2.3.2胚胎工程技术及其应用教学设计-高二下学期生物人教版选择性必修3

教学设计

课程基本信息学科生物年级高二学期春季课题胚胎工程技术及其应用教学目标1.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。2.概述体外受精的主要步骤及意义。3.举例说明胚胎移植技术的基本程序，阐述胚胎移植的生理学基础及优势。4.概述胚胎分割技术的要领。5.认同胚胎工程技术在畜牧业等生产实践中所具有的重要意义和价值。教材分析本节的内容既涉及众多的专业名词及微观的技术操作，学生学习起来难度较大。教材以"牛"为主线：首先在"从社会中来"栏目中提出如何快速、大量繁殖良种奶牛的问题；然后继续以牛为例介绍胚胎移植、胚胎分割等技术操作。教材通过把抽象的学习内容转化为解决生产中的实际问题，降低了学生学习的难度。学情分析胚胎工程对学生而言比较抽象，学生没有太多的机会和资料去深入了解胚胎工程技术，但试管婴儿是学生相对熟悉的技术，所以以试管动物的产生导入新课，学生会提升探索兴趣。通过上节课对胚胎工程理论基础的学习，奠定了本节课的知识基础。所以本节课可以采用让学生自主阅读归纳的方法，引导其自主完成体外受精过程、胚胎移植过程等的描述。教学重难点教学重点：1.胚胎工程的主要技术及其原理；2.胚胎工程在生产实践中的应用。教学难点：1.胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。2.胚胎分割的要领和注意事项。教学过程【新课导入】图片展示荷斯坦奶牛，它的原产地在荷兰，但现在已经广泛分布于世界各地。因为它是世界公认的产奶量最高、产奶性能最好的奶牛品种之一。但是，引进这样的优良品种价格高昂，而牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生生育四五次，无法满足我国对奶类的总需求量，那么有什么办法能让荷斯坦牛快速并大量繁殖呢？设计意图：创设实际情境，让学生利用所学知识，提出解决问题的方法，激发他们的探索兴趣和社会责任感。课前安排学生收集了试管动物的相关资料，学生已经了解到试管动物是提高优良品种繁殖力的一项重要途径。组织学生展示试管动物的产生过程：提示：体外受精、胚胎移植、胚胎分割属于胚胎工程的技术。体外受精【课堂探究任务1】布置任务：阅读课本P60体外受精相关内容，思考并讨论以下问题：体外受精包括哪些步骤？收集的卵细胞和获取的精子能否直接完成受精作用？需要经过什么操作才能受精？体外受精要在什么溶液中进行？体外受精技术的应用有什么意义？组织学生展示思考和讨论成果：1.过程体外受精包括三个步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精。收集的卵细胞和获取的精子不能直接完成受精作用，卵母细胞要在体外进行成熟培养，到MⅡ时期，精子要在体外进行获能处理，然后才能在获能溶液或专用的受精溶液中完成体外受精。2.意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。二、胚胎移植【课堂探究任务2】布置任务：观察和阅读P61图223，整理胚胎移植的过程：过程：该过程中，引导学生思考：什么是同期发情处理，目的是什么？（同期发情处理指的是利用某些激素（孕激素）人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。这样做的目的是使供体和受体生殖器官的生理变化同步,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。）如何进行超数排卵？目的是什么？（注射外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。）通过分析图223，描述胚胎移植的基本步骤：供体和受体的选择和处理（选择什么样的供体受体与他们的职能有关，供体的职能是产生具有优良遗传特性的胚胎，所以要选择遗传性状优良、生产能力强的供体；受体的职能是承担繁重而漫长的妊娠和育仔任务，所以要选择有健康体质和正常繁殖能力的受体）、配种或人工授精、胚胎的收集、检查、培养或保存、胚胎的移植。根据对胚胎工程过程模型的构建，能否生成胚胎移植的概念？概念：指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。体外受精及其他方式（体内受精、转基因技术、动物细胞核移植技术等）得到的胚胎。【课堂探究任务3】布置任务：胚胎移植能够顺利完成的生理学基础是什么呢？思考P62思考讨论的问题。1.将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？不一定。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。同期发情处理。2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。3.胚胎移植后，经受体孕有的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致?为什么?遗传特性与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。4.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?为什么?正确。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以，我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。3.生理学基础：一是同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。二是受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是移入胚胎存活的基础。三是因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系。其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。这是试管动物保留优良遗传特性的基础。胚胎移植的实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。4.意义胚胎移植的优势是什么？充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；大大缩短供体本身的繁殖周期；增加一生繁殖的后代数量。三、胚胎分割【课堂探究任务4】布置任务：阅读62页和P63页相关内容，归纳并展示胚胎分割的含义、主要仪器、过程及要领和意义。组织学生阅读、整理、归纳课本相关内容，展示探究成果。1.概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.主要仪器设备：体视显微镜、显微操作仪分割工具:分割针或分割刀3.过程及要领：盛有操作液的培养皿中，在显微镜下分割。要领：①选择发育良好的桑葚胚或囊胚②分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割（因为内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，若不能均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题）4.胚胎分割的优点①可以促进优良动物品种的繁殖；②产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。胚胎分割的局限性：实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，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，还存在刚出生动物体重偏低，毛色、斑纹可能存在差异等问题。【课堂小结】【作业】如果你是一名科技专栏的记者，现在需要写一篇关于用胚胎分割技术繁育良种奶牛的报道，请写出你准备向胚胎工程专家提出的三个问题，然后与其他同学交换问题，再以访谈录的形式回答他提出的问题(可通过查阅网络、书籍上的资料或向专家请教等方式解决自己回答不出的问题)。【板书设计】胚胎工程技术及其应用体外受精三、胚胎分割过程