人教版生物选修三3.2 体外受精和早期胚胎培养 教学设计
文档属性
| 名称 | 人教版生物选修三3.2 体外受精和早期胚胎培养 教学设计 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 28.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2016-11-11 21:01:29 | ||
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文档简介
3.2 体外受精和早期胚胎培养
陕西中小学课堂教改案例
【三维目标】
知识与技能
1、简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2、简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
3、认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
4、能够使用通俗语言介绍体外受精和早期胚胎培养技术。
过程与方法
本节内容我采用的学习方法，以“试管牛”为例，让学生以胚胎学家的身份去思考，去探究，从而激发学习兴趣、培养能力、获取知识。注意搜集相关“试管牛”技术及其发展的资料，讨论并制定试管牛工厂化生产的技术流程，达到所学知识的融会贯通。
情感态度与价值观
在学习中，积极参与搜集资料信息，并结合“体内受精和胚胎发育”的已有知识储备，合理的推理和设计体外与胚胎培养的流程，从其发现理论与实践的结合点与差异，体会科学探索的差异，体会科学探索的艰巨性，掌握科学探究的一般方法。
【教学重点和难点】
1．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。
2．教学难点
（1）卵母细胞的采集和培养。（2）精子的采集和获能。
【课堂教学过程】
一、走进课堂
导课：通过多媒体向学生展示国内外试管动物特别是试管牛的发展现状。让学生分析资料思考系列问题：
为何叫试管动物？什么是试管动物？它们是怎样产生的？
引入课题：板书：3．2 体外受精和早期胚胎培养
通过多媒体展示两幅图一副是试管中的婴儿，一副是教材上的试管牛和试管羊。比较两幅图第一幅中有试管叫试管婴儿，而第二幅中无试管为何也叫试管牛和试管羊？
那么何为试管动物和试管动物技术？
学生回答试管动物技术的概念，同时根据概念简单分析试管动物形成的大概过程。
板书：一、试管动物技术
师：那么大家试想一下，自然界普通牛的产生那么方便为何又要人工创造试管牛呢？
展示图片：我国牛和国际良种牛在性状上的差异，让学生谈谈面对此情此景的感想。
生：向国外学习，加强杂交育种培育新品种。
生：不行，经历的时间太长，且结果带有不确定性。
生：那我们直接引种。
展示引种的困难：费用昂贵，且繁殖率低。
学生们私下里窃窃私语。
展示母牛体内卵母细胞和公牛产生的精子特多，对此你有何大胆的设想以解决上述难题？
生：（又一次热烈纷纷拿出方案）在体外让它们受精，然后得到胚胎，再借腹怀胎就可实现我们的目的。
师：那这个伟大的设计怎样由理想变成现实呢？下来我们就以试管牛为例来具体设计实施。
二、探究新知
板书：二、试管牛
任何一项技术的实施首先要找到理论根据，试管牛的培育也一样，我们首先寻找理论依据。
板书：1、理论依据
师：1、复习联想：回忆第一节课内容，并思考讨论以下各题：
（1）哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？
生：精子和卵子的发生—受精—胚胎的发育
（2）哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节？
生：获得精子和卵子—体外受精—体外胚胎培养
师：很好，有了理论我们先得设计生产流程线。（大家在下面设计，请王晨同学在黑板上设计）
板书：2、流程图
学生修正点评流程图。
师给出较详细的流程图：
师：有了流程图我们就可以模拟设计试管牛
2、角色模拟
①请大家来扮演胚胎工程专家，共同模拟研究“试管牛”工厂化生产的技术流程。
②按照我们的合作小组，各组根据技术流程图选取某环节进行研究（具体分环节）。
③整理研究内容：
方法：查阅有关资料（可根据教材或利用自己搜集的有关“试管牛”的资料）→研讨、制定技术方法→写出研究报告。
3、展示研究成果
师:请各小组长按流程图的顺序依次展示本组的设计环节。
板书：3、体外受精
（1）、卵母细胞的收集和培养
生：卵母细胞的采集有三种方法：分别是超排技术、活体冲卵和从屠宰母畜的卵巢获得。得到之后培养到第二次减数分裂中期。
师：大家觉得李萌同学描述的准确吗？
生：我觉得不全面，没比较三种方法的异同，同时没描述其的具体操作。超排技术具体做法是对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。活体采卵需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。第三种方法从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。后两种方法适用于大家畜和大动物。采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
生：采集卵母细胞时根据需要，选择质量符合要求的才可，并不是所有的卵母细胞都适合体外培养受精，只有卵母细胞有三层以上卵丘细胞紧密包围，细胞质均匀或是卵母细胞质均匀，卵丘细胞层低于三层或部分包围卵母细胞才可以被选用。
生：我认为培养卵母细胞时还要考虑在哪里培养，培养到何时才算成熟，以及成熟的标志是什么？
师：考虑的很好，谁给与解答？
生：我想培养时，先将卵母细胞放入培养皿中，然后在实体显微镜下经挑选和洗涤后，放入成熟培养液中培养。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。至于成熟的标志应该看第一极体吧。
生：我认为成熟的标志应看细胞内染色体的状态、数量和排列位置。
生：应看卵细胞外的放射冠的形状，如果向四周发散就意味着成熟。
师：卵母细胞从获取到培养再到成熟大家刚才的回答都特别好，说明大家在下面进行了深思考，这是很难得的，但我们培育的是试管牛，如果让我来操作这一技术的话，三种方法我应选哪一种更适合呢？
生：选第三种。
师：为何？
生：因为它廉价易得，且要求的技术难度低，但确定母畜的系谱较为困难。
生：这种方法的关键在于卵巢的保温和防止细菌的污染，所以要用生理盐水或磷酸缓冲液进行冲洗，然后放入保温瓶中，还需要在溶液中加入一定的抗生素。
师：很好，既然我们选第三种方法，那么我们能否将屠宰场和胚胎工厂合建了？
这时同学们也乐了，他们好像看到了自己着手建立的工厂。异口同声的回答能。
师：既然有了卵母细胞那怎样采集精子呢？
板书：（2）、精子的收集和获能
生：对于牛而言，我们采集精子的方法是假阴道法。采集到精子后我们还应是它在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液获能才能受精。
师：哪位同学有不同的意见？
生：在使用假阴道法时，应训练被采精动物爬跨台畜，同时应对采集人员进行专业训练。
师：very
good！但大家想过吗？采集精液后如果还不能及时受精，那么精子应怎样存放呢？
生：液氮冻存。
师：（强调）这儿是牛，如果换成其他动物采集的方法一样吗？如果不一样还有那些？它们的区别是什么？大家课后列一个表将这几种方法做一区别。
师：万事俱备只欠东风，下来我们跟干什么？
板书：（3）、受精
生：我们让成熟的卵细胞和获能的精子在体外融合受精。我们将其放在获能液或专用的受精液中使其完成受精。
生：新鲜或冷冻的精液要对精子精心离心处理，目的是除去精清中含有能抑制精子获能的物质以利于精子的获能。
这时一片寂静。
师：我有些不明白的地方，一是受精没受精咋判断？二是受精时是不是只拿一个精子与一个卵细胞进行融合？三是除过在溶液中受精再有其他受精方法吗？
生：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。至于受精时精子与卵细胞的数量比可能使精子多一些。受精的方式应跟还有．．．．．．
生：前面细胞工程中的显微操作可能能实现受精。
生：我想受精时精子与卵细胞的数量比可能接近1:1．我们教材上不是讲受精一般在培养液小滴内共同培养。
师：三个问题有两个我们达成了共识，其中受精时精子与卵细胞的数量比的问题，我给大家一组数据：受精时每10ul精液放入1-2枚卵子，小滴的体积一般为50-200ul。这有助于我们认识受精时的数量，另一方面我们教材还以图的形式给我们展示受精时对精液还需离心处理。
师：得到受精卵后我们后面还应做什么？
板书：4、胚胎的早期培养
生：对受精卵的培养，把受精卵放在发育培养液中培养，待培养到桑椹胚或囊胚时再进行移植。
师：那位同学补充说明。
生:胚胎培养时应先检测受精卵的发育能力。
生：胚胎培养的培养液和动物细胞的培养也不同，前者含无机盐、微量元素、糖、氨基酸、促生长因子、血清、血浆，后者是无机盐、有机盐、氨基酸、核苷酸、维生素、激素和血清。另外培养后不一定移植，也可以对其进行冻存。
生：胚胎移植到母畜体内时，还要进行一项重要的活动，那就是根据我们培育试管牛的目的进行性别鉴定，即只有母牛才能产奶，对于肉牛这一项就无所谓。
师：大家的补充很充分，我给大家补充一点，胚胎培养时培养液中还要加进一些体细胞，一方面让他们给胚胎提供发育所需要的物质，另一方面，我想可能也引入竞争机制，增强其对外界环境的适应力。
师：上面各小组对不同操作环节的描述很全面，很详细，实践操作性也很强，但都比较零散，下来我们以教材P73页3-15图从整体上那个对我们这节课做一小结。
三、归纳提升
师生共同看图，回顾本节所学内容。
【课后思考】P73思考与探究
效 果：
本节教学活动结束了，但热烈的探讨氛围却并未因此终止而结束，瞬间学术报告厅炸开了锅，师生的争论、议论声不绝于耳，一方面，老师们热烈的议论着教学内容、教学方法的选择、课堂学生的表现等。他们大多认为：这节教材内容偏难，对学生的能力要求有些高，导致处理教材难度加大，这不仅要求学生必须拥有足够量的相关信息，还要求他们（农村）有足够的勇气来面对这一比较敏感的话题，另一方面，学生激烈的谈论着课后的感悟和收获，课前他们每个人对本节教材内容的认知很有限，仅限于课本知识和一些教辅资料，然而经过本节课同学们的展示和讨论，加上老师的点拨，他们耳目一新，原本抽象、距离自己很遥远的知识接近了自己，走进了自己的生活实践，更为重要的是这节课使他们真正的感受了获取知识和给与知识之间真正意义上的不同；同时课堂上还给他们留下了许多值得探讨的议题。师生的热情进一步的激发了我对本节课的反思，这节课既不是大师的杰作，也不能统领整个教育教学，仅在课堂上做了一点点的变化，稍稍改变了以往旧的满堂灌的教学模式，而且本节课不管从教学理念的设计到教学方法选取进而到教学技巧的应用都有令人不很满意的地方，可就这一节课，在师生中引起了这样的效应，难道这还不足以表现我校师生对课改的殷切期盼吗？尽管这节教学活动结束了，但我校课改工程不仅没结束，才刚迈出了很小的第一步，它给我校课改留下的后续工作还很多，课改怎样改，改到何种地步，从哪些方面改，最终形成怎样的模式以及与此相配套的一些具体的适合我校的细则方案还有待于我们进一步的去探索、尝试和完善。
陕西中小学课堂教改案例
【三维目标】
知识与技能
1、简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2、简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
3、认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
4、能够使用通俗语言介绍体外受精和早期胚胎培养技术。
过程与方法
本节内容我采用的学习方法，以“试管牛”为例，让学生以胚胎学家的身份去思考，去探究，从而激发学习兴趣、培养能力、获取知识。注意搜集相关“试管牛”技术及其发展的资料，讨论并制定试管牛工厂化生产的技术流程，达到所学知识的融会贯通。
情感态度与价值观
在学习中，积极参与搜集资料信息，并结合“体内受精和胚胎发育”的已有知识储备，合理的推理和设计体外与胚胎培养的流程，从其发现理论与实践的结合点与差异，体会科学探索的差异，体会科学探索的艰巨性，掌握科学探究的一般方法。
【教学重点和难点】
1．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。
2．教学难点
（1）卵母细胞的采集和培养。（2）精子的采集和获能。
【课堂教学过程】
一、走进课堂
导课：通过多媒体向学生展示国内外试管动物特别是试管牛的发展现状。让学生分析资料思考系列问题：
为何叫试管动物？什么是试管动物？它们是怎样产生的？
引入课题：板书：3．2 体外受精和早期胚胎培养
通过多媒体展示两幅图一副是试管中的婴儿，一副是教材上的试管牛和试管羊。比较两幅图第一幅中有试管叫试管婴儿，而第二幅中无试管为何也叫试管牛和试管羊？
那么何为试管动物和试管动物技术？
学生回答试管动物技术的概念，同时根据概念简单分析试管动物形成的大概过程。
板书：一、试管动物技术
师：那么大家试想一下，自然界普通牛的产生那么方便为何又要人工创造试管牛呢？
展示图片：我国牛和国际良种牛在性状上的差异，让学生谈谈面对此情此景的感想。
生：向国外学习，加强杂交育种培育新品种。
生：不行，经历的时间太长，且结果带有不确定性。
生：那我们直接引种。
展示引种的困难：费用昂贵，且繁殖率低。
学生们私下里窃窃私语。
展示母牛体内卵母细胞和公牛产生的精子特多，对此你有何大胆的设想以解决上述难题？
生：（又一次热烈纷纷拿出方案）在体外让它们受精，然后得到胚胎，再借腹怀胎就可实现我们的目的。
师：那这个伟大的设计怎样由理想变成现实呢？下来我们就以试管牛为例来具体设计实施。
二、探究新知
板书：二、试管牛
任何一项技术的实施首先要找到理论根据，试管牛的培育也一样，我们首先寻找理论依据。
板书：1、理论依据
师：1、复习联想：回忆第一节课内容，并思考讨论以下各题：
（1）哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？
生：精子和卵子的发生—受精—胚胎的发育
（2）哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节？
生：获得精子和卵子—体外受精—体外胚胎培养
师：很好，有了理论我们先得设计生产流程线。（大家在下面设计，请王晨同学在黑板上设计）
板书：2、流程图
学生修正点评流程图。
师给出较详细的流程图：
师：有了流程图我们就可以模拟设计试管牛
2、角色模拟
①请大家来扮演胚胎工程专家，共同模拟研究“试管牛”工厂化生产的技术流程。
②按照我们的合作小组，各组根据技术流程图选取某环节进行研究（具体分环节）。
③整理研究内容：
方法：查阅有关资料（可根据教材或利用自己搜集的有关“试管牛”的资料）→研讨、制定技术方法→写出研究报告。
3、展示研究成果
师:请各小组长按流程图的顺序依次展示本组的设计环节。
板书：3、体外受精
（1）、卵母细胞的收集和培养
生：卵母细胞的采集有三种方法：分别是超排技术、活体冲卵和从屠宰母畜的卵巢获得。得到之后培养到第二次减数分裂中期。
师：大家觉得李萌同学描述的准确吗？
生：我觉得不全面，没比较三种方法的异同，同时没描述其的具体操作。超排技术具体做法是对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。活体采卵需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。第三种方法从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。后两种方法适用于大家畜和大动物。采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
生：采集卵母细胞时根据需要，选择质量符合要求的才可，并不是所有的卵母细胞都适合体外培养受精，只有卵母细胞有三层以上卵丘细胞紧密包围，细胞质均匀或是卵母细胞质均匀，卵丘细胞层低于三层或部分包围卵母细胞才可以被选用。
生：我认为培养卵母细胞时还要考虑在哪里培养，培养到何时才算成熟，以及成熟的标志是什么？
师：考虑的很好，谁给与解答？
生：我想培养时，先将卵母细胞放入培养皿中，然后在实体显微镜下经挑选和洗涤后，放入成熟培养液中培养。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。至于成熟的标志应该看第一极体吧。
生：我认为成熟的标志应看细胞内染色体的状态、数量和排列位置。
生：应看卵细胞外的放射冠的形状，如果向四周发散就意味着成熟。
师：卵母细胞从获取到培养再到成熟大家刚才的回答都特别好，说明大家在下面进行了深思考，这是很难得的，但我们培育的是试管牛，如果让我来操作这一技术的话，三种方法我应选哪一种更适合呢？
生：选第三种。
师：为何？
生：因为它廉价易得，且要求的技术难度低，但确定母畜的系谱较为困难。
生：这种方法的关键在于卵巢的保温和防止细菌的污染，所以要用生理盐水或磷酸缓冲液进行冲洗，然后放入保温瓶中，还需要在溶液中加入一定的抗生素。
师：很好，既然我们选第三种方法，那么我们能否将屠宰场和胚胎工厂合建了？
这时同学们也乐了，他们好像看到了自己着手建立的工厂。异口同声的回答能。
师：既然有了卵母细胞那怎样采集精子呢？
板书：（2）、精子的收集和获能
生：对于牛而言，我们采集精子的方法是假阴道法。采集到精子后我们还应是它在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液获能才能受精。
师：哪位同学有不同的意见？
生：在使用假阴道法时，应训练被采精动物爬跨台畜，同时应对采集人员进行专业训练。
师：very
good！但大家想过吗？采集精液后如果还不能及时受精，那么精子应怎样存放呢？
生：液氮冻存。
师：（强调）这儿是牛，如果换成其他动物采集的方法一样吗？如果不一样还有那些？它们的区别是什么？大家课后列一个表将这几种方法做一区别。
师：万事俱备只欠东风，下来我们跟干什么？
板书：（3）、受精
生：我们让成熟的卵细胞和获能的精子在体外融合受精。我们将其放在获能液或专用的受精液中使其完成受精。
生：新鲜或冷冻的精液要对精子精心离心处理，目的是除去精清中含有能抑制精子获能的物质以利于精子的获能。
这时一片寂静。
师：我有些不明白的地方，一是受精没受精咋判断？二是受精时是不是只拿一个精子与一个卵细胞进行融合？三是除过在溶液中受精再有其他受精方法吗？
生：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。至于受精时精子与卵细胞的数量比可能使精子多一些。受精的方式应跟还有．．．．．．
生：前面细胞工程中的显微操作可能能实现受精。
生：我想受精时精子与卵细胞的数量比可能接近1:1．我们教材上不是讲受精一般在培养液小滴内共同培养。
师：三个问题有两个我们达成了共识，其中受精时精子与卵细胞的数量比的问题，我给大家一组数据：受精时每10ul精液放入1-2枚卵子，小滴的体积一般为50-200ul。这有助于我们认识受精时的数量，另一方面我们教材还以图的形式给我们展示受精时对精液还需离心处理。
师：得到受精卵后我们后面还应做什么？
板书：4、胚胎的早期培养
生：对受精卵的培养，把受精卵放在发育培养液中培养，待培养到桑椹胚或囊胚时再进行移植。
师：那位同学补充说明。
生:胚胎培养时应先检测受精卵的发育能力。
生：胚胎培养的培养液和动物细胞的培养也不同，前者含无机盐、微量元素、糖、氨基酸、促生长因子、血清、血浆，后者是无机盐、有机盐、氨基酸、核苷酸、维生素、激素和血清。另外培养后不一定移植，也可以对其进行冻存。
生：胚胎移植到母畜体内时，还要进行一项重要的活动，那就是根据我们培育试管牛的目的进行性别鉴定，即只有母牛才能产奶，对于肉牛这一项就无所谓。
师：大家的补充很充分，我给大家补充一点，胚胎培养时培养液中还要加进一些体细胞，一方面让他们给胚胎提供发育所需要的物质，另一方面，我想可能也引入竞争机制，增强其对外界环境的适应力。
师：上面各小组对不同操作环节的描述很全面，很详细，实践操作性也很强，但都比较零散，下来我们以教材P73页3-15图从整体上那个对我们这节课做一小结。
三、归纳提升
师生共同看图，回顾本节所学内容。
【课后思考】P73思考与探究
效 果：
本节教学活动结束了，但热烈的探讨氛围却并未因此终止而结束，瞬间学术报告厅炸开了锅，师生的争论、议论声不绝于耳，一方面，老师们热烈的议论着教学内容、教学方法的选择、课堂学生的表现等。他们大多认为：这节教材内容偏难，对学生的能力要求有些高，导致处理教材难度加大，这不仅要求学生必须拥有足够量的相关信息，还要求他们（农村）有足够的勇气来面对这一比较敏感的话题，另一方面，学生激烈的谈论着课后的感悟和收获，课前他们每个人对本节教材内容的认知很有限，仅限于课本知识和一些教辅资料，然而经过本节课同学们的展示和讨论，加上老师的点拨，他们耳目一新，原本抽象、距离自己很遥远的知识接近了自己，走进了自己的生活实践，更为重要的是这节课使他们真正的感受了获取知识和给与知识之间真正意义上的不同；同时课堂上还给他们留下了许多值得探讨的议题。师生的热情进一步的激发了我对本节课的反思，这节课既不是大师的杰作，也不能统领整个教育教学，仅在课堂上做了一点点的变化，稍稍改变了以往旧的满堂灌的教学模式，而且本节课不管从教学理念的设计到教学方法选取进而到教学技巧的应用都有令人不很满意的地方，可就这一节课，在师生中引起了这样的效应，难道这还不足以表现我校师生对课改的殷切期盼吗？尽管这节教学活动结束了，但我校课改工程不仅没结束，才刚迈出了很小的第一步，它给我校课改留下的后续工作还很多，课改怎样改，改到何种地步，从哪些方面改，最终形成怎样的模式以及与此相配套的一些具体的适合我校的细则方案还有待于我们进一步的去探索、尝试和完善。