骨髓瘤细胞两两融合的细胞、未融合的B淋巴细胞以及未融合的骨髓瘤细胞。杂交瘤细胞是需要的。
（5）那如何将这些细胞分离，或者是如何只保留我们想要的细胞类型呢？（教师给出提示信息：细胞合成DNA的途径有两条，即D和S途径。化学物质氨基嘌呤可以阻断D途径。B淋巴细胞合成这两种途径都有，而骨髓瘤细胞只有D途径，缺乏S途径。）
生：（学生分组讨论）可在培养基中加入氨基嘌呤。
教师补充与点拨：这种培养基称为选择培养基，一般采用的是HAT培养基。其中，未融合的B淋巴细胞和B淋巴细胞两两融合的细胞，D途径受阻，S途径正常，但这两类细胞存活能力有限，一般10天左右就会死亡;骨髓瘤细胞两两融合的细胞和未融合的骨髓瘤细胞的D途径受阻，而又缺乏S途径，无法增殖，所以在HAT培养基中很快就会死亡，因此，只有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞两两融合的细胞（杂交瘤细胞）能在HAT培养基中存活并增殖。
（6）为什么还要进行第二次筛选？
生：因为小鼠体内的B淋巴细胞有多种。
教师补充：一种抗原存在多种抗原决定簇，一种抗原决定簇刺激机体可形成相对应的一种效应B细胞，由于反复多次注射抗原，小鼠体内存在多种针对该抗原的效应B细胞。针对该抗原的抗体有多种，它们的特异性是不同的，因此，融合形成的杂交瘤细胞也有很多种，需要进行第二次筛选。 （7）第二次筛选时所用的方法？
生：克隆化培养和抗体检测。
教师拓展：经过第一次筛选可获得多种杂交瘤细胞，需进行第二次筛选，通常采用“有限稀释法”，利用多孔培养板对杂交瘤细胞进行稀释培养，每个孔中最多放置一个细胞，通过培养使其增殖，这样可保证产生的抗体的化学性质是单一的;然后检测每个孔中的细胞产生的抗体，利用细胞的上清液进行抗体检测。一般所用方法为酶联免疫吸附试验法（ELISA），利用抗原抗体特异性结合的原理，与抗原特异性结合的上清液所在的培养孔可称为阳性孔。为了确保阳性孔中的细胞来自于单个细胞，可继续将里面的细胞进行稀释培养，一般需要进行3到4次，直到确保孔中的细胞为单克隆细胞为止。
（8）培养杂交瘤细胞的方法有几种？
生：有体内培养和体外培养2种。
（9）总结单克隆抗体制备过程中，所涉及的技术手段与原理？
生：涉及的技术手段有动物细胞的融合、动物细胞的培养;原理有细胞膜的流动性、细胞增殖。
设计意图：这部分内容是本节课的教学重点，以问题串的形式可以将难度大的问题分解成多个小问题，逐个突破，化难为易。其中问题（5）（6）（7）是教学难点，在解决这些问题时，学生利用已有的知识不一定能明白具體原理，因此，教师要给学生一些信息提示并适时地补充点拨，帮助学生更好理解。
4 强化知识的建构，总结课堂内容
课堂学习的过程是一个知识建构的过程。教师应发挥主导作用，引导学生构建单克隆抗体制备的流程图，帮助学生构建知识体系，从而起到巩固升华的作用。
5 布置课后问题，提升能力
问题：科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖的基因，根据此信息，利用已学习过的生物技术设计单克隆抗体制备的新方案[3]。（提示：基因工程、核移植技术）
6 教学反思
对于本节教学内容，传统的教学方式一般以教师讲解的形式为主，学生往往印象不是很深刻，理解得也不是很透彻，这一情况的根本原因在于学生是被动地接收知识。问题式教学有利于增加课堂中师生的互动，提高学生的学习兴趣，活跃整个课堂气氛。教师不断地抛出问题，引导学生在思考和解决问题的过程中逐渐地获得知识，提升探究能力，从而达成教学目标。充分发挥教师的主导性和学生的主体性，以贴近学生日常生活的情境开展教学，有助于学生形成正确的生命观念，可以帮助学生运用生物学知识和方法理解生活中相关的生物学问题，积极关注社会议题，提高辨别伪科学的能力。问题式教学有自身的优点，但并不适合所有的课程，在应用时还是应该遵循具体问题具体分析的原则。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.
[2]丁海华.“问题教学模式”在中学生物课堂教学中的应用[J].中学生物学，2014（1）.
【作者简介】
李春霞（1992～），女，汉族，山西大同人，教师，硕士。研究方向：高中生物教学。