胚胎工程教學(xué)設(shè)計(jì)

1、胚胎工程 教學(xué)設(shè)計(jì) 衢州二中 劉春生一、設(shè)計(jì)思想本教學(xué)設(shè)計(jì)嘗試以“提高科學(xué)素養(yǎng)；面向全體學(xué)生；倡導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)；注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”的新課程理念來(lái)設(shè)計(jì)教與學(xué)的過(guò)程。因此，本節(jié)課以實(shí)際生活中的例子出發(fā)，切實(shí)落實(shí)學(xué)生主體性教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法。二、教學(xué)分析本節(jié)授課內(nèi)容為“現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題”模塊中第三章“胚胎工程”的第二節(jié)。胚胎工程是生物技術(shù)的重要組成部分，它的研究和應(yīng)用不僅推動(dòng)了制藥、器官移植醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的變革，而且還加速了畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)有三個(gè)：一是胚胎工程的概念；二是胚胎移植；三是胚胎干細(xì)胞核移植。教學(xué)難點(diǎn)是胚胎體外培養(yǎng)技術(shù)和胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)。通過(guò)這些重點(diǎn)和難點(diǎn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)

2、生認(rèn)識(shí)胚胎工程的原理、操作及應(yīng)用。本節(jié)是學(xué)習(xí)“第四章 生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題”的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。在教學(xué)中要滲透科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者相互影響的關(guān)系。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)習(xí)是學(xué)生自己進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程。因此在學(xué)法指導(dǎo)上采用提供觀察、思考的機(jī)會(huì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，并讓學(xué)生用自己的語(yǔ)言進(jìn)行討論、歸納，最后形成對(duì)胚胎工程的基本認(rèn)識(shí)。本設(shè)計(jì)中采用了CAI輔助教學(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，貫穿波爾山羊的快速繁育例子，完成對(duì)體外受精、胚胎分割、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植的掌握，最后通過(guò)學(xué)生通過(guò)探究完成波爾山羊的快速繁育過(guò)程。結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件“七山一水二分田”，最終體現(xiàn)STS教育。三、教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】1

3、描述體外受精和胚胎體外培養(yǎng)。2簡(jiǎn)述胚胎移植和胚胎分割。3說(shuō)出胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)和胚胎干細(xì)胞核移植。4舉例說(shuō)出胚胎工程的應(yīng)用?！灸芰δ繕?biāo)】1搜集胚胎工程研究進(jìn)展的資料，撰寫(xiě)專(zhuān)題綜述報(bào)告。【情感態(tài)度與價(jià)值觀】1.認(rèn)同胚胎工程在畜牧業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。2.關(guān)注胚胎工程的研究進(jìn)展。四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn) 胚胎工程的概念；胚胎移植；胚胎干細(xì)胞核移植2教學(xué)難點(diǎn) 胚胎體外培養(yǎng)技術(shù)和胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)五、教學(xué)策略和手段根據(jù)教材特點(diǎn)、學(xué)習(xí)者的情況和教學(xué)目標(biāo)，充分利用多媒體資料將學(xué)生引入所設(shè)計(jì)的教學(xué)情景，問(wèn)題的產(chǎn)生至問(wèn)題的解決，使學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)教師的適時(shí)引導(dǎo)，讓問(wèn)題鏈條逐步形成，綜合提升學(xué)生的信息獲取

4、能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力、語(yǔ)言表達(dá)能力。六、教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖創(chuàng)設(shè)情境 引入新課 展示“普通山羊”和“波爾山羊”的圖片。多媒體顯示：波爾山羊是世界上公認(rèn)為“肉用山羊之王”，體型大，生長(zhǎng)快、肉質(zhì)細(xì)膩、適應(yīng)能力強(qiáng)和抗病力強(qiáng)的特點(diǎn)。 問(wèn)題：如何利用普通山羊，快速繁育波爾山羊？學(xué)生討論：雜交育種 轉(zhuǎn)基因育種 胚胎工程育種對(duì)于波爾山羊這樣的哺乳動(dòng)物而言，其產(chǎn)仔率低，相對(duì)繁殖周期長(zhǎng)，導(dǎo)致難以在短時(shí)間內(nèi)得到大量個(gè)體。如果能解決其a、胚胎數(shù)量少 b、繁殖周期長(zhǎng) 這樣兩個(gè)問(wèn)題，將可以達(dá)到快速繁育的目的。如何解決其胚胎數(shù)量少呢？ 體外受精；體內(nèi)受精；胚胎分割等。觀看視頻，引出體外

5、受精。觀看，思考討論解決方法。思考、討論回答造成視覺(jué)沖擊，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，主動(dòng)思考。提出探究問(wèn)題探究思考體外受精什么是體外受精？請(qǐng)用流程圖的形式表示體外受精的過(guò)程體外受精就是采集雌性動(dòng)物的卵細(xì)胞和雄性動(dòng)物的精子。（獲能的）精子+成熟的卵細(xì)胞受精卵早期胚胎展示材料1. 科學(xué)家在做兔體外受精試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：直接取自雄兔附睪的成熟精子不能在體外完成受精，只有從母兔生殖道內(nèi)取出的精子才能在體外與卵子受精。 通過(guò)獲能培養(yǎng)使精子獲得受精的能力。如果是一枚成熟的卵細(xì)胞，那么將形成一枚受精卵，可見(jiàn)要形成多枚受精卵，需要多枚卵細(xì)胞。換句話說(shuō)受精卵的數(shù)量決定于卵細(xì)胞的數(shù)量。如何獲得多枚卵細(xì)胞呢？動(dòng)物的生命活動(dòng)調(diào)節(jié)受到神

6、經(jīng)體液的調(diào)節(jié)，注射促排卵劑。既然受精卵的數(shù)量決定于卵細(xì)胞的數(shù)量，那么是不是必須采用體外受精呢？不用?？梢泽w內(nèi)受精，同樣發(fā)育成多個(gè)早期胚胎。學(xué)生回答學(xué)生提煉設(shè)計(jì)流程圖思考學(xué)生進(jìn)行獲能的材料分析。回憶必修三的內(nèi)容。發(fā)散思維引出胚胎工程的第一塊內(nèi)容：體外受精。提高學(xué)生由文字的抽提轉(zhuǎn)化能力。通過(guò)對(duì)體外受精過(guò)程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解，增加受精卵的數(shù)量，本質(zhì)還是要增加卵細(xì)胞的數(shù)量。同時(shí)為進(jìn)一步學(xué)習(xí)體內(nèi)受精做準(zhǔn)備。胚胎分割上述兩種增加胚胎數(shù)量都是通過(guò)增加卵細(xì)胞的數(shù)量而實(shí)現(xiàn)的，并沒(méi)有提高單個(gè)胚胎的利用效率。從單個(gè)胚胎的利用效率的角度分析，探究如何加倍獲得動(dòng)物胚胎？展示材料：科學(xué)研究表明在顯微鏡下，將發(fā)育良好（A級(jí)

7、）波爾山羊胚胎在培養(yǎng)液中，采用切割針把胚胎均等分割，分割得到的胚胎在適宜的條件下可以發(fā)育成個(gè)體。什么是胚胎分割？胚胎分割指借助顯微操作技術(shù)將早期胚胎切割成幾等份，再移植到代孕母子宮中發(fā)育，產(chǎn)生同卵多仔后代的技術(shù)。胚胎分割的過(guò)程如何完成的？過(guò)程：發(fā)育良好的胚胎切割針/刀或酶處理細(xì)胞分散 受體（直接移植）開(kāi) 受體 （體外培養(yǎng)至囊胚移植）比較三種快速獲得大量胚胎的方法，每種方法中獲得的胚胎基因型是否相同？思考分析得到胚胎分割學(xué)生回答比較思考思考討論引導(dǎo)學(xué)生得出增加胚胎數(shù)量的第三種方法。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。胚胎體外培養(yǎng)通過(guò)上述三種方法都能培養(yǎng)出早期胚胎，那么能否通過(guò)胚胎體外培養(yǎng)的方法得到波爾山羊的幼仔

8、呢？胚胎體外培養(yǎng)指通過(guò)人工創(chuàng)造的環(huán)境，對(duì)獲取的早期胚胎進(jìn)行體外培養(yǎng)。思考：對(duì)早期胚胎進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí)，不同發(fā)育時(shí)期的胚胎對(duì)培養(yǎng)液成分的需求是否一樣？不同。因?yàn)榕咛ゲ煌l(fā)育時(shí)期生理代謝的需求不同。目前能否進(jìn)行全體外的胚胎培養(yǎng)呢？不能。由于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育條件異常復(fù)雜，胚胎培養(yǎng)比組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)要困難得多。學(xué)生討論得出結(jié)論讓學(xué)生用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問(wèn)題胚胎移植胚胎工程的含義通過(guò)上面的學(xué)習(xí)我們解決了胚胎數(shù)量少的問(wèn)題，那么如何解決其繁殖周期長(zhǎng)的問(wèn)題呢？什么是胚胎移植？胚胎移植是指將經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、遺傳性狀優(yōu)良的母畜，經(jīng)過(guò)激素處理，使其超數(shù)排卵，然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到同期發(fā)情的代孕母的子宮內(nèi)，通過(guò)代孕母妊娠產(chǎn)仔的技術(shù)。過(guò)程又是怎樣的呢？過(guò)程：早期胚胎移植到同期發(fā)情處理的、未經(jīng)配種的母畜相應(yīng)部位著床、發(fā)育并產(chǎn)生后代。探究：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)完整的利用普通山羊快速繁育波爾山羊流程圖。多媒體展示完整過(guò)程。學(xué)生討論如何解決小組討論，繪制流程圖。思考培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力。小結(jié)我們通過(guò)解決胚胎數(shù)量少，繁殖周期長(zhǎng)解決了波爾山羊的快速繁育問(wèn)題。而整個(gè)過(guò)程中，我們對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作