高中生物-3.2体外受精和早期胚胎培养教学设计学情分析教材分析课后反思

3．2体外受精和早期胚胎培养教学设计一、教学目标确立依据（一）课程标准要求和解读1．课程标准要求简述胚胎工程的理论基础（了解）。2．课程标准解读课程标准要求是“简述胚胎工程理论基础”，其中知识性目标行为动词“简述”为了解水平，即“能再认或回忆知识；识别或辨认事实、证据；举出例子；描述对象的基本特征”。具体内容要求是“胚胎工程理论基础”。该节内容的理论基础是体外受精和早期胚胎培养的技术方法。体外受精时的精子和卵子必须满足一定的条件，所以“卵母细胞的采集和培养”及“精子的采集和获能”显得尤为重要，因此在授课中通过视频、图片的展示来了解“试管牛”生产的各个环节，让学生自主学习、合作学习，营造积极的学习氛围，完成知识、能力、情感的三维目标。（二）教材分析1．内容分析本节课是选修三第三章第二节的内容，是学生在学习了体内受精和早期胚胎发育的基础上，进一步学习胚胎工程技术，着重简述哺乳动物体外受精及早期胚胎培养的技术方法。体外受精在胚胎工程技术中应用的较多，是胚胎工程技术的基础。胚胎工程与基因工程、细胞工程等现代生物科技联系密切，比如将基因表达载体导入受精卵中，在体外完成早期胚胎培养，然后移植到生物体内，是基因工程与胚胎工程的结合，卵母细胞在体外培养至成熟的过程，利用的细胞工程中的动物细胞培养技术，体现了胚胎工程与细胞工程的结合。关于“试管婴儿”，存在着伦理道德方面的问题，因此与《生物技术的安全性和伦理问题》这个专题存在着一定的联系。2．不同版本教材比较人教版与中图版相比，中图版此节内容较为简单，提到了体外受精和胚胎培养的意义，及其方法步骤的纲要。对于不同动物卵母细胞采集和培养及精子的采集和获能的方法，以及早期胚胎培养的条件，胚胎移植的时间，中图版没有详细介绍。考虑到学生对该节知识的全面了解，本节课重点介绍体外受精的具体操作并简单介绍胚胎早期培养。3．重难点分析教学重点：（1）体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。（2）哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。教学难点：（1）卵母细胞的采集和培养。（2）精子的采集和获能。（三）学情分析从学生的知识储备分析关于“试管动物”、“试管婴儿”、“借腹怀胎”、体外受精等知识，学生通关过报刊、电视、网络等各种媒体对其有着一定程度的了解，这些是学生学习该内容的基础。从心理接受角度分析由于有体内受精和早期胚胎发育这一节的内容作铺垫，学生对自然条件下精子和卵子的受精情况和早期胚胎发育的场所有了一定的了解，而胚胎工程的体外受精和早期胚胎培养实际是在体外条件下模拟操作动物自然受精和早期胚胎发育的，因此，学习该节，心理上没有突兀感，可以接受。从能力要求上看该节课的知识相对简单，学生通过阅读课本，自主学习，基本能掌握。但是由于该节内容的技术含量高，远离学生的生活，学生不易想象，所以让学生以胚胎工程小专家的身份来研究、模拟“试管牛”的生产过程。二、教学目标1．通过观看“2010年诺贝尔生理学和医学奖”及“试管婴儿”的视频，能够说出试管婴儿的产生过程，并能用通俗的语言向身边的人介绍其过程及意义。2．通过阅读课本P69-73，填写提纲及相互交流等自主学习，能够说出体外受精的具体方法、步骤及早期胚胎培养的过程。3．通过“胚胎工程小专家”的精彩讲解，能够描述体外受精与早期胚胎培养的流程，体验搜集资料信息的过程，体会科学探索的艰巨性。4．通过本节课的学习，能够画出并讲解“试管牛”体外受精胚胎工厂化生产流程图，并能解决我国牛产肉量和产奶量低的实际问题，达到所学知识的融会贯通。三、教学方法通过问题引导、学生自学，小组合作，完成对“体外受精和早期胚胎培养”基础知识的学习；通过投影展示讲解“试管牛”工厂化生产的技术流程图，完成对解决我国牛产肉量和产奶量低的实际问题的学习。四、教学设计教学内容教师活动学生活动设计意图（一）课前准备1．教师准备好学生使用的导学案，2．教师制作好课堂使用的多媒体课件。课前预习，完成预习学案部分为课堂教学的顺利进行做好准备。（二）情景导入教师播课件：展示图片问：试管婴儿是怎样产生的？是从试管中产生的吗？那么他们是怎么来的呢？这用到了哪些技术？体外受精技术俗称试管婴儿技术。医学统计显示，世界上每10对夫妇中就有一对有生育问题，而试管婴儿技术可以帮助绝大多数夫妇实现有自己后代的梦想。”师：试管婴儿和在母体内的婴儿相比较有哪些相同点和不同点？自从第一例试管婴儿路易斯布朗于1978年降生至今，试管婴儿技术已让无数生育有困难的父母得偿所愿。”体外受精和早期胚胎培养就是我们这节课要学习的内容。展示学习目标学生笑着回答“不是”。生：体外受精和早期胚胎培养。生：试管婴儿是通过体外受精，早期胚胎的培养是在体外完成的，经过了胚胎的移植。母体内的婴儿是体内受精，早期胚胎是在体内完成的，没有经过了胚胎的移植。明确目标、重难点通过图片展示导入新课，引出本节的课题。明确目标、重难点（三）教学过程试管动物技术应用到动物身上，就是试管动物技术。现在大家阅读试管动物技术的概念。师：通过阅读，我们知道卵子和精子的成熟和受精都是在体外进行的，早期胚胎发育也是在体外进行的，然后移植到母体内产生后代。那么它在繁殖家畜方面有什么意义吗？给大家展示一组数据，看看你能发现什么问题？品种我国奶牛良种奶牛产奶量3000Kg10000Kg品种我国蒙古黄牛澳大利亚纯种海福特牛(两岁)体重300Kg800Kg师：既然如此，我国怎样能得到大量的优质牛呢？请同学们谈谈你们的方案。师：谁能说一下细胞核移植的步骤呢？师：如果是利用试管动物技术应该怎样操作呢？可以先试着说一下你的大体思路。师：在试管动物技术中首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。哺乳动物的体外受精主要包括三分步骤。学生阅读。生：我国很多牛的品种，产肉量和产奶量与国际上的优良品种差距很大。学生阅读课本P69。生：细胞核移植；体外受精和早期胚胎培养生：详细的说出细胞核移植的过程。学生阅读课本，完成相关基础知识的填写并试着画出试管牛工厂化生产的技术流程图。通过比较我国和国外良种牛，让学生知道我国牛与国际上良种牛的差距，从而寻找我国生产良种牛的方法。明确体外受精和早期胚胎培养的意义。通过胚胎工程小专家的讲解，使学生对本节课的知识有着更多更全面的了解。学生自主学习，教师精讲点拨卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能早期胚胎的培养胚胎移植的时间教师补充：卵母细胞的采集和培养，通常分为三种方式。第一种是超数排卵，其方法是用促性腺激素处理，使他们超数排卵，然后从输卵管中冲取成熟卵子，直接与获能的精子受精。第二种方法是活体采卵，大型家畜如牛、马等，技术人员利用超声波探测仪、腹腔镜和内窥镜等从活体卵巢中采集卵母细胞。以超声波探测仪为例，通过阴道壁将吸卵针插入卵巢中，借助超声波图像，从大卵泡中吸取卵母细胞，这种方法采集的卵母细胞需要在体外培养至减数第二次分裂的中期才能与获能的精子受精。第三种方法是从屠宰后母畜卵巢上采集卵母细胞，比如说牛的卵巢。这种方法获得的卵母细胞也需要在体外培养至成熟后才能与获能的精子受精。通过超数排卵获取的卵母细胞已经在体内发育成熟，不需要进行体外培养，可以直接与获能的精子受精。对于未成熟的卵母细胞需要在体外进行培养成熟，。通常采用微滴培养法，卵母细胞移入小滴后放入二氧化碳培养箱中培养，其条件是39℃、100%湿度以及含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的PH。培养成熟后，用DNA特意性染料染色后，用显微镜进行观察，课件卵母细胞处于减数第二次分裂中期，这就是我们要求的卵母细胞。受精卵形成后就可以进行早期胚胎培养，早期胚胎需要放到发育培养液中培养，其成分有无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等，然后放入胚胎培养箱中。我们之前学过动物细胞培养液，与发育培养液的成分的区别是：前者含的盐类是无机盐和微量元素，后者是无机盐和有机盐；前者含的营养物质是糖和氨基酸，后者是氨基酸和核苷酸；前者含的调节物质是促生长因子，前者的特有成分是血清、血浆，后者是血清。早期胚胎培养好了就可以进行移植，而移植需要选择适当的时间，不同的动物移植的时间也是不一样的下面由同学们展示并讲解“试管牛”工厂化生产的流程图。生：培养优良品种的牛，首先向优良母牛中注射促性腺激素，促进其超数排卵，采集其卵母细胞并培养至成熟。然后从优良公牛中采集精子，然后使其获能，在体外完成受精就得到良种受精卵，体外继续进行早期胚胎培养至桑椹胚或囊胚。这时候我们有两种选择，如果培养的是肉牛，不论公母都可以，可以直接进行胚胎移植到母畜体内就可以生产出良种肉牛。如果生产的是奶牛，我们知道只有母牛才能产奶，所以要进行性别鉴定，确定是雌性之后才可以进行胚胎移植，这样就可以得到良种雌性奶牛。师：该同学的流程图已经非常详尽。还有同学有补充和订正吗？师：这就是肉质牛获得更多的卵母细胞的一种方法，可以从屠宰场中获得，而奶牛不可以。师：由于卵母细胞的数量有限，而精子的数量很多，保存剩余精子的方法是什么？生：肉质牛到屠宰场宰杀之后，我们可以从其卵巢中获得卵母细胞。生：冷冻保存。（四）课堂总结师：这节课我们学习了一门技术——试管动物技术，应用在人身上就产生了试管婴儿，用在动物身上就产生了试管动物，它的过程包括2个环节，其中体外受精在体外进行的，正因为如此，我们称之为试管婴儿。它的意义我们从两方面来分析，人和家畜。下面请同学们完成试管动物技术的小结。对本节所学知识进行概括，明确所学的主要内容。（五）课堂延伸你对“借腹怀胎”有什么看法？（六）课堂练习略检测课堂效果（七）板书设计3．2体外受精和早期胚胎培养（一）体外受精1、卵母细胞的采集和培养2、精子的采集和获能3、受精（二）胚胎的早期培养1、培养液成分2、流程图六、教学反思情景导入是以“试管婴儿”这个大家有些了解的话题入手，激发了学生学习的兴趣，调动了学生学习的热情。本节课始终贯穿新课程的理念，突出学生的“学”。教师通过情景、问题的设置，让学生积极思考，通过自主学习、相互讨论、交流合作等各种学习形式来完成不同程度的问题，充分调动了学生的主动性。特别是在探究一中学生能结合前面学过的细胞工程中的核移植的方法来进行优良家畜的快速繁殖。自主学习这一环节，学生利用8分钟的时间阅读课本填写学案并完成试管牛工厂化生产的技术流程图，部分学生显得很仓促，个别同学没有完成，说明8分钟的时间完成这部分内容，时间有点短。由于时间不足，最后在课堂小结时，没有让学生进行总结，仓促结尾。学情分析1、从学生的知识储备分析关于“试管动物”、“试管婴儿”、“借腹怀胎”、体外受精等知识，学生通关过报刊、电视、网络等各种媒体对其有着一定程度的了解，这些是学生学习该内容的基础。2、从心理接受角度分析由于有体内受精和早期胚胎发育这一节的内容作铺垫，学生对自然条件下精子和卵子的受精情况和早期胚胎发育的场所有了一定的了解，而胚胎工程的体外受精和早期胚胎培养实际是在体外条件下模拟操作动物自然受精和早期胚胎发育的，因此，学习该节，心理上没有突兀感，可以接受。3、从能力要求上看该节课的知识相对简单，学生通过阅读课本，自主学习，基本能掌握。但是由于该节内容的技术含量高，远离学生的生活，学生不易想象，所以让学生以胚胎工程小专家的身份来研究、模拟“试管牛”的生产过程。效果分析对教材分析到位，教学目的明确，重难点处理得当，教学内容丰富，保证了教学的顺利进行。情景导入激发了学生学习的兴趣，调动了学生学习的热情。在教学过程中始终贯穿新课程的理念，突出了学生的“学”。通过情景、问题的设置，让学生积极思考，通过自主学习、相互讨论、交流合作等各种学习形式来完成不同程度的问题。充分调动了学生的主动性。达到了预期的效果。教材分析内容分析本节课是选修三第三章第二节的内容，是学生在学习了体内受精和早期胚胎发育基础上，进一步学习胚胎工程技术，着重简述哺乳动物体外受精及早期胚胎培养的技术方法。体外受精在胚胎工程技术中应用的较多，是胚胎工程技术的基础。胚胎工程与基因工程、细胞工程等现代生物科技联系密切，比如将基因表达载体导入受精卵中，在体外完成早期胚胎培养，然后移植到生物体内，是基因工程与胚胎工程的结合，卵母细胞在体外培养至成熟的过程，利用的细胞工程中的动物细胞培养技术，体现了胚胎工程与细胞工程的结合。关于“试管婴儿”，存在着伦理道德方面的问题，因此与《生物技术的安全性和伦理问题》这个专题存在着一定的联系。2．不同版本教材比较人教版与中图版相比，中图版此节内容较为简单，提到了体外受精和胚胎培养的意义，及其方法步骤的纲要。对于不同动物卵母细胞采集和培养及精子的采集和获能的方法，以及早期胚胎培养的条件，胚胎移植的时间，中图版没有详细介绍。考虑到学生对该节知识的全面了解，本节课重点介绍体外受精的具体操作并简单介绍胚胎早期培养。评测练习随堂练习：1、超数排卵的做法正确的是()A．口服促性腺激素B．注射促性腺激素C．口服或注射促性腺激素D．以上方法均不正确2、采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，以下原因不正确的是()A．卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程B．动物排出的卵子成熟程度不同，C．体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟D．冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大3、1999年4月23日晚9时，在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴，她是我国首例第三代试管婴儿，父母身体健康、婴儿的母亲7年前生下一男婴，孩子一岁后发病，最后死于脑出血，5年后，她第二次怀孕6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，遂引产。夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎1－2个细胞进行检查后，选择了两个胚胎进行移植。最后一个移植成功。根据资料回答下列问题：1）试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕，生产的过程相同之处是： 。不同之处是： 。（2）血友病的遗传方式为 ，如果用B、b分别表示血友病基因和正常基因，则父亲、母亲的基因型分别是 和 ，如果该夫妇再生一男孩，患血友病的概率是。（3）医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后，可通过观察 ，判断胎儿的性别，你认为医生应选用 胚胎进行移植原因是 ，自然状态下，出现这样胚胎的概率是 。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义课后拓展练习1、关于牛体外受精胚胎工厂化生产过程的描述中，不正确的是()A．获取精子和卵母细胞B．使精子获能和培养卵母细胞C．精子和卵母细胞完成体外受精D．早期胚胎体内培养2、关于牛体外受精胚胎的工厂化生产叙述，正确的是()A．精子和卵子受精后即可移入母牛子宫B，采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C．成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植D．体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行3、关于哺乳动物体内胚胎和体外胚胎的形成过程的描述中，错误的是()A．收集到的精子和卵细胞都需要经过获能过程才能完成受精作用B．受精作用都需要在输卵管或与输卵管相似的环境条件中完成C．都有顶体反应发生D．都有限制多精入卵的二道屏障4、以下关于‘试管婴儿’生产技术过程不存在的是()A．体外受精B．细胞培养C．胚胎移植D．基因重组5、多利羊的培育过程简单地说是：从母羊乳腺细胞中提取细胞枝，放入去核的卵细胞中，在试管中发育成胚胎后，再移植到另一只母羊的子宫内，这种繁殖方式应属于()A．无性生殖B．有性生殖C．先无性生殖，再有性生殖D．先有性生殖，再无性生殖6、试管婴儿、试管苗和克隆羊均属于生物工程技术的杰出成果，下面对其生物学原理及技术的叙述正确的是()A．都属于无性生殖，能保持母本性状B．都属于细胞工程技术范围C．都充分体现了体细胞的全能性D．都不会发生基因重组和染色体变异7、下列不用于哺乳动物体外受精操作步骤的是()A．卵母细胞的采集B精子的获取C精子的变形D．受精8、下列动物可用培养法进行精子体外获能处理的是()A牛B．羊C驴D．家兔9、下列说法正确的是（）A成熟精子遇到卵子便可发生受精作用B．排出成熟卵子细胞的过程即为排卵C卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完D．卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的9、胚胎早期培养需要用液体培养基，此培养基成分是()A水、无机盐、维生素、激素、有机盐，氨基酸、校苷酸，血清等B．水、无机盐，蔗糖，激素，维生素等C水、无机盐、蔗糖、氨基酸、核苷酸、动物血清等D．水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉等10、以下是师生共同制定并研究设计的‘试管牛’工厂化生产技术的流程，其中正硫顺序应是()①卵母细胞的采集和培养②精子的采集和获能⑧画出“试管牛”工厂化生产的技术流程图④受精⑤胚胎的早期培养A．①②⑧④⑤B．①②④⑤⑧C．①②④⑧⑤D．①②⑤⑧④11、发展试管动物技术具有重要意义，下列关于这方面的叙述错误的是()A．试管动物技术可解决动物生育率的问题B．试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖C试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜-D．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞12、试管婴儿是“体外受精和胚胎移植’的简称。它通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到4个细胞阶段移植。它不仅使一部分不能生育的男女获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新途径。例题；1999年4月23日，在广州中山医科大家第一附属医院