【涉及的生物學(xué)概念】
概念4 細(xì)胞工程通過(guò)細(xì)胞水平上的操作，獲得有用的生物體或其產(chǎn)品
4.3對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子進(jìn)行顯微操作和處理以獲得目標(biāo)個(gè)體
4.3.1簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過(guò)了受精及早期發(fā)育等過(guò)程
4.3.2簡(jiǎn)述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)
【教材解讀】
本節(jié)內(nèi)容涉及到眾多的專業(yè)名詞和概念，學(xué)習(xí)的難度較大。教材利用“?！睘橹骶€提出如何快速、大量繁殖良種奶牛的問(wèn)題，介紹了胚胎工程的理論基礎(chǔ)——哺乳動(dòng)物受精和胚胎早期發(fā)育的規(guī)律，再以“牛”為例介紹胚胎工程的相關(guān)技術(shù)。教材將抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，不僅降低學(xué)習(xí)難度，而且培養(yǎng)了學(xué)生將知識(shí)運(yùn)用解決社會(huì)生產(chǎn)具體問(wèn)題的能力,引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)踐,學(xué)以致用。
【教材目標(biāo)】
1、簡(jiǎn)述受精和胚胎早期發(fā)育的基本過(guò)程；
2、簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步驟和應(yīng)用價(jià)值；
3、運(yùn)用胚胎工程的基本概念和原理，對(duì)生產(chǎn)、生活重點(diǎn)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析和判斷；
認(rèn)同胚胎工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的互動(dòng)關(guān)系。
【生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)】
通過(guò)學(xué)習(xí)哺乳動(dòng)物受精、胚胎早期發(fā)育等生理過(guò)程，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)生命、敬畏生命的情感。
結(jié)合運(yùn)用胚胎工程快速繁殖優(yōu)良奶牛的實(shí)例，說(shuō)出胚胎工程相關(guān)技術(shù)的基本原理，運(yùn)用生命觀念、技術(shù)思維、工程思維和探究思維等，針對(duì)人類生產(chǎn)或生活的需求，提出初步的工程學(xué)構(gòu)想，進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和制作。
課后習(xí)題中探討北方白犀牛的繁育問(wèn)題，涉及了技術(shù)思維的運(yùn)用以及人與自然、人與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展生態(tài)觀的運(yùn)用；同時(shí)激發(fā)了學(xué)生保護(hù)野生動(dòng)物、保護(hù)生物多樣性的社會(huì)責(zé)任。
【微課設(shè)計(jì)思路】
通過(guò)創(chuàng)設(shè)荷斯坦奶牛高產(chǎn)但引進(jìn)資金昂貴且生育率低的現(xiàn)實(shí)情境，設(shè)置大任務(wù)——“如何快速繁殖高產(chǎn)的荷斯坦奶牛”，情境貫穿一節(jié)課的始終。
將大任務(wù)分解成一系列的小任務(wù)：“認(rèn)識(shí)受精（受精前的準(zhǔn)備階段、受精階段）”、“認(rèn)識(shí)胚胎早期發(fā)育”、“認(rèn)識(shí)體外受精和胚胎移植”和“認(rèn)識(shí)胚胎分割”，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)針對(duì)性地完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)。又以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式讓學(xué)生完成系列的小活動(dòng)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，更加積極進(jìn)行思考。在學(xué)習(xí)胚胎相關(guān)技術(shù)的過(guò)程中，了解我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的成就，培養(yǎng)民族自豪感。
最后通過(guò)讓學(xué)生完成課后作業(yè)——設(shè)計(jì)繁育北方白犀牛的方案及討論相關(guān)繁育問(wèn)題，保證學(xué)生思維的連續(xù)性、讓學(xué)生體會(huì)到將學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用解決社會(huì)問(wèn)題的成就感。
【教學(xué)方法】
自主探究法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法及問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1、受精的基本過(guò)程；
2、胚胎早期發(fā)育的基本過(guò)程；
3、胚胎工程的主要技術(shù)及其應(yīng)用；
4、胚胎工程在實(shí)踐中的應(yīng)用。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1、受精過(guò)程中精子和卵子的生理變化。
2、胚胎工程中胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)和基本操作步驟。
【教學(xué)過(guò)程】
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
創(chuàng)設(shè)情境
提出任務(wù)
展示與荷斯坦奶牛相關(guān)的圖片和文字資料；
我國(guó)奶牛的單產(chǎn)水平無(wú)法滿足國(guó)民對(duì)牛奶的需求。
擁有人氣明星“黑白花”奶牛之稱的美國(guó)荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳用牛之冠，母牛一般產(chǎn)乳量高達(dá)7000kg（305天）。
引進(jìn)一頭成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要數(shù)萬(wàn)元；同時(shí)，牛的生育率很低，一生約生育四五次。
【布置任務(wù)】
“大任務(wù)——為快速、大量繁殖荷斯坦奶牛設(shè)計(jì)一個(gè)詳細(xì)方案。”
【提問(wèn)】
1、克隆得到的奶牛種群，在遺傳多樣性上與自然種群有何區(qū)別？
2、想獲得在遺傳多樣性上具有優(yōu)勢(shì)的后代，你能想出其他繁育方法嗎？
展示試管嬰兒相關(guān)圖片，提出試管動(dòng)物是模擬體外受精進(jìn)行有性生殖的過(guò)程屬，于胚胎工程的范疇，從而引出胚胎工程的概念及包含的技術(shù)。
學(xué)生了解本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。思考，根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞工程相關(guān)的知識(shí)，提出可以采用“克隆”的方式完成大任務(wù)的問(wèn)題。
思考并回答“‘克隆’屬于無(wú)性生殖，后代遺傳多樣性低”、“模擬有性生殖，進(jìn)行體外受精，培育試管動(dòng)物?！?br>聽(tīng)講并閱讀課本，了解胚胎工程的概念及相關(guān)技術(shù)。
創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，帶有目的地學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容。
通過(guò)教師引導(dǎo)了解動(dòng)物細(xì)胞核移植的應(yīng)用局限，開(kāi)始本節(jié)課的學(xué)習(xí)。
通過(guò)學(xué)生熟悉并感興趣的試管嬰兒的相關(guān)圖片，讓學(xué)生初步感知胚胎工程的相關(guān)知識(shí)。
任務(wù)一：認(rèn)識(shí)受精（受精前的準(zhǔn)備階段、受精階段）
闡明學(xué)習(xí)胚胎工程的相關(guān)技術(shù)，需要先了解相關(guān)的生命規(guī)律。
【進(jìn)行活動(dòng)一】
活動(dòng)一：認(rèn)識(shí)精子和卵子的結(jié)構(gòu)
展示精子和卵細(xì)胞的結(jié)構(gòu)示意圖，觀察并思考以下問(wèn)題：
思考1：精子的結(jié)構(gòu)特性與其功能有什么相關(guān)性？
思考2：圖中卵子處在減數(shù)分裂哪個(gè)階段？
【介紹受精前的準(zhǔn)備階段】
展示圖片，講述受精前的準(zhǔn)備階段，請(qǐng)學(xué)生思考以下問(wèn)題：
思考3：在進(jìn)行體外受精操作時(shí)，需要對(duì)精子和卵子進(jìn)行什么處理？
學(xué)生根據(jù)圖中的信息，并運(yùn)用減數(shù)分裂的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行回答，引出受精前準(zhǔn)備階段相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
學(xué)生了解受精前的準(zhǔn)備階段，并運(yùn)用剛學(xué)過(guò)的知識(shí)思考問(wèn)題。
讓學(xué)生從簡(jiǎn)單的圖片中獲取相關(guān)信息，調(diào)動(dòng)已學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行分析，為后續(xù)學(xué)習(xí)體外受精的過(guò)程做鋪墊。
【進(jìn)行活動(dòng)二】
活動(dòng)二：自主閱讀課本P58“受精階段”文字內(nèi)容，回答以下問(wèn)題。
思考1：受精時(shí)，精子依次穿過(guò)了哪些結(jié)構(gòu)？
思考2：防止多精入卵的機(jī)制有哪些？
思考3：入卵后，精子和卵子發(fā)生了哪些變化？
學(xué)生根據(jù)課本的文字和圖片信息，回答問(wèn)題。
利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課重難點(diǎn)知識(shí)，過(guò)程有針對(duì)性，提高學(xué)習(xí)的有效性。
任務(wù)二：認(rèn)識(shí)胚胎早期發(fā)育
展示胚胎早期發(fā)育的示意圖，介紹場(chǎng)所、分裂方式以及卵裂的特點(diǎn)。
【進(jìn)行活動(dòng)三】
活動(dòng)三：自主閱讀課本P58的文字內(nèi)容，歸納早期胚胎發(fā)育幾個(gè)階段的主要特點(diǎn)，填入下表：
發(fā)育階段
發(fā)育特點(diǎn)
播放受精卵發(fā)育至囊胚孵化的視頻以及展示囊胚的結(jié)構(gòu)示意圖，指導(dǎo)學(xué)生完成表格的填寫(xiě)。
閱讀教材，并進(jìn)行歸納總結(jié)；并在教師的指導(dǎo)下修正答案。
發(fā)育階段
發(fā)育特點(diǎn)
桑葚胚
致密細(xì)胞團(tuán)，未分化
囊胚
逐漸分化，形成滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和囊胚腔
原腸胚
形成三個(gè)胚層
學(xué)生自主閱讀及總結(jié)歸納，有利于培養(yǎng)其自學(xué)能力。
通過(guò)視頻多媒體展示胚胎發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程，有利于學(xué)生具象地認(rèn)識(shí)胚胎早期發(fā)育，同時(shí)激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)生命、敬畏生命的情感。
拓展應(yīng)用
【進(jìn)行活動(dòng)四】
活動(dòng)四：請(qǐng)?zhí)岢隹焖俜庇伤固鼓膛５暮?jiǎn)單思路。
學(xué)生根據(jù)剛學(xué)過(guò)的胚胎工程的理論基礎(chǔ)，提出簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)思路。
本環(huán)節(jié)回歸到導(dǎo)入情境提出的任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題的意識(shí)。
任務(wù)三：認(rèn)識(shí)體外受精和胚胎移植
【介紹體外受精】
展示“哺乳動(dòng)物體外受精示意圖”，引導(dǎo)學(xué)生們推測(cè)出體外受精的相關(guān)環(huán)節(jié)，介紹體外受精的相關(guān)環(huán)節(jié)及意義。
學(xué)生聽(tīng)講并思考，結(jié)合體內(nèi)受精相關(guān)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。
了解胚胎工程相關(guān)技術(shù)的基本原理，初步形成技術(shù)思維。
【介紹胚胎移植】
介紹供體、受體、胚胎移植的概念。
【進(jìn)行活動(dòng)五】
活動(dòng)五：自主閱讀課本P61內(nèi)容，回答以下問(wèn)題：
1、將胚胎移植到任何一個(gè)受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎？
2、如不能，需要在胚胎移植前對(duì)受體進(jìn)行怎樣的操作？
3、受體會(huì)不會(huì)對(duì)來(lái)自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？
4、經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？
【介紹超數(shù)排卵、受體的作用】
講授超數(shù)排卵和受體在胚胎移植過(guò)程中的作用，總結(jié)胚胎移植的意義以及在我國(guó)的應(yīng)用。
學(xué)生根據(jù)胚胎工程的概念、課本內(nèi)容、胚胎移植技術(shù)的操作原理對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，明確胚胎移植的實(shí)質(zhì)是：“早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移?！?br>了解胚胎移植在許多技術(shù)中的作用以及胚胎工程在我國(guó)的應(yīng)用。
利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課重難點(diǎn)知識(shí)，過(guò)程有針對(duì)性，提高學(xué)習(xí)的有效性。同時(shí)感受到一項(xiàng)生物科學(xué)技術(shù)成功的背后需要科研人員對(duì)生命規(guī)律的詳細(xì)研究，才有可能獲得成功
通過(guò)我國(guó)在胚胎移植領(lǐng)域取得的成就，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感。
任務(wù)四：認(rèn)識(shí)胚胎分割
展示同卵雙胞胎的照片以及形成同卵雙胞胎相關(guān)機(jī)制的資料。
【提問(wèn)】
你能想到進(jìn)一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路嗎？
【介紹胚胎分割】
講授胚胎分割的概念及所需儀器。
展示胚胎分割操作示意圖，引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題：
思考1：分割囊胚時(shí)，你認(rèn)為最關(guān)鍵的操作是什么？
思考2：分割后的胚胎的遺傳物質(zhì)是否相同？
展示胚胎分割進(jìn)行DNA分析性別鑒定示意圖，引導(dǎo)學(xué)生們認(rèn)識(shí)胚胎分割的意義。
學(xué)生根據(jù)資料，思考得出“采用某種方式將胚胎均分為二等份，以此提高奶牛的繁殖率”的思路。
學(xué)生通過(guò)觀察圖片，分析得出“分割囊胚需要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割”及“分割后胚胎的遺傳物質(zhì)相同”的答案，從而明確胚胎分割為“克隆”的方式之一。
了解胚胎分割的應(yīng)用價(jià)值以及重要的實(shí)踐意義。
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽、合理地猜想，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。
通過(guò)胚胎分割操作示意圖和相關(guān)問(wèn)題，降低學(xué)習(xí)微觀操作知識(shí)的難度。
回歸情境
完成任務(wù)
重新展示本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)：
“大任務(wù)——為快速、大量繁殖荷斯坦奶牛設(shè)計(jì)一個(gè)詳細(xì)方案?！?br>學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，完成任務(wù)。
回歸到導(dǎo)入情境時(shí)提出的任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題的意識(shí)。同時(shí)，對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行梳理，有利于學(xué)生更好地掌握重點(diǎn)知識(shí)。

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一 胚胎工程的理論基礎(chǔ)

版本： 人教版 (2019)

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