教學設(shè)計

課程基本信息學科生物年級高二學期春季課題胚胎工程技術(shù)及其應用教學目標1.簡述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)。2.概述體外受精的主要步驟及意義。3.舉例說明胚胎移植技術(shù)的基本程序，闡述胚胎移植的生理學基礎(chǔ)及優(yōu)勢。4.概述胚胎分割技術(shù)的要領(lǐng)。5.認同胚胎工程技術(shù)在畜牧業(yè)等生產(chǎn)實踐中所具有的重要意義和價值。教材分析本節(jié)的內(nèi)容既涉及眾多的專業(yè)名詞及微觀的技術(shù)操作，學生學習起來難度較大。教材以"牛"為主線：首先在"從社會中來"欄目中提出如何快速、大量繁殖良種奶牛的問題；然后繼續(xù)以牛為例介紹胚胎移植、胚胎分割等技術(shù)操作。教材通過把抽象的學習內(nèi)容轉(zhuǎn)化為解決生產(chǎn)中的實際問題，降低了學生學習的難度。學情分析胚胎工程對學生而言比較抽象，學生沒有太多的機會和資料去深入了解胚胎工程技術(shù)，但試管嬰兒是學生相對熟悉的技術(shù)，所以以試管動物的產(chǎn)生導入新課，學生會提升探索興趣。通過上節(jié)課對胚胎工程理論基礎(chǔ)的學習，奠定了本節(jié)課的知識基礎(chǔ)。所以本節(jié)課可以采用讓學生自主閱讀歸納的方法，引導其自主完成體外受精過程、胚胎移植過程等的描述。教學重難點教學重點：1.胚胎工程的主要技術(shù)及其原理；2.胚胎工程在生產(chǎn)實踐中的應用。教學難點：1.胚胎移植的生理學基礎(chǔ)和基本操作步驟。2.胚胎分割的要領(lǐng)和注意事項。教學過程【新課導入】圖片展示荷斯坦奶牛，它的原產(chǎn)地在荷蘭，但現(xiàn)在已經(jīng)廣泛分布于世界各地。因為它是世界公認的產(chǎn)奶量最高、產(chǎn)奶性能最好的奶牛品種之一。但是，引進這樣的優(yōu)良品種價格高昂，而牛的生育率很低，一頭母牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，一生生育四五次，無法滿足我國對奶類的總需求量，那么有什么辦法能讓荷斯坦牛快速并大量繁殖呢？設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)實際情境，讓學生利用所學知識，提出解決問題的方法，激發(fā)他們的探索興趣和社會責任感。課前安排學生收集了試管動物的相關(guān)資料，學生已經(jīng)了解到試管動物是提高優(yōu)良品種繁殖力的一項重要途徑。組織學生展示試管動物的產(chǎn)生過程：提示：體外受精、胚胎移植、胚胎分割屬于胚胎工程的技術(shù)。體外受精【課堂探究任務1】布置任務：閱讀課本P60體外受精相關(guān)內(nèi)容，思考并討論以下問題：體外受精包括哪些步驟？收集的卵細胞和獲取的精子能否直接完成受精作用？需要經(jīng)過什么操作才能受精？體外受精要在什么溶液中進行？體外受精技術(shù)的應用有什么意義？組織學生展示思考和討論成果：1.過程體外受精包括三個步驟：卵母細胞的采集、精子的獲取、受精。收集的卵細胞和獲取的精子不能直接完成受精作用，卵母細胞要在體外進行成熟培養(yǎng)，到MⅡ時期，精子要在體外進行獲能處理，然后才能在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿审w外受精。2.意義：是提高動物繁殖能力的有效措施，可以為胚胎移植提供可用胚胎。二、胚胎移植【課堂探究任務2】布置任務：觀察和閱讀P61圖223，整理胚胎移植的過程：過程：該過程中，引導學生思考：什么是同期發(fā)情處理，目的是什么？（同期發(fā)情處理指的是利用某些激素（孕激素）人為地控制并調(diào)整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內(nèi)集中發(fā)情。這樣做的目的是使供體和受體生殖器官的生理變化同步,為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。）如何進行超數(shù)排卵？目的是什么？（注射外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。）通過分析圖223，描述胚胎移植的基本步驟：供體和受體的選擇和處理（選擇什么樣的供體受體與他們的職能有關(guān)，供體的職能是產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，所以要選擇遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強的供體；受體的職能是承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務，所以要選擇有健康體質(zhì)和正常繁殖能力的受體）、配種或人工授精、胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存、胚胎的移植。根據(jù)對胚胎工程過程模型的構(gòu)建，能否生成胚胎移植的概念？概念：指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。體外受精及其他方式（體內(nèi)受精、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動物細胞核移植技術(shù)等）得到的胚胎?！菊n堂探究任務3】布置任務：胚胎移植能夠順利完成的生理學基礎(chǔ)是什么呢？思考P62思考討論的問題。1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？如果不能，在胚胎移植前應該對受體進行怎樣的處理？不一定。一般情況下檢驗合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。同期發(fā)情處理。2.受體會不會對來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應?受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應。3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕有的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致?為什么?遺傳特性與供體保持一致。因為供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。4.胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認為這樣的概括正確嗎?為什么?正確。只有供體、受體生理環(huán)境條件高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。3.生理學基礎(chǔ)：一是同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，為供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。二是受體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應，這是移入胚胎存活的基礎(chǔ)。三是因為供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系。其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。這是試管動物保留優(yōu)良遺傳特性的基礎(chǔ)。胚胎移植的實質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。4.意義胚胎移植的優(yōu)勢是什么？充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力；大大縮短供體本身的繁殖周期；增加一生繁殖的后代數(shù)量。三、胚胎分割【課堂探究任務4】布置任務：閱讀62頁和P63頁相關(guān)內(nèi)容，歸納并展示胚胎分割的含義、主要儀器、過程及要領(lǐng)和意義。組織學生閱讀、整理、歸納課本相關(guān)內(nèi)容，展示探究成果。1.概念：采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。2.主要儀器設(shè)備：體視顯微鏡、顯微操作儀分割工具:分割針或分割刀3.過程及要領(lǐng)：盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下分割。要領(lǐng)：①選擇發(fā)育良好的桑葚胚或囊胚②分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割（因為內(nèi)細胞團將來發(fā)育為胎兒的各種組織，若不能均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題）4.胚胎分割的優(yōu)點①可以促進優(yōu)良動物品種的繁殖；②產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進行遺傳學研究的寶貴材料；③在胚胎移植前，進行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義。胚胎分割的局限性：實踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，分割次數(shù)越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。另外，還存在剛出生動物體重偏低，毛色、斑紋可能存在差異等問題?！菊n堂小結(jié)】【作業(yè)】如果你是一名科技專欄的記者，現(xiàn)在需要寫一篇關(guān)于用胚胎分割技術(shù)繁育良種奶牛的報道，請寫出你準備向胚胎工程專家提出的三個問題，然后與其他同學交換問題，再以訪談錄的形式回答他提出的問題(可通過查閱網(wǎng)絡、書籍上的資料或向?qū)＜艺埥痰确绞浇鉀Q自己回答不出的問題)?！景鍟O(shè)計】胚胎工程技術(shù)及其應用體外受精三、胚胎分割過程