2.3.2 胚胎工程技术及其应用教学设计2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学教学设计聚焦胚胎工程技术及其应用，核心知识点涵盖体外受精、胚胎移植和胚胎分割的原理、步骤及应用。通过课前“北白犀繁育方案”任务导入，引导学生对比无性与有性生殖方案，自然衔接技术原理，构建知识学习支架。 特色在于以真实情境驱动探究实践，如北白犀繁育方案讨论培养科学思维，胚胎移植生理学基础结合历史资料与小组分析深化生命观念。运用视频、诗歌及濒危物种宣传等多元素材，渗透态度责任教育。助力学生提升科学探究能力，为教师提供结构化、情境化的教学范例。

《胚胎工程技术及其应用》教学设计 教学目标 1.简述体外受精、胚胎移植、胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。 2.认同胚胎工程技术在发展和应用中体现了科学、社会和技术的互动关系。 教学重点 1.胚胎工程的主要技术及其原理。 2.胚胎工程在生产实践中的应用。 教学难点 胚胎工程中胚胎移植的生理学基础。 教学设计思路 ( 优化方案、完善技术路线。 ) ( 课前任务:提出北白犀的繁育方案。 ) ( 方案一:无性生殖(体细胞核移植) 方案二:有性生殖(体外受精) 方案三:有性生殖(体内受精) ) 教学过程 学习 任务 教师组织和引导 学生活动 设计意图 一.创设科学情境 导入新课 【课前任务表达交流】 “我的北白犀繁育方案”展示。 【引导思考】如果研究人员保存了北方白犀牛的精子,讨论哪一种方案更有利于提高子代遗传性状的多样性? 【进一步思考】如何进行方案中的体外受精和胚胎移植? 展示并讲述构建的繁育方案,并阐述其原理。 积极思考并回答:有性生殖。 联系生活实际,引发学生思考 二. 试管动物 介绍世界首例试管婴儿和中国首例试管婴儿的事迹,展示试管动物概念:通过人工操作使卵子在 受精,经培育发育为早期胚胎后,再进行 产生的个体。 【引导思考】培育试管动物涉及到哪些重要的技术? 迅速浏览教材,填空。 体外受精和胚胎移植等。 帮助学生找到“最近发展区”。 建立新旧知识的联系。 三.体外受精 【过程】 包括 、 和 等步骤。 1.卵母细胞采集 【提供资料】方法①可以从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢,再从卵巢中采集卵母细胞。方法②活体采卵:可以直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,这种方法需借助B超、内窥镜。这两种方法采集的卵母细胞需进行体外成熟培养。 【引导思考】为什么要进行体外成熟培养?应该培养到哪个阶段? 【提供资料】方法③采集实验动物小鼠、兔和小型家畜猪、羊等的卵母细胞时,可先用促性腺激素处理,使它们排出比自然状况下更多的成熟卵子,然后在适当的时间从输卵管冲取卵子,并使其直接与获能的精子在体外受精。 【提出任务】用概念图简要描述方法③。 2.精子的获取 【提供资料】1951年,美籍华人生殖生物学家张明觉和澳大利亚生物学家奥斯汀在研究哺乳动物体外受精时,分别发现兔和大鼠刚刚排出的精子或由附睾取出的精子,都不能立即与卵子受精,必须在雌性生殖道内停留一段时间后才具备受精能力。 科学家很快弄清了精子获能的机制,并且找到了使精子在体外获能的物质,实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。 【引导思考】如何获取具备受精能力的精子? 3.受精 介绍方法①在适当的培养液(获能溶液或者专用受精溶液)中共同培养一段时间,完成受精。 借助视频介绍方法②:单精子注射法。 【引导思考】单精子注射法的应用价值。 【提出任务】看图描述体外受精的过程。 【意义】结合北白犀的境况解释:是提高动物繁殖能力的有效措施,为胚胎移植提供可用的胚胎。 迅速浏览教材,填空。 阅读资料,并结合所学回答:因为从卵巢里取出来的是未成熟的卵细胞,需要培养到减数分裂 的中期。 ( 注射促性腺激素 (超数排卵) ) ( 输卵管中 冲取卵子 ) 阅读资料,结合教材回答:在体外模拟雌性生殖道的环境,提供人工配制的获能液,使精子在体外获能。 思考并讨论:可以对精子进行筛选,提高质量。 自我消化并系统学习技术流程。 仔细听讲,并思考。 运用已有知识分析资料解决问题,培养运用知识的能力,深刻理解技术流程。 四.胚胎移植 【概念】将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。 【引导思考】其他方式可以是什么方式? 供体与受体的选择标准。 【讲授】结合教材“牛胚胎移植示意图”,讲述胚胎移植的示意图。期间抛出问题:如何进行同期发情处理? 【胚胎移植的生理学基础】 报道:1890年英国剑桥大学的生物学家Walter Heape将纯种安哥拉兔的2个胚胎移入已经交配的纯种比利时兔母兔体内,成功产下6只小兔,其中有2只是纯种安哥拉兔。 【思考讨论】 ①为什么将胚胎移入已经交配的纯种比利时兔体内?②受体会对外来胚胎发生免疫排斥反应吗?③经受体孕育的后代,其遗传特性与供体还是受体一致?为什么? 拓展阅读:免疫豁免(Immune privilege)指机体某些部位由于解剖和免疫屏障的存在,对外来抗原及自身抗原免疫反应很弱,以防止因免疫反应引起的组织损伤和功能紊乱。免疫豁免区主要包括眼球晶状体,睾丸、中枢神经系统、胎盘与胎儿,以及生长期毛囊。 【思考讨论】受体会对外来胚胎发生免疫排斥反应吗? 回顾已学知识,回答:体内受精、转基因、核移植等。了解胚胎移植的概念。 浏览教材回答:供体遗传性状优良,生产能力强;受体:有健康体质和正常繁殖能力。 紧跟教师梳理胚胎移植的过程,并理清各操作环节的意义。 阅读资料,小组合作,分析胚胎移植过程中相关生理问题。 通过研讨,明确胚胎移植的实质是早期胚胎在相同胜生理环境下空间位置的转移。 为学生搭建平台,建立新旧知识的联系。 讲授法,有利于学生理解技术流程。 小组合作,分析有研讨,碰撞出火花,深刻理解生理学基础。 五.胚胎分割 拓展阅读:白犀牛寿命为35-45年,但这种体型的哺乳动物怀孕周期非常长。犀牛妈妈需要怀孕16个月才能生下小犀牛,每胎只产一仔,哺乳期长达1年,因此白犀牛的繁殖周期长达2-4年,一生只生5-6胎。 【引导思考】有没有其他的方法可以进一步挖掘北白犀的繁殖潜力? 【讲解】胚胎分割的概念和过程。 【引导思考】①产生二分胚的操作有什么注意事项?为什么?②取滋养层细胞的目的是什么?此操作有什么注意事项? 介绍胚胎分割的应用价值。 阅读资料,思考得出:可以分割胚胎,分别移植。 了解概念与过程。 阅读胚胎分割的图片,思考讨论得出:需均等分割;做DNA分析、鉴定性别。 了解胚胎分割的意义。 在拓展阅读中加深对胚胎分割应用价值的理解。 六.小结 与随堂测试 简要展示学生提出的“我的北白犀繁育方案”。 【引导思考】运用这些技术一定能繁育成功吗?请说出你的理由。 【朗诵自创诗歌】我是一头来自北方的白犀牛 【播放视频】濒危物种宣传视频。 理清方案,并对比得出更优方案。认同胚胎分割是这些技术的终端环节。 明确任何一项技术都不能保证百分之百的成功率。 关注濒危物种,领悟生物技术在保护物种多样性等方面的重要意义。 帮助学生梳理知识,构建知识框架,提升归纳总结能力。 学科网(北京)股份有限公司 $