3.3 胚胎工程的应用及前景 教案
文档属性
| 名称 | 3.3 胚胎工程的应用及前景 教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 128.0KB | ||
| 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 | 2020-11-19 11:09:46 | ||
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文档简介
胚胎工程的应用及前景
一、教材分析
本节课是高中生物教材选修三第三章第三节的内容，主要学习与胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞三方面相关的知识。其中，胚胎移植分别从什么是胚胎移植、为什么能胚胎移植、怎样胚胎移植三个问题来阐述。胚胎移植是胚胎工程的终端环节，所以，在知识考查上与基因工程、细胞工程等都有自然而然的综合，是重要的考点。胚胎分割是在实现了胚胎移植之后进一步“开发”的新技术，其操作时间是在胚胎移植之前进行，即先分割再移植，胚胎分割的注意事项是历来的考查点。胚胎干细胞是一个更全新的技术方向，与细胞分化、全能性、动物细胞培养等知识相联系，胚胎干细胞的特点及应用也是经常考查的知识点。总之，本节知识在考查上命题率较高。安排一个课时讲授本节内容略显紧张，所以要注意好课堂的节奏。
二、教学目标
1．知识目标
（1）掌握胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用，了解胚胎移植的重要地位和作用。
（2）了解胚胎分割的应用及其意义。
（3）掌握胚胎干细胞的概念、特点及研究意义。
2．过程与方法
从思考胚胎移植的意义导入新课，重点分析和掌握胚胎移植的生理基础、胚胎移植的基本程序。采用阅读、讨论等教学方法，让学生在思考中学到知识。对于胚胎干细胞的学习，建议学生记忆要点，同时利用网络搜集相关材料加以丰富和拓展现有知识。
3．情感态度与价值观
（1）了解胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。
（2）关注胚胎工程的研究进展和应用价值。
三、教学重难点
重点：
（1）了解胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用。
（2）掌握胚胎分割的注意事项。
（3）了解并掌握胚胎干细胞的概念和特点。
难点：
了解胚胎移植的生理学基础、胚胎干细胞的应用。
四、教学准备
多媒体课件、导学案。
五、课时安排
1课时。
六、教学过程
情境导入：
听说过天价牛肉吗？一斤竟然卖到2000元！这不是炒作，这是真的物有所值。那么，我们怎样才能让这样优秀的牛能够快速、大量的繁殖呢？请大家各抒己见吧。
根据学生回答情况，教师进行引导：
方法一：核移植技术实现克隆牛；方法二、体外受精得到试管牛。
无论用哪种方法都避不开一个技术问题——胚胎移植，因为必须移植给受体才能获得后代，它是胚胎工程的最后一道“工序”。那么什么是胚胎移植呢？它又有什么样的现状和意义？
（一）胚胎移植
1.胚胎移植的概念
学生阅读教材，自我分析归纳概念的要点，教师评价并总结。
①胚胎来源：体内早期胚胎、体外受精得到的胚胎、其他方式如核移植或转基因技术获得的重组胚胎。
②供体：提供胚胎的个体，包括雌性和雄性。
③受体：接受胚胎的雌性个体。
④受体的条件：与供体是同种（同一物种）、生理状态相同。
2.胚胎移植的现状和意义
学生阅读教材并结合图3-17归纳出胚胎移植的5个意义。教师引导学生思考并讨论下面问题：
如何理解“胚胎移植可充分发挥雌性个体的繁殖潜力”这句话？
（表现在以下两个方面：①大大缩短了供体本身的繁殖周期，因为此时供体仅提供优良胚胎，而漫长的妊娠过程交给了受体；②增加供体一生繁殖的后代数量。一头供体良种母牛平均每次处理收集到的胚胎移植后可产下3～4头良种犊牛，而每年对良种供体母牛，可进行4～5次处理，这样，一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几头或数十头。）
过渡：胚胎移植关键问题是怎样使外来的胚胎能在受体子宫内正常发育并分娩，让我们一起从教材P76“胚胎移植的生理学基础”中找到答案。
（二）胚胎移植的生理学基础
学生阅读后分组讨论：
（1）移植到任何一头动物子宫内的早期胚胎都能发育吗？ 怎样能使供、受体生殖器官的生理变化相同？
（不是的，需要同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的；对供、受体做同期发情处理，因为哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内其生殖器官的生理变化是相同的。）
（2）为什么能收集到胚胎？
（早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态。）
（3）移植的胚胎会被受体免疫排斥而难以存活吗？
（不会，因为受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。）
（4）为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性？
（因为移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。）
过渡：我们知道了胚胎移植及其意义，还有能够进行胚胎移植的生理学基础，那么，到底怎样操作完成胚胎移植呢？
（三）胚胎移植的基本程序
请同学们结合教材中图3-19完成课后作业第1题，然后教师多媒体展示下图并分析几个关键问题：
结合图示引导学生重点探究以下几个问题：
1.供、受体如何选择？如何处理？
（供体包括公牛和母牛都必须是具有优良遗传性状的个体，而受体不必一定要性状优良，但一定要是健康的具有正常生殖能力的母牛；需要用相关激素进行同期发情处理。）
2.怎样使供体母牛超数排卵？（给供体母牛注射一定量的促性腺激素。）
3.冲卵是什么意思？（此时的冲卵是指把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来，并非是从输卵管里冲出卵子。）
4.冲卵后为什么要对胚胎进行检查？此时需要胚胎发育到什么时期？
（检查是为了了解胚胎的发育状况，因为牛胚胎移植的时间应该在桑椹胚或囊胚期。）
5.不能及时移植的胚胎如何保存？（放入－196℃的液氮中保存。）
6.胚胎移植的方法有哪些？（手术法和非手术法。）
过渡：如果在胚胎移植之前人为对胚胎进行分割，会不会像在体内形成同卵双胞胎那样也形成双胎甚至多胎呢？
（四）胚胎分割
学生阅读教材后回答以下问题：
1.胚胎分割的特点？（后代具有相同的遗传物质，可以看做是无性繁殖或克隆。）
2.胚胎分割时期为什么要选择桑椹胚或囊胚阶段？
（胚胎分割依据的理论基础是动物细胞的全能性，桑椹胚期的每一个细胞都具有全能性，囊胚期的内细胞团细胞也具有全能性，而原肠胚期细胞分化已经达到了最大限度，全能性减弱。）
3.在对囊胚期的胚胎进行分割时一定要注意的是什么？
（注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。）
4.胚胎分割意义很大，但是还不够完美，它有哪些技术缺陷呢？
（①刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异；②采用胚胎分割技术产生同卵多胎的成功比例是很小的，最常见的是同卵双胎。）
过渡：除了将胚胎分割外，还有一项对胚胎加以更加充分利用的技术——胚胎干细胞的研究。
（五）胚胎干细胞
学生阅读教材相关的内容，归纳总结以下方面：
1.胚胎干细胞来源：早期胚胎或原始性腺
提问：看图3-24，早期胚胎和原始性腺各是什么意思？
（早期胚胎指的是囊胚中的内细胞团，原始性腺指的是早期胎儿（比如流产胎儿）的生殖腺。）
2.胚胎干细胞特点：
①形态上：体积小，细胞核大，核仁明显。
②功能上：具有发育的全能性，可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
提问：利用该特点可以怎样应用胚胎干细胞？
（第一，可以用于治疗人类的某些顽症，当某一类细胞功能出现异常或退化时，就可以通过定向诱导分化来及时修补；第二，可以解决目前存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。）
③在体外培养条件下，可以增殖而不发生分化。从而可以对它进行冷冻保存或遗传改造。
提问：利用该特点可以有怎样的应用价值？
（可以作为研究体外细胞分化的理想材料。）
七、课堂小结
本课内容较多，胚胎移植部分主要学习了什么是胚胎移植、为什么能胚胎移植、怎样胚胎移植三个问题。胚胎分割主要掌握分割时期和注意事项。胚胎干细胞部分主要掌握好记忆来源和特点。三部分中以胚胎移植的生理学基础最为重要。
八、教学反思
一、教材分析
本节课是高中生物教材选修三第三章第三节的内容，主要学习与胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞三方面相关的知识。其中，胚胎移植分别从什么是胚胎移植、为什么能胚胎移植、怎样胚胎移植三个问题来阐述。胚胎移植是胚胎工程的终端环节，所以，在知识考查上与基因工程、细胞工程等都有自然而然的综合，是重要的考点。胚胎分割是在实现了胚胎移植之后进一步“开发”的新技术，其操作时间是在胚胎移植之前进行，即先分割再移植，胚胎分割的注意事项是历来的考查点。胚胎干细胞是一个更全新的技术方向，与细胞分化、全能性、动物细胞培养等知识相联系，胚胎干细胞的特点及应用也是经常考查的知识点。总之，本节知识在考查上命题率较高。安排一个课时讲授本节内容略显紧张，所以要注意好课堂的节奏。
二、教学目标
1．知识目标
（1）掌握胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用，了解胚胎移植的重要地位和作用。
（2）了解胚胎分割的应用及其意义。
（3）掌握胚胎干细胞的概念、特点及研究意义。
2．过程与方法
从思考胚胎移植的意义导入新课，重点分析和掌握胚胎移植的生理基础、胚胎移植的基本程序。采用阅读、讨论等教学方法，让学生在思考中学到知识。对于胚胎干细胞的学习，建议学生记忆要点，同时利用网络搜集相关材料加以丰富和拓展现有知识。
3．情感态度与价值观
（1）了解胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。
（2）关注胚胎工程的研究进展和应用价值。
三、教学重难点
重点：
（1）了解胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用。
（2）掌握胚胎分割的注意事项。
（3）了解并掌握胚胎干细胞的概念和特点。
难点：
了解胚胎移植的生理学基础、胚胎干细胞的应用。
四、教学准备
多媒体课件、导学案。
五、课时安排
1课时。
六、教学过程
情境导入：
听说过天价牛肉吗？一斤竟然卖到2000元！这不是炒作，这是真的物有所值。那么，我们怎样才能让这样优秀的牛能够快速、大量的繁殖呢？请大家各抒己见吧。
根据学生回答情况，教师进行引导：
方法一：核移植技术实现克隆牛；方法二、体外受精得到试管牛。
无论用哪种方法都避不开一个技术问题——胚胎移植，因为必须移植给受体才能获得后代，它是胚胎工程的最后一道“工序”。那么什么是胚胎移植呢？它又有什么样的现状和意义？
（一）胚胎移植
1.胚胎移植的概念
学生阅读教材，自我分析归纳概念的要点，教师评价并总结。
①胚胎来源：体内早期胚胎、体外受精得到的胚胎、其他方式如核移植或转基因技术获得的重组胚胎。
②供体：提供胚胎的个体，包括雌性和雄性。
③受体：接受胚胎的雌性个体。
④受体的条件：与供体是同种（同一物种）、生理状态相同。
2.胚胎移植的现状和意义
学生阅读教材并结合图3-17归纳出胚胎移植的5个意义。教师引导学生思考并讨论下面问题：
如何理解“胚胎移植可充分发挥雌性个体的繁殖潜力”这句话？
（表现在以下两个方面：①大大缩短了供体本身的繁殖周期，因为此时供体仅提供优良胚胎，而漫长的妊娠过程交给了受体；②增加供体一生繁殖的后代数量。一头供体良种母牛平均每次处理收集到的胚胎移植后可产下3～4头良种犊牛，而每年对良种供体母牛，可进行4～5次处理，这样，一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几头或数十头。）
过渡：胚胎移植关键问题是怎样使外来的胚胎能在受体子宫内正常发育并分娩，让我们一起从教材P76“胚胎移植的生理学基础”中找到答案。
（二）胚胎移植的生理学基础
学生阅读后分组讨论：
（1）移植到任何一头动物子宫内的早期胚胎都能发育吗？ 怎样能使供、受体生殖器官的生理变化相同？
（不是的，需要同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的；对供、受体做同期发情处理，因为哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内其生殖器官的生理变化是相同的。）
（2）为什么能收集到胚胎？
（早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态。）
（3）移植的胚胎会被受体免疫排斥而难以存活吗？
（不会，因为受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。）
（4）为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性？
（因为移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。）
过渡：我们知道了胚胎移植及其意义，还有能够进行胚胎移植的生理学基础，那么，到底怎样操作完成胚胎移植呢？
（三）胚胎移植的基本程序
请同学们结合教材中图3-19完成课后作业第1题，然后教师多媒体展示下图并分析几个关键问题：
结合图示引导学生重点探究以下几个问题：
1.供、受体如何选择？如何处理？
（供体包括公牛和母牛都必须是具有优良遗传性状的个体，而受体不必一定要性状优良，但一定要是健康的具有正常生殖能力的母牛；需要用相关激素进行同期发情处理。）
2.怎样使供体母牛超数排卵？（给供体母牛注射一定量的促性腺激素。）
3.冲卵是什么意思？（此时的冲卵是指把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来，并非是从输卵管里冲出卵子。）
4.冲卵后为什么要对胚胎进行检查？此时需要胚胎发育到什么时期？
（检查是为了了解胚胎的发育状况，因为牛胚胎移植的时间应该在桑椹胚或囊胚期。）
5.不能及时移植的胚胎如何保存？（放入－196℃的液氮中保存。）
6.胚胎移植的方法有哪些？（手术法和非手术法。）
过渡：如果在胚胎移植之前人为对胚胎进行分割，会不会像在体内形成同卵双胞胎那样也形成双胎甚至多胎呢？
（四）胚胎分割
学生阅读教材后回答以下问题：
1.胚胎分割的特点？（后代具有相同的遗传物质，可以看做是无性繁殖或克隆。）
2.胚胎分割时期为什么要选择桑椹胚或囊胚阶段？
（胚胎分割依据的理论基础是动物细胞的全能性，桑椹胚期的每一个细胞都具有全能性，囊胚期的内细胞团细胞也具有全能性，而原肠胚期细胞分化已经达到了最大限度，全能性减弱。）
3.在对囊胚期的胚胎进行分割时一定要注意的是什么？
（注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。）
4.胚胎分割意义很大，但是还不够完美，它有哪些技术缺陷呢？
（①刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异；②采用胚胎分割技术产生同卵多胎的成功比例是很小的，最常见的是同卵双胎。）
过渡：除了将胚胎分割外，还有一项对胚胎加以更加充分利用的技术——胚胎干细胞的研究。
（五）胚胎干细胞
学生阅读教材相关的内容，归纳总结以下方面：
1.胚胎干细胞来源：早期胚胎或原始性腺
提问：看图3-24，早期胚胎和原始性腺各是什么意思？
（早期胚胎指的是囊胚中的内细胞团，原始性腺指的是早期胎儿（比如流产胎儿）的生殖腺。）
2.胚胎干细胞特点：
①形态上：体积小，细胞核大，核仁明显。
②功能上：具有发育的全能性，可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
提问：利用该特点可以怎样应用胚胎干细胞？
（第一，可以用于治疗人类的某些顽症，当某一类细胞功能出现异常或退化时，就可以通过定向诱导分化来及时修补；第二，可以解决目前存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。）
③在体外培养条件下，可以增殖而不发生分化。从而可以对它进行冷冻保存或遗传改造。
提问：利用该特点可以有怎样的应用价值？
（可以作为研究体外细胞分化的理想材料。）
七、课堂小结
本课内容较多，胚胎移植部分主要学习了什么是胚胎移植、为什么能胚胎移植、怎样胚胎移植三个问题。胚胎分割主要掌握分割时期和注意事项。胚胎干细胞部分主要掌握好记忆来源和特点。三部分中以胚胎移植的生理学基础最为重要。
八、教学反思