胚胎工程

“胚胎工程――黄牛的梦想”教学设计
一、设计思路
本节课以“梦想”启航，由马丁路德金的梦想引入，围绕着黄牛的三个梦想展开，为学生创设了一个“梦想”的情境。在黄牛梦想实现过程中，使学生自然而然地接受了“体外受精”、“胚胎体外培养”、“胚胎移植”、“胚胎分割”等胚胎工程的技术，并积极构建“核心概念图”。利用“核心概念图”来完成黄牛的梦想时，不断将“核心概念图”加以拓展、延伸，并能利用“核心概念图”来解决实际问题，做到学以致用。
在本堂课中强化学生主体地位，积极引导学生参与对课堂问题的探究、分析，提高学生思维品质，促进学生能力的提升。同时让学生认识到生物科学是不断发展的，引导学生热爱科学事业，激发学生的科学兴趣。
二、教学分析
1．教材分析：“胚胎工程”是选修3《现代生物科技专题》第三章的内容，选修模块是为了满足学生多样化的需要而设计的，它有助于拓展学生的生物科技视野，增进学生对生物科技与社会关系的理解，提高学生的实践和探究能力。胚胎工程是生物科技的重要组成部分，目前我国在胚胎移植改良牛、羊品种，培育试管牛、羊等家畜的技术方面已经进入国际先进行列。因此，了解一些胚胎工程的知识，还可以为学生将来继续学习和走向社会打下基础。
2．学生分析：学生已经学完了“基因工程”，因此对工程的概念有所了解，同时对于人们定向改造生物的意愿有所体会。同时关于胚胎工程的进展常见于各种媒体的报道，学生对此有一定的了解，但是教材中有关操作技术的内容与学生的生活经验有一定的距离，教师应给予学生一定的知识背景。
三、教学目标
1．知识目标：
①描述体外受精和胚胎体外培养；
②简述胚胎移植和胚胎分割；
③举说出胚胎工程应用。
2．能力目标：
①通过对现实问题的解决，发展学生提出问题、分析问题、解决问题的能力；
②学会构建技术流程图，运用技术流程图。
3．情感目标：
通过“梦想”情境的创设，培养学生拥有梦想、追求梦想、实现梦想的情怀；同时让学生充分感受到现代生物技术是科学家从“异想天开”开始的，从而培养学生的创新思维能力。
四、教学重难点
1．教学重点：胚胎工程技术的原理及应用。
2．教学难点：通过对胚胎工程技术的认知，构建“核心概念图”，并应用于解决具体的问题中。由于涉及到具体的技术操作、或者工程流程，可能学生较难理解。
五、教学策略选择
1．基于问题的课堂教学方法，设计一系列有针对性的问题，目的是引发学生思考、启发学生思路、引导学生思考方向。
2．充分发挥学生主体地位，让学生在课堂中思考、讨论、交流，自己构建“核心概念图”，并以此图来解决具体问题，做到学以致用。
3．多媒体技术与生物课堂的完美结合，帮助学生建立形象直观的认识，提高学生的学习兴趣。
六、教学过程
教学步骤 教师组织和引导 学生活动 教学设计意图
导入新课梦想一主线展开1、体外受精2、胚胎体外培养3、胚胎移植 创设情境：以马丁路德金的梦想为引，引入新课。屏幕展示：小牛犊形成流程图介绍：因黄牛输卵管堵塞，无法生育，梦想生个小牛问题分解：以小牛犊形成流程图为参照，黄牛无法实现的是哪一步？如何解决？引入：“体外受精”屏幕展示：体外受精的图解强调：1、卵母细胞的收集和培养 2、精子的收集和获能 3、获能精子与成熟卵细胞受精设问：形成受精卵后能不能直接移植回子宫？引入：“胚胎体外培养”屏幕展示：设问：既然目前无法进行全体外胚胎培养，那在胚胎工程中如何才能获得后代呢？讲述：1、胚胎移植的概念强调：供体――良种雌性动物 受体――一般品种雌性动物师生共同构建：2、胚胎移植过程解释：同期发情处理 超数排卵设问：结合胚胎移植过程图，思考其有何应用？师生共同构建：“试管牛”培育过程流程图小结：黄牛终于通过“试管牛”技术，生下了小牛，完成了梦想。 结合已有的知识，共同构建胚胎发育流程图思考如何帮助黄牛完成梦想思考后回答：无法完成的是体内受精，可以通过体外受精解决构建“体外受精”技术流程图结合正常胚胎发育流程来回答。构建“胚胎体外培养”技术流程学生结合正常胚胎发育流程回答：需要移植回子宫构建胚胎移植过程：学生小组合作讨论后回答 通过情境创设激发学生的学习兴趣以此为知识背景，为构建“试管牛”流程图做铺垫以“梦想”为主线展开问题分解有利于学生拨开层层迷雾把握到问题的本质本节课最主要的内容就是构建胚胎工程“核心概念图”即技术流程图“核心概念图”进一步完善通过流程图的构建，培养学生提炼知识，应用知识的能力此图的构建为接下来的胚胎工程应用提供基础培养学生协同合作能力主体核心概念图构造已经完成，学生已经对胚胎工程有了基本了解
梦想二 屏幕展示：一头漂亮的奶牛引出黄牛的梦想2：想生个奶牛宝宝屏幕展示：“试管牛”培育流程图小结：通过“借腹生子”模式，黄牛终于生出了奶牛宝宝，她的梦想又实现了。 思考：如何让黄牛生下奶牛？以此为知识背景，构造“借腹生子”培育流程图 让学生充分感受到现代生物技术是科学家从“异想天开”开始的，从而培养学生的创新思维能力学以致用，培养学生分析问题、解决问题的能力
梦想三4、胚胎分割 屏幕展示：一对可爱的双胞胎姐妹引出黄牛的梦想3：想生对双胞胎组织学生阅读：书本“胚胎分割”的内容师生共同构建：多胞胎牛的培育流程小结：通过胚胎分割技术，黄牛又实现了她的梦想，但是她追求梦想的脚步不会停，她还会有新的梦想产生。 思考：如何能生出同卵双胞胎呢？自学“胚胎分割”内容 让学生有相应的知识背景，便于解决接下来的问题。完成对“核心概念图”的构建，形成完整的知识体系。培养学生拥有梦想、追求梦想、实现梦想的情怀
胚胎工程 总结：胚胎工程的概念 阅读书本，完善胚胎工程的概念。 形成完整知识框架结构
七、板书设计：不断完善“核心概念图”，加深学生对重点知识的印象。
八、针对性训练：
1．表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（ ）
A．试管动物培养 B．胚胎移植
C．胚胎分割移植 D．受精卵移植
2．胚胎移植技术目前主要应用于 （ ）
A．进行动物的无性生殖 　 　　B．治疗某些遗传病
C．提高良种家畜的繁殖力 D．提高动物的抗病力
3．在胚胎移植中供体的主要职能是 （ ）
A．提供优良的供体基因 B．提供优良遗传特性的胚胎
C．提供卵细胞 D．提供精子
4．下列有关动物胚胎移植的叙述中，不正确的是 （ ）
A．从受孕母畜体内取出的受精卵或胚胎均能移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿技术只有受精及早期卵裂过程在体外进行
5．某女性患有输卵管阻塞和色盲，借用别的女性的卵子，一次生殖过程中生出的两个男孩，如图3-7所示．请分析回答:
(1)过程Y的细胞分裂方式是____________。
(2)若这两个男孩分别在两个自然环境不同的地区长大，写出两者的一个相同性状_____；写出两者的一个不同性状________。
(3)若个体甲的基因型是AA，而个体乙的基因型是Aa，那么产生这一现象的最可能原因是 ______________________。
(4)过程X和过程Y所采用的生物学技术是_______、_______。(共35张PPT)
胚 胎 工 程
－－黄牛的梦想
我有个梦想
我梦想有个孩子
母牛的卵原细胞
成熟的卵细胞
公牛的精原细胞
成熟的精子
受精卵
早期胚胎
母牛子宫
牛犊
小牛犊形成流程图
有丝分裂
减数分裂
着 床
分 娩
输卵管
体内受精
（2）精子的收集和获能
（1）卵母细胞的收集和培养
（3）获能精子和成熟卵细胞的受精
1、体外受精
概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。
采集母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
受精卵
体外受精
早期胚胎
2、胚胎体外培养
培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、
氨基酸、核苷酸、血清等。（不同时期成分不同）
将受精卵在人工创造的环境下培养成早期胚胎。
采集母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
受精卵
体外受精
早期胚胎
胚胎体外培养
母牛子宫
胚胎移植
1、概念:
将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。
供体：提供胚胎的个体
受体：接受胚胎的个体
良种雌性动物。
一般品种的雌性动物
过程
同一物种
同期发情
（代孕母）
充分发挥雌性个体的繁殖潜力
缩短供体本身的繁殖周期
保持供体优良特性
大规模繁殖
节约成本\费用
可用于保护珍稀动物
……
.
.
2、胚胎移植的意义
采集母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
受精卵
体外受精
早期胚胎
胚胎体外培养
母牛子宫
胚胎移植
良种牛犊
“试管牛” 培育流程图
我梦想生奶牛宝宝
黄牛能生出奶牛宝宝吗？
思考
采集母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
受精卵
体外受精
早期胚胎
胚胎体外培养
母牛子宫
胚胎移植
良种牛犊
“试管牛” 培育流程图
采集母奶牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公奶牛精子
精子体外获能
受精卵
体外受精
早期胚胎
胚胎体外培养
母黄牛子宫
胚胎移植
奶牛犊
“借腹生子” 模式流程图
我梦想有对双胞胎
黄牛能生出双胞胎吗？
思考
胚胎分割
概念:指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术。
优点：可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。
胚胎分割的基本操作
采集母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
受精卵
体外受精
早期胚胎
胚胎体外培养
多头代孕母子宫
胚胎移植
多头良种牛犊
“多胞胎牛” 培育流程图
多份胚胎
胚胎分割
胚胎工程
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎体外培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类各种需求。
采集母牛的卵母细胞
卵母细胞的体外培养
采集良种公牛精子
精子体外获能
受精卵
体外受精
早期胚胎
胚胎体外培养
多头代孕母子宫
胚胎移植
多头良种牛犊
“胚胎工程” 技术流程图
多份胚胎
胚胎分割
1．表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。
产生这一结果最可能的原因是（ ）
A．试管动物培养 B．胚胎移植
C．胚胎分割移植 D．受精卵移植
2．胚胎移植技术目前主要应用于 （ ）
A．进行动物的无性生殖 B．治疗某些遗传病
C．提高良种家畜的繁殖力 D．提高动物的抗病力
C
C
3．在胚胎移植中供体的主要职能是 （ ）
A．提供优良的供体基因 B．提供卵细胞
C．提供优良遗传特性的胚胎 D．提供精子
4．下列有关动物胚胎移植的叙述中，不正确的是 （ ）
A．从受孕母畜体内取出的受精卵或胚胎均能移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿技术受精及早期胚胎发育过程在体外进行
C
A
5.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（ ）
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛
B
6.关于胚胎分割移植，以下说法正确的是（ ）
A.胚胎分割移植可产生基因完全相同的新个体
B.胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多
C.胚胎分割移植属于有性生殖
D.胚胎分割只能采用物理分割的方法
A
7.供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的
原因是( )
A．防止受体牛不愿意接受胚胎
B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继
续正常发育
C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理
状态完全相同
D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强
B
8．某女性患有输卵管阻塞和色盲，借用别的女性的卵子，一次生殖过程中生出的两个男孩，如图所示．请分析回答:
(1)过程Y的细胞分裂方式是____________。
(2)若这两个男孩分别在两个自然环境不同的地区长大，写出两者的一个相同性状_____；写出两者的一个不同性状________。
(3)若个体甲的基因型是AA，而个体乙的基因型是Aa，那么产生这一现象的最可能原因是 __ ___。
(4)过程X和过程Y所采用的生物学技术是_____、_____；_____ (生物技术)是甲、乙产生的最后一道工序。