2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物（教学设计）-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

动物体细胞核移植技术和克隆动物 教学设计 教学内容： （1）本节课的主要教学内容是动物体细胞核移植技术和克隆动物。 （2）本节课主要介绍了动物细胞核移植的概念和原理、体细胞核移植的过程，以及该技术的应用前景和存在的问题等知识点。 （3）通过学习本节课，学生能够从概念到实践，全面理解动物体细胞核移植技术的科学原理，并能辩证地分析这项技术带来的利弊。此外，学生还能通过实际案例，如克隆猴的诞生，深入探讨科技伦理与社会影响，培养批判性思维和对未来科技发展的责任感。 教学目标： （1）生命观念：理解动物体细胞核移植技术的基本概念和原理，认识到细胞核在遗传信息传递中的核心作用，形成对生命现象的科学认知。 （2）科学思维：通过分析体细胞核移植的过程，培养学生运用逻辑推理和批判性思维解决问题的能力，能够自主建构克隆动物的流程。 （3）探究实践：通过讨论和问题引导，鼓励学生积极参与科学探究，提出假设并验证，提升实验设计和数据分析的能力。 （4）态度责任：客观评价体细胞核移植技术的应用前景及其潜在问题，树立科学技术的辩证观，增强社会责任感和伦理意识。 教学重难点： （1）理解动物体细胞核移植技术的基本原理及其在克隆动物中的应用，培养学生科学探究与科学思维的核心素养。 （2）通过分析体细胞核移植技术的操作流程，提升学生解决实际问题的能力，并引导其辩证看待技术应用的伦理与挑战。 教学方法： 讲授法、案例分析法、讨论法、问题引导法、自主建构法 教学过程： 一、创设情境，导入新课 教师展示胚胎细胞克隆猴和我国科学家培育的世界上首例体细胞克隆猴的图片。通过这些学生熟悉的情境引入新课内容，激发他们的学习兴趣。 （教师展示图片，并简要介绍这些图片的内容和背景。学生观看图片并表现出浓厚的兴趣） （师：同学们，你们知道这些猴子是怎么来的吗？它们是通过一种特殊的生物工程技术 ——动物体细胞核移植技术培育出来的。今天我们就来深入学习这一技术及其应用。） 二、认识动物细胞核移植技术 回顾初中阶段了解过的克隆羊多莉的培育过程以及必修 1 学习过的细胞核的功能。 （教师带领学生回顾克隆羊多莉的培育过程，并简要概述细胞核的功能。学生跟着教师一起回顾相关知识） 提出的问题启发学生思考，并尝试回答问题： 克隆猴用到了什么技术？ 为什么用供体猴的一个细胞核进行移植就可以培育出与它几乎一模一样的克隆猴？ 胚胎细胞克隆猴与体细胞克隆猴有什么不同？为什么体细胞克隆猴的诞生能够轰动世界？ （师：同学们，我们先来看第一个问题。克隆猴用到了什么技术？） （生：克隆猴用到了动物体细胞核移植技术。） （师：非常好！那么，为什么用供体猴的一个细胞核进行移植就可以培育出与它几乎一模一样的克隆猴呢？） （生：因为细胞核中包含了遗传信息，移植后的细胞核保留了供体猴的 DNA，所以克隆出来的猴子与供体猴几乎一模一样。） （师：很好！接下来我们再看第三个问题，胚胎细胞克隆猴与体细胞克隆猴有什么不同？为什么体细胞克隆猴的诞生能够轰动世界？） （生：胚胎细胞克隆猴是利用胚胎细胞进行核移植，而体细胞克隆猴是利用体细胞进行核移植。体细胞克隆猴的诞生更加具有挑战性，因为它需要克服成熟细胞核的表观遗传修饰，所以它的诞生标志着生物技术的重大突破。） 阐明动物细胞核移植技术的概念和原理。 动物体细胞核移植技术是指将一个动物的体细胞核移植到去核的卵母细胞中，然后诱导其发育成胚胎，最终培育出与供体动物遗传特征相同的个体。 原理：细胞核中包含遗传信息，通过核移植可以实现遗传信息的传递和表达。 介绍哺乳动物核移植的分类和它们之间的区别。 胚胎细胞核移植：利用胚胎细胞进行核移植。 体细胞核移植：利用体细胞进行核移植。 区别：胚胎细胞核移植相对容易成功，体细胞核移植则面临更多的技术挑战。 三、建构体细胞核移植的流程 展示高产奶牛的图片，结合已学知识，让学生自主建构克隆高产奶牛的流程。 （教师展示高产奶牛的图片，并引导学生思考克隆高产奶牛的流程。学生分组讨论并尝试绘制流程图） 针对克隆高产奶牛的流程，提出以下问题让学生分析、讨论，进而引导他们完善流程： 体细胞和卵母细胞从哪里来？ 卵母细胞需要在体外培养到什么时期？ 在将供体细胞的细胞核移入卵母细胞前，需要先对卵母细胞进行什么操作？为什么？ 实际在克隆高产奶牛时，科学家并没有从供体细胞中取出细胞核，而是直接将供体细胞注入去核的卵母细胞，你知道这是为什么吗？ 融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？ 克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了 100% 的复制吗？ （师：同学们，我们一起来看看克隆高产奶牛的流程。首先，体细胞和卵母细胞分别从哪里来？） （生：体细胞可以从高产奶牛身上获取，卵母细胞可以从其他牛的卵巢中获取。） （师：非常好的回答！接下来，卵母细胞需要在体外培养到什么时期？） （生：卵母细胞需要在体外培养到减数第二次分裂中期。） （师：很好！在将供体细胞的细胞核移入卵母细胞前，需要先对卵母细胞进行什么操作？为什么？） （生：需要先去除卵母细胞中的细胞核，因为我们要将供体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，这样可以避免原有的遗传信息干扰。） （师：非常正确！那么，实际在克隆高产奶牛时，科学家并没有从供体细胞中取出细胞核，而是直接将供体细胞注入去核的卵母细胞，你知道这是为什么吗？） （生：这样做可以简化操作步骤，提高成功率。） （师：非常好！融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？） （生：不可以，还需要进行电融合或化学融合，促使细胞核和细胞质融合，然后才能进一步发育成胚胎。） （师：最后一个问题，克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了 100% 的复制吗？） （生：不是完全的复制，因为除了遗传信息外，还有表观遗传等因素的影响。） 四、探讨体细胞核移植技术的应用前景及其存在的问题 体细胞核移植技术的应用前景。 利用体细胞核移植技术培育人乳铁蛋白转基因克隆奶牛。将导入人乳铁蛋白基因的细胞与去核卵母细胞重新组合后，培育出转基因克隆奶牛。 利用体细胞核移植技术提供可供移植的细胞、组织或器官。将病人的体细胞与去核卵母细胞重新组合后，诱导其发育成相应的细胞、组织或器官，再将它们移植给病人时可以避免发生免疫排斥反应。 利用体细胞核移植技术克隆大熊猫胚胎。将大熊猫的体细胞与兔的去核卵母细胞重新组合后，诱导其发育成囊胚。 存在的问题 让学生阅读教材第 54 页最后一段话，认识到体细胞核移植技术面临以下问题：成功率低；培育的克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。 （教师引导学生阅读教材相关内容，并进行讨论。学生阅读教材，并交流各自的看法） 引导学生辩证地看待技术的应用，使他们既看到技术进步带来的积极影响，又认识到技术应用可能带来一些问题。 （师：同学们，你们认为体细胞核移植技术有哪些优点和缺点？） （生：优点是可以培育出高质量的动物和解决一些医学问题，比如器官移植；缺点是成功率低，还可能会出现健康问题。） （师：非常好！我们在应用这项技术时，一定要全面考虑其利弊，科学合理地使用。） 五、总结与回顾 教师带领学生回顾本节课的主要内容，强调动物体细胞核移植技术和克隆动物的基本概念、原理以及应用前景和存在的问题。 （师：同学们，今天我们学习了动物体细胞核移植技术和克隆动物的相关知识。你们还记得什么是动物体细胞核移植技术吗？） （生：动物体细胞核移植技术是将一个动物的体细胞核移植到去核的卵母细胞中，然后诱导其发育成胚胎，最终培育出与供体动物遗传特征相同的个体。） （师：很好！我们还学习了这种技术的应用前景和存在的问题。你们能否总结一下？） （生：应用前景包括培育高质量动物和用于医学研究；存在问题包括成功率低和健康问题。） （师：非常好！希望你们能继续关注和探索这一领域的知识，未来能为科技进步做出贡献。） 课后作业： （1）绘制并解释体细胞核移植技术的流程图，标注出每个步骤的关键技术点。 （2）探讨体细胞核移植技术在医疗和生物多样性保护方面的潜在应用，并分析其可能遇到的伦理和社会问题。 学科网（北京）股份有限公司 $$