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高中生物人版选修3现代生物科技专题3.3《胚胎工程的应用及前景》-辽宁师范大学附属中学

视频标签:现代生物科技专题,胚胎工程,应用及前景

所属栏目:高中生物优质课视频

视频课题:高中生物人版选修3现代生物科技专题3.3《胚胎工程的应用及前景》-辽宁师范大学附属中学

教学设计、课堂实录及教案:高中生物人版选修3现代生物科技专题3.3胚胎工程的应用及前景-辽宁师范大学附属中学

3.3.2第二学时 胚胎工程的应用及前景—胚胎分割
2教材分析
“胚胎分割”是普通高中课程标准实验教科书人教版生物选修三“现代生物科技专题”中的内容。该内容属于专题三胚胎工程中第三节“胚胎工程的应用前景”的第二课时。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。但由于我校实验设备条件有限,因此发展探究能力将比较多的集中在学习资料的分析、自主学习与合作学习等方面,并辅以适量可行的调查活动。
     胚胎分割是在专题三第三节第一课时“胚胎移植”的基础上对早期胚胎利用率的进一步提升,并利用了专题三第一节“早期胚胎发育”的相关知识,即早期胚胎细胞全能性的问题。教材从一个问题“能不能将一个胚胎分割成几份,从而提高胚胎利用率呢?”引出胚胎分割,直接给出胚胎分割的基本概念,并从生物学史方面简述胚胎分割取得的成果。教材选用了三张同卵双胎和同卵多胎的图片,比较直观的让学生认识到胚胎分割技术产生的后代的性状基本相同;选用了一张主要仪器设备的图片间接的传递早期胚胎体积小,操作难的信息;以示意图的形式交代了牛胚胎性别鉴定和分割需要注意的问题等。文图的有机结合降低了理解知识的难度。
3教学目标
知识目标:简述胚胎分割的理论基础,举例说出胚胎分割的应用及发展前景。
能力目标:通过探讨、进展追踪等活动,提高搜集资料、处理资料撰写专题综述报告的能力。
情感态度价值观目标:关注胚胎工程的研究进展和应用价值,认同胚胎工程在畜牧业的应用价值。
4学情分析
初中基础:辽宁省初中教学采用的是人教版的生物学教材,在七年级上册的第二章已经完成了细胞分裂相关内容的学习,并且知道动物体的结构层次;在七年级下册的第一章中了解过人的生殖过程;在八年级下册中已经了解过生物的遗传和变异的相关内容。
高中基础:
①知识基础:必修一《分子与细胞》第六章“细胞的生命历程”里明确细胞分裂与分化的异同;能够说出细胞分化对于生命体个体发育的意义;知道动物细胞的受精卵的全能性最高;必修二《遗传与变异》中第二章“基因与染色体的关系”中明确基因在染色体上并呈线性排列、第三章“基因的本质”中掌握DNA 复制的相关内容以及DNA 与基因的关系、第四章“基因对生物性状的控制”中明确性别与性染色体有关并由相应的性别决定基因控制;选修三《现代生物科技专题》专题一“基因工程”中明确PCR扩增技术的原理及操作流程;专题三“胚胎工程”中了解早期胚胎发育经历的阶段及各阶段的特点。
②能力基础:能借助影音资料“子宫日记:神秘的同卵双胞胎现象”归纳出同卵双胎或多胎产生的原因,进而大胆猜测如何在体外进行模拟操作获得克隆的后代或者借助“体外受精”实质是在体外条件下模拟生物体内受精及早期胚胎发育的例子类比推理通过胚胎分割获得同卵双胎或多胎;根据早期胚胎的特点,判断分割对象并能说出原因;通过资料分析,提取相应的有效信息,了解性别控制的方法;能利用网络技术搜索最新的学习资源并分享。
③情感态度价值观基础:进入选修三《现代生物科技专题》的学习后,更加认同生物学理论在科技进步中发挥着重要作用,而生物技术的发展又会不断完善基础理论,两者相辅相成,不可分割;更加关注生命科学的伦理问题。
5重点难点
教学重点:了解胚胎分割的概念、意义及操作过程及其应用意义。
教学难点:简述胚胎分割的生理学基础。
6学案
《胚胎工程的应用及前景—胚胎分割》探究案
【学习目标及重难点】
目标:1.简述胚胎分割的理论基础
2.举例说出胚胎分割的应用及发展前景。
3.能够进行比较、辨别、讨论、资料分析
重点:了解胚胎分割的概念、操作流程及其应用意义。
难点:简述胚胎分割的理论基础。
一、胚胎分割的概念(阅读教材P78第三自然段的黑体字并填写表格)
操作对象:
方法:
目的:
意义:
理论基础:
探究一:胚胎分割中选用的是哪个阶段的胚胎?为什么?【完成表格中的—理论基础】
探究二:如何获取所需的早期胚胎呢?
探究三:(阅读教材P79相关文字及图示并回答下列问题)
分割时利用的仪器设备和用具有哪些?
2.对囊胚进行分割时,特别要注意什么?原因?能否无限均分?为什么?
3.切割后的胚胎应如何处理呢?
总结:胚胎分割的基本程序:
选择发育良好、形态正常的            或                →移入盛有操作液的培养皿中→用                或                    将胚胎切开→吸出其中半个胚胎,注入                  中,或将                    移入受体→使其在受体子宫内着床并发育成幼体。
推测:分割后经移植获得的同卵双胎或多胎,遗传性状有什么特点?为什么呢?
思考:试管动物技术属于无性生殖还是有性生殖?胚胎分割呢?为什么?
二、性别鉴定常用方法
受精前:                  
受精后:                  
进一步探究:胚胎分割技术为什么会出现刚出生的动物体重偏、毛色和斑纹还存在差异等问题呢?
练习:下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答:
(1)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的              。对胚胎进行分割时,要特别注意将          均等分割,否则会                             。来自同一胚胎分割产生的后代具有        (相同/不同)的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物       的方法之一。
(2)滋养层细胞将来会发育成胎儿的          或          。
①过程取少量滋养层细胞做DNA 分析性别鉴定,采用的方法是            。
作业:1.练习册P51   自我检测第3 、4题
           P52   过关题组 第1、2题
           P54   课时达标 第10题
2.预习胚胎干细胞相关内容并填写P50新知导学(三)
7教学过程
7.1第二学时
7.1.1教学活动
活动1【导入】同卵双胎和多胎是如何产生的

教师活动 学生活动 设计意图
【引入】图片引入:展示两种类
型的双胞胎图片。双胞胎分同卵
双胞胎和异卵双胞胎。异卵双胎
是如何产生的呢?
  那么同卵双胞胎又是如何产生的
呢?展示播放视频文件(子宫日
记:神秘的同卵双胞胎现象)。
 
科学家就思考能否在人为干预下
使得体外培养的早期胚胎也经历
类似的过程,从而提高胚胎的利用率呢?基于这样的设想,一项新的胚胎工程技术应运而生—胚胎分割。
 观察图片并尝试说出异卵双胞胎产生的原因。
 
 
 
观看视频,尝试总结同卵双胞胎产生的原因——同卵双生则来源于同一受精卵,在卵裂过程中由于不明原因引起胚胎中的细胞相互分离而产生同卵双胞胎。
回忆旧知,引出新知。
 
 
激发学习兴趣。
 
 
 
进一步加强对胚胎工程原理的理解,并引出本节课的内容。
活动2【讲授】以旧带新,为学生搭建自主学习和合作学习的平台
教师活动 学生活动 设计意图
1.请同学们阅读教材p78黑体字,从概念中提取胚胎分割的对象、方法、目的。
2.问:根据胚胎形态的变化,可以将早期发育的胚胎分为哪几个阶段?
(教师在ppt上展示处于不同阶段的胚胎示意图)
3.学案探究
探究一:胚胎分割中选用的是哪个阶段的胚胎?为什么? 总结胚胎分割的理论基础。
 
探究二:如何获取所需的早期胚胎呢?(若以体外受精获取早期胚胎为例)
 
复习旧知:受精前精子要进行相应的准备,称作?使其获能的方法有?卵子要分裂至什么时期?精子和卵子在什么溶液中完成受精?胚胎培养液的成分有哪些?)
探究三:
(1)分割时利用的仪器设备和工具有哪些?
(2)对囊胚进行分割时,特别要注意什么?原因?能否无限均分?为什么?
 
 
 
 
(3)分割后的胚胎应如何处理呢?为什么要将早期胚胎注入到空透明带中呢?
 
 
 
 
 
 
 
推测:分割后经移植获得同卵双胎或多胎,遗传性状有什么特点?为什么呢?
追问:为什么说胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一?
(4)进一步的设想:性别控制
导语:对于奶牛、奶山羊等以产奶为主要生产性状的家畜,人么希望多生产母畜;而对于肉用牛、羊和毛用牛、羊等,人么又希望多生产公畜,那么人们能否控制哺乳动物的性别呢?
受精前:
哺乳动物的性别决定类
型——XY型。
尝试将X精子与Y精子分离从而达到控制性别的目的。
受精后:
(1)判断:性别受性染色体控制而与基因无关。(╳)
(2)SRY-PCR胚胎的性别决定技术
拓展:查相关资料了解性别控制的其他手段。
4.胚胎分割的意义(与胚胎移植、核移植技术作比对)
阅读教材P78黑体字并回答胚胎分割的对象、方法、目的。
 
独立思考并回答:桑椹胚、囊胚、原肠胚。
 
 
学生辨别图示并回答各时期胚胎的特点。
 
 
独立思考并回答:桑椹胚和囊胚。
桑椹胚这一时期之前的所有细胞都具有全能性,而囊胚的内细胞团具有全能性。
 
头脑风暴:从供体子宫内冲卵;利用体外受精及早期胚胎培养等技术获取。
 
 
回顾旧知。
 
 
 
 
 
阅读教材P79第1.2.3自然段回答:(小组讨论)
1.仪器设备:实体显微镜和显微操作仪。分割针和分割刀。
2.均等分割。否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。不能。早期胚胎的体积很小,只有在显微镜下才能看到;再者,细胞数目是有限的。分割的份数越多,不但难以做到均等分割,每一份的细胞数会越少,而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。所以说胚胎分割的份数越多,操作的难度会越大,移植的成功率也越低。
3.注入空的透明带或直接将裸半胚移植入受体。(因为胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的)。受精后,由于透明带的存在,使得不断进行分裂的胚胎保持结构上的完整性。如果人为地去除发育早期胚胎的透明带,胚胎的发育似乎受影响不大,但存活率明显降低。
 
完成学案上胚胎分割的基本程序。
 
 
相同。遗传物质相同。
 
 
与试管动物技术相对比,说出有性生殖和无性生殖的判断方法。
 
 
 
 
 
 
 
 
回忆:XY型性别决定方式的生物,群体中的雌雄比例接近1:1,其原因是
 
 
 
引出新知生物的性状从根本上是由基因控制的—Y染色体上的SRY 基因。
加快繁殖速度,提高胚胎利用率。
放手学生,使其独立自学。
 
回忆胚胎发育的过程,在旧知的基础上搭建新知的平台。
 
 
新旧知识有机结合,实现进一步的提升。
 
结合胚胎移植中早期胚胎的来源回答问题。
 
 
 
 
 
 
 
给学生自主学习的时间和机会。
 
简单问题,独立思考并回答;复杂问题借助小组合作学习共同解决。
 
 
将现有知识做适当的延伸。
 
 
 
 
学生自主完成学案的过程也就是自主梳理的过程。
 
 
 
应用新知解决新问题。
 
进一步激发学生学习兴趣。
 
 
 
 
 
以必修二相关内容为依托延伸至本节内容,并借助判断题来引发学生进一步的思考。
 
 
 
 
 
比对学习,加深印象与理解。
活动3【活动】小结 
教师活动 学生活动 设计意图
小结               共同回忆本节课的重点内容并反复巩固记忆。 反复巩固基础知识。
 
活动4【测试】当堂检测,夯实基础 
教师活动 学生活动 设计意图
      检       测   
 
完成下面试题
共同回忆本节课的重点内容并反复巩固记忆。
练习:下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。
请据图回答:
(1)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的
              。对胚胎进行分割时,要特别注意将          
均等分割,否则会                                。来自同一胚
胎分割产生的后代具有        (相同/不同)的遗传物
质,因此,胚胎分割可以看作动物       的方法之一。
(2)滋养层细胞将来会发育成胎儿的          或          。
①过程取少量滋养层细胞做DNA 分析性别鉴定,采用
的方法是           。
及时反馈,从而快速发现
问题,调整教学。
 
活动5【作业】布置作业
教师活动      学生活动 设计意图
【布置作业】
1.练习册P51   自我检测 第3 、4题
P52   过关题组 第1、2题
P54   课时达标 第10题
2.预习胚胎干细胞相关内容并填写
P50新知导学(三)
              记录作业          使学生在课后能加
         强练习,从而发现
         缺漏,进一步完善
         本节内容。
活动6【活动】板书设计
专题三 3.3.2胚胎工程的应用及前景——胚胎分割
一、概念
   (1)对象:早期胚胎
   (2)方法:机械方法
   (3)目的:获得同卵双胎或多胎
二、意义:提高胚胎利用率,加快繁殖速度。
三、理论基础:胚胎细胞的全能性。
四、性别控制
    (1)受精前:X精子与Y精子分离技术
    (2)受精后:SRY-PCR技术
活动7【活动】课后反思-自省以达到完善教学的目的。
  近年来辽宁高考中关于选修三的部分更加侧重基础概念、原理方法的考查,但是相对于选修一来讲知识内容的复杂程度却很高,这就要求教师在授课前研读教学大纲、考纲及教材,把握好教学的难度与深度。
  《胚胎分割》这节内容知识难度不大,但是如何将文字内容形象化,如何将枯燥的内容趣味化,如何将建构式学习理论应用于本节内容等等,这是备课过程中的难点所在。为了加深学生的理解,调动学生的积极性,创设基于已有知识的学习平台,夯实本节课的基础知识,我精心设计了导学案、课件(穿插视频和图片)并精选了习题。从课堂反馈来看,效果不错。但个别地方还需大胆放手,充分发挥学生的能动性,比如性别鉴定的部分可以多给学生一点思考和讨论的时间,也可适当的和基因工程中DNA分子杂交技术进行联系。
    经过这次磨炼,让我认识到没有一堂课是简单的,也没有一堂课是极其复杂难以驾驭的,关键是要精心设计、认真琢磨,这样才能实现高效课堂。
 

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