高中生物人教版 (2019)选择性必修3一 胚胎工程的理论基础教案

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3一 胚胎工程的理论基础教案，共6页。教案主要包含了涉及的生物学概念，教材解读，教材目标，生物学学科核心素养，微课设计思路，教学方法，教学重点，教学难点等内容，欢迎下载使用。

【涉及的生物学概念】
概念4 细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品
4.3对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体
4.3.1简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程
4.3.2简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术
【教材解读】
本节内容涉及到众多的专业名词和概念，学习的难度较大。教材利用“牛”为主线提出如何快速、大量繁殖良种奶牛的问题，介绍了胚胎工程的理论基础——哺乳动物受精和胚胎早期发育的规律，再以“牛”为例介绍胚胎工程的相关技术。教材将抽象的学习内容转化为解决生产中的实际问题，不仅降低学习难度，而且培养了学生将知识运用解决社会生产具体问题的能力,引导学生重视实践,学以致用。
【教材目标】
1、简述受精和胚胎早期发育的基本过程；
2、简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值；
3、运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活重点相关问题进行分析和判断；
认同胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学技术和社会的互动关系。
【生物学学科核心素养】
通过学习哺乳动物受精、胚胎早期发育等生理过程，激发学生热爱生命、敬畏生命的情感。
结合运用胚胎工程快速繁殖优良奶牛的实例，说出胚胎工程相关技术的基本原理，运用生命观念、技术思维、工程思维和探究思维等，针对人类生产或生活的需求，提出初步的工程学构想，进行简单的设计和制作。
课后习题中探讨北方白犀牛的繁育问题，涉及了技术思维的运用以及人与自然、人与社会协调发展生态观的运用；同时激发了学生保护野生动物、保护生物多样性的社会责任。
【微课设计思路】
通过创设荷斯坦奶牛高产但引进资金昂贵且生育率低的现实情境，设置大任务——“如何快速繁殖高产的荷斯坦奶牛”，情境贯穿一节课的始终。
将大任务分解成一系列的小任务：“认识受精（受精前的准备阶段、受精阶段）”、“认识胚胎早期发育”、“认识体外受精和胚胎移植”和“认识胚胎分割”，通过任务驱动针对性地完成本节课的学习。又以问题驱动的方式让学生完成系列的小活动，让学生自主学习，更加积极进行思考。在学习胚胎相关技术的过程中，了解我国相关领域的成就，培养民族自豪感。
最后通过让学生完成课后作业——设计繁育北方白犀牛的方案及讨论相关繁育问题，保证学生思维的连续性、让学生体会到将学习到的知识运用解决社会问题的成就感。
【教学方法】
自主探究法、任务驱动法及问题驱动法。
【教学重点】
1、受精的基本过程；
2、胚胎早期发育的基本过程；
3、胚胎工程的主要技术及其应用；
4、胚胎工程在实践中的应用。
【教学难点】
1、受精过程中精子和卵子的生理变化。
2、胚胎工程中胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。
【教学过程】
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
创设情境
提出任务
展示与荷斯坦奶牛相关的图片和文字资料；
我国奶牛的单产水平无法满足国民对牛奶的需求。
拥有人气明星“黑白花”奶牛之称的美国荷斯坦奶牛泌乳量高居各乳用牛之冠，母牛一般产乳量高达7000kg（305天）。
引进一头成年荷斯坦奶牛奶牛往往需要数万元；同时，牛的生育率很低，一生约生育四五次。
【布置任务】
“大任务——为快速、大量繁殖荷斯坦奶牛设计一个详细方案。”
【提问】
1、克隆得到的奶牛种群，在遗传多样性上与自然种群有何区别？
2、想获得在遗传多样性上具有优势的后代，你能想出其他繁育方法吗？
展示试管婴儿相关图片，提出试管动物是模拟体外受精进行有性生殖的过程属，于胚胎工程的范畴，从而引出胚胎工程的概念及包含的技术。
学生了解本节课的教学任务。思考，根据动物细胞工程相关的知识，提出可以采用“克隆”的方式完成大任务的问题。
思考并回答“‘克隆’属于无性生殖，后代遗传多样性低”、“模拟有性生殖，进行体外受精，培育试管动物。”
听讲并阅读课本，了解胚胎工程的概念及相关技术。
创设情境，激发学生学习兴趣。
利用任务驱动激发学生学习欲望，带有目的地学习本节课内容。
通过教师引导了解动物细胞核移植的应用局限，开始本节课的学习。
通过学生熟悉并感兴趣的试管婴儿的相关图片，让学生初步感知胚胎工程的相关知识。
任务一：认识受精（受精前的准备阶段、受精阶段）
阐明学习胚胎工程的相关技术，需要先了解相关的生命规律。
【进行活动一】
活动一：认识精子和卵子的结构
展示精子和卵细胞的结构示意图，观察并思考以下问题：
思考1：精子的结构特性与其功能有什么相关性？
思考2：图中卵子处在减数分裂哪个阶段？
【介绍受精前的准备阶段】
展示图片，讲述受精前的准备阶段，请学生思考以下问题：
思考3：在进行体外受精操作时，需要对精子和卵子进行什么处理？
学生根据图中的信息，并运用减数分裂的相关知识进行回答，引出受精前准备阶段相关内容的学习。
学生了解受精前的准备阶段，并运用刚学过的知识思考问题。
让学生从简单的图片中获取相关信息，调动已学过的知识进行分析，为后续学习体外受精的过程做铺垫。
【进行活动二】
活动二：自主阅读课本P58“受精阶段”文字内容，回答以下问题。
思考1：受精时，精子依次穿过了哪些结构？
思考2：防止多精入卵的机制有哪些？
思考3：入卵后，精子和卵子发生了哪些变化？
学生根据课本的文字和图片信息，回答问题。
利用问题驱动学生学习本节课重难点知识，过程有针对性，提高学习的有效性。
任务二：认识胚胎早期发育
展示胚胎早期发育的示意图，介绍场所、分裂方式以及卵裂的特点。
【进行活动三】
活动三：自主阅读课本P58的文字内容，归纳早期胚胎发育几个阶段的主要特点，填入下表：
发育阶段
发育特点
播放受精卵发育至囊胚孵化的视频以及展示囊胚的结构示意图，指导学生完成表格的填写。
阅读教材，并进行归纳总结；并在教师的指导下修正答案。
发育阶段
发育特点
桑葚胚
致密细胞团，未分化
囊胚
逐渐分化，形成滋养层、内细胞团和囊胚腔
原肠胚
形成三个胚层
学生自主阅读及总结归纳，有利于培养其自学能力。
通过视频多媒体展示胚胎发育的动态过程，有利于学生具象地认识胚胎早期发育，同时激发学生热爱生命、敬畏生命的情感。
拓展应用
【进行活动四】
活动四：请提出快速繁育荷斯坦奶牛的简单思路。
学生根据刚学过的胚胎工程的理论基础，提出简单的设计思路。
本环节回归到导入情境提出的任务，培养学生运用所学知识来解决问题的意识。
任务三：认识体外受精和胚胎移植
【介绍体外受精】
展示“哺乳动物体外受精示意图”，引导学生们推测出体外受精的相关环节，介绍体外受精的相关环节及意义。
学生听讲并思考，结合体内受精相关知识进行系统学习。
了解胚胎工程相关技术的基本原理，初步形成技术思维。
【介绍胚胎移植】
介绍供体、受体、胚胎移植的概念。
【进行活动五】
活动五：自主阅读课本P61内容，回答以下问题：
1、将胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？
2、如不能，需要在胚胎移植前对受体进行怎样的操作？
3、受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
4、经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？
【介绍超数排卵、受体的作用】
讲授超数排卵和受体在胚胎移植过程中的作用，总结胚胎移植的意义以及在我国的应用。
学生根据胚胎工程的概念、课本内容、胚胎移植技术的操作原理对问题进行分析，明确胚胎移植的实质是：“早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。”
了解胚胎移植在许多技术中的作用以及胚胎工程在我国的应用。
利用问题驱动学生学习本节课重难点知识，过程有针对性，提高学习的有效性。同时感受到一项生物科学技术成功的背后需要科研人员对生命规律的详细研究，才有可能获得成功
通过我国在胚胎移植领域取得的成就，对学生进行爱国主义教育，培养学生的民族自豪感。
任务四：认识胚胎分割
展示同卵双胞胎的照片以及形成同卵双胞胎相关机制的资料。
【提问】
你能想到进一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率的思路吗？
【介绍胚胎分割】
讲授胚胎分割的概念及所需仪器。
展示胚胎分割操作示意图，引导学生思考以下问题：
思考1：分割囊胚时，你认为最关键的操作是什么？
思考2：分割后的胚胎的遗传物质是否相同？
展示胚胎分割进行DNA分析性别鉴定示意图，引导学生们认识胚胎分割的意义。
学生根据资料，思考得出“采用某种方式将胚胎均分为二等份，以此提高奶牛的繁殖率”的思路。
学生通过观察图片，分析得出“分割囊胚需要将内细胞团均等分割”及“分割后胚胎的遗传物质相同”的答案，从而明确胚胎分割为“克隆”的方式之一。
了解胚胎分割的应用价值以及重要的实践意义。
引导学生进行大胆、合理地猜想，激发创新意识。
通过胚胎分割操作示意图和相关问题，降低学习微观操作知识的难度。
回归情境
完成任务
重新展示本节课的学习任务：
“大任务——为快速、大量繁殖荷斯坦奶牛设计一个详细方案。”
学生根据本节课所学知识，完成任务。
回归到导入情境时提出的任务，培养学生运用所学知识来解决问题的意识。同时，对本节的学习内容进行梳理，有利于学生更好地掌握重点知识。