專題3胚胎工程

1、專題3 胚胎工程體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞的培養(yǎng)等胚胎工程技術(shù)，不僅廣泛應用在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，而且與醫(yī)學、制藥業(yè)等的發(fā)展，以及人們的生活有著越來越密切的關(guān)系。因此，讓學生了解一些有關(guān)胚胎工程的知識及社會應用價值，對于學生開闊視野，關(guān)注現(xiàn)代生物科技的發(fā)展，更深入地理解生物科學在社會中的應用是十分必要的。本專題教材分析一、 教學目的要求知識方面1.簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程。2.簡述胚胎工程的理論基礎(chǔ)。3.舉例說出胚胎工程的應用及發(fā)展前景。情感態(tài)度與價值觀方面1.認同胚胎工程在畜牧業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域的應用價值。2.關(guān)注胚胎工程的研究進展。能力方面搜集胚胎工程研究進展的資料，撰寫專題綜述報告

2、。有關(guān)胚胎工程的內(nèi)容是首次編入高中選修教材，這部分知識對教師和學生來說比較陌生，在教學中應該注意以下幾個問題：1.明確學習胚胎工程知識的目的。由于現(xiàn)代生物科學技術(shù)對國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的影響，因此，它越來越成為各國研究開發(fā)的重點和科技競爭的熱點。進入21世紀以來，各國政府十分重視生物技術(shù)的研究與產(chǎn)業(yè)化，加大了培育和扶持的力度。我國政府也把生物科學技術(shù)作為優(yōu)先研究和發(fā)展的領(lǐng)域，并取得了令人矚目的成就。胚胎工程是生物技術(shù)的重要組成部分，它的研究和應用不僅推動了制藥、器官移植醫(yī)學等領(lǐng)域的變革，而且還加速了畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。目前我國在胚胎移植改良牛、羊品種，體細胞克隆牛、羊等家畜的技術(shù)方面已

3、經(jīng)進入國際先進行列。因此，了解一些胚胎工程的知識，可以為學生將來繼續(xù)學習和走向社會打下基礎(chǔ)。教師在教學過程中要結(jié)合教材內(nèi)容，不斷強化學習目的，加強學生的使命感和自覺性。2.充分利用各種課程資源，深化課堂教學改革，提高教學效益。課改的過程也是教師更新教育觀念，改變教學方式的過程。教師要結(jié)合教學的具體內(nèi)容和學生的具體情況，充分利用各種課程資源，激發(fā)學生學習興趣，促進學生探究問題、自主學習。例如，關(guān)于胚胎工程的進展常見于各種媒體的報道，學生對此有一定的了解，可讓學生從報紙、雜志、廣播、電視、互聯(lián)網(wǎng)等媒體上搜集關(guān)于胚胎工程進展的信息，作為課堂教學和組織學生討論的素材，這樣不僅可以使學生關(guān)注胚胎工程，還

4、可以培養(yǎng)學生的搜集和處理信息的能力。教材中有關(guān)操作技術(shù)的內(nèi)容與學生的生活經(jīng)驗有一定的距離，教師可以因地制宜，應盡可能發(fā)動學生到附近社區(qū)內(nèi)的科研機構(gòu)、醫(yī)院、家畜良種站、畜牧養(yǎng)殖場等單位參觀和調(diào)研，獲取感性資料，在此基礎(chǔ)上進行交流，并撰寫專題綜述報告。此外，還可以通過請專家講演、座談，制作教學課件，組織學生自學以及分組討論等多種教學活動，培養(yǎng)學生的多種能力，提高教學效果。3.胚胎工程技術(shù)的廣泛應用推動了畜牧業(yè)、醫(yī)學等的發(fā)展。本專題中關(guān)于胚胎工程技術(shù)的操作是以家畜為例進行講述的，為了讓學生能夠全面地了解胚胎工程技術(shù)的應用情況，教師在教學過程中應該加入胚胎工程技術(shù)在醫(yī)學方面的應用實例，如運用體外受精技

5、術(shù)治療“不育癥”、胚胎移植等技術(shù)培育“試管嬰兒”等。二、教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和特點（一）教學內(nèi)容的特點本專題包括體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育體外受精和早期胚胎培養(yǎng)胚胎工程的應用及前景三節(jié)。本專題教學的參考課時為7課時，體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育可用3課時教學，體外受精和早期胚胎培養(yǎng)可用1課時教學，胚胎工程的應用及前景用3課時教學。本專題題圖中展示的是高產(chǎn)羊生下的幾只羔羊，它們是科技工作者采用胚胎移植技術(shù)處理后同時期出生的，作為胚胎工程的成果編者將其放在題圖中主圖的位置。周圍配有幾幅小圖，體現(xiàn)了胚胎工程的主要操作技術(shù)：右上圖是科學工作者正在實體顯微鏡下進行觀察；左上圖是我國科技工作者正在手術(shù)臺上對動物進行胚胎移

6、植手術(shù)；左下圖展示的是正在發(fā)育的胚胎，畫龍點睛地突出了本專題的主題胚胎工程。與其他專題一樣，在題圖中引出了胚胎工程的概念。這種圖文并茂呈現(xiàn)概念的方式，有利于激發(fā)學生對胚胎工程的興趣和對概念的理解。科技探索之路胚胎工程的建立，簡述了胚胎工程100多年來建立和發(fā)展的歷史。胚胎工程是在研究胚胎移植的理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上建立起來的，科學家在此基礎(chǔ)上又解決了哺乳動物體外受精的技術(shù)，繼而推動了胚胎分割、性別鑒定、體細胞克隆、胚胎干細胞培養(yǎng)等現(xiàn)代胚胎工程技術(shù)的建立和發(fā)展。本專題在總體內(nèi)容安排上也體現(xiàn)了胚胎工程的發(fā)展脈絡(luò)。首先對胚胎工程的理論基礎(chǔ)哺乳動物的受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律，進行了較深入地講述，在此基礎(chǔ)上

7、介紹了胚胎工程技術(shù)。目前，胚胎工程技術(shù)中應用較多的是體外受精和胚胎移植技術(shù)，因此，可以說它們是胚胎工程技術(shù)的基礎(chǔ)；胚胎分割技術(shù)是繼胚胎移植技術(shù)后迅速發(fā)展起來的技術(shù)，方法簡單，效率更高；胚胎干細胞的培養(yǎng)不僅是胚胎工程的重要成就之一，它在基礎(chǔ)生物學、畜牧學、醫(yī)學上都有重要的應用價值，是當前研究的熱門課題之一。教材基本是按照胚胎工程技術(shù)發(fā)展的時間順序?qū)ζ溥M行介紹的。體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育部分是學習本專題的基礎(chǔ)。由于義務(wù)教育生物課程標準和普通高中生物課程標準的必修部分，都沒有明確的要求，這就使這部分內(nèi)容，顯得尤為重要，教學中應予重視。本部分教材主要講述了哺乳動物的體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律這兩部分內(nèi)容

8、。引言中短短幾句話,很清楚地點明了胚胎工程與本節(jié)內(nèi)容的關(guān)系:“胚胎工程的許多技術(shù)，實際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。因此，了解哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律，就顯得十分重要了。”關(guān)于哺乳動物的受精過程，有關(guān)精子和卵子的減數(shù)分裂過程在必修模塊中已經(jīng)學習過，教材對這部分內(nèi)容只做了簡要的介紹，而對學生沒學習過的精子的變形、卵泡的形成、卵子成熟的兩次減數(shù)分裂場所及時間等有關(guān)內(nèi)容則進行了重點介紹，以使學生對精子和卵子發(fā)生的過程有更全面的了解。關(guān)于哺乳動物的受精過程，教材在初中和高中必修內(nèi)容的基礎(chǔ)上，突出了受精前精子的獲能準備，受精過程中精子的頂體反應，卵子的透明帶反應

9、、卵黃膜的封閉作用及雄、雌原核的形成等生理活動的講述，目的是為下一節(jié)內(nèi)容的學習打基礎(chǔ)。關(guān)于哺乳動物的早期胚胎發(fā)育，教材刪繁就簡地講述了受精卵卵裂桑椹胚囊胚原腸胚及胚層分化胎兒雛形形成的過程，以及各時期的重要特點。其中特別突出講述了與胚胎移植、胚胎分割密切相關(guān)的桑椹胚細胞的全能性，囊胚具有分化能力的內(nèi)細胞團。這些內(nèi)容為本專題后續(xù)知識的學習奠定了必要的基礎(chǔ)。關(guān)于體外受精和早期胚胎培養(yǎng)一節(jié)，教材首先以設(shè)問“你聽說過試管牛、試管羊嗎？你知道什么是試管動物技術(shù)嗎？”這一方式引出試管動物技術(shù)的概念，親切、自然；然后在“從試管牛說起”的標題下創(chuàng)設(shè)情景，提出如何解決良種牛的快繁問題，并很自然地提出“借腹懷胎”

10、問題。這樣學生很容易理解體外受精在生產(chǎn)實際中的意義，也能激發(fā)學生學習抽象內(nèi)容的興趣。關(guān)于體外受精的內(nèi)容，教材重點闡述了卵母細胞的采集和培養(yǎng)方法，精子的采集和受精前的獲能處理方法等基礎(chǔ)知識，而體外受精的方法則主要是通過“哺乳動物體外受精示意圖”進行講述的。關(guān)于早期胚胎培養(yǎng)的內(nèi)容，在簡單介紹了早期胚胎培養(yǎng)方法的基礎(chǔ)上，也主要通過“牛體外受精胚胎生產(chǎn)流程圖”來展示了胚胎工廠化生產(chǎn)的過程。這種圖文并茂的編寫方式，可以幫助學生更直觀地理解體外受精技術(shù)及其生產(chǎn)過程。“牛體外受精胚胎生產(chǎn)流程圖”是對本節(jié)課主要內(nèi)容的概括性總結(jié)。正文旁欄“奇思妙想”中所創(chuàng)設(shè)的“將屠宰場和胚胎工廠合建”的想法，是幫助教師引導學生

11、在符合科學的前提下進行創(chuàng)新的資料。關(guān)于胚胎工程的應用及前景一節(jié)，教材集中講述了胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞的分離和培養(yǎng)這三種胚胎工程技術(shù)。關(guān)于胚胎移植，教材首先從胚胎移植的概念導入，通過概念的學習使學生知道胚胎移植的含義及在胚胎工程中的地位， 即體外受精、 胚胎分割等任何一項胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎， 都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代， 胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。關(guān)于胚胎移植的現(xiàn)狀和意義，教材先用數(shù)字簡述了胚胎移植的現(xiàn)狀，以引起學生的重視，再用圖解的方式，從加速育種工作和品種改良、大量節(jié)省購買種畜費用、一胎多產(chǎn)、保存品種資源和保護瀕危物種等幾方面，闡述了胚胎移植在充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體繁殖潛力方面的意義。關(guān)于胚胎移植的基本程序，教材是在講述胚胎移植的生理學基礎(chǔ)之上，以圖代文的方式進行講述的。用形象的流程圖來講解生物技術(shù)的基本程序，可使學生更深入，更直觀地理解所學的內(nèi)容。關(guān)于胚胎分割的內(nèi)容，教材是從概念、基本操作方法及存在的問題幾方面進行講述的。胚胎干細胞的分離和培養(yǎng)是胚胎工程的研究前沿，教材配以直觀的彩圖來幫助學生理解，教材主要介紹了胚胎干細胞的來源、功能及特點，重點講述了胚胎干細胞的應用。（二）教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)三、與學生經(jīng)驗的聯(lián)系關(guān)于哺乳