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1课时课题：胚胎工程的应用和前景（第2课时）课型：新授课教学目标知识目标1简述胚胎分割、胚胎干细胞的理论基础2、举例说出胚胎分割、胚胎干细胞的应用及发展前景能力目标通过讨论、进展追踪等活动，提高搜集资料、处理资料的能力情感态度和价值观目标关注胚胎工程的研究进展和应用价值，认同胚胎工程在畜牧业、医疗等领域的应用价值。重点1、胚胎分割的应用意义、2、胚胎干细胞的研究意义难点胚胎干细胞的概念和分离途径考试点胚胎分割的概念，胚胎干细胞的概念、特点能力点提高学生搜集资料、处理资料的能力自主探究点胚胎干细胞的研究意义易错易混点干细胞的分类训练点胚胎分割的注意事项，胚胎干细胞的特点拓展点胚胎分割的注意事项教法与学法讲述法、比较法、讨论法和探究学习法教学模式“学导结合”五步教学模式教具多媒体课件教学流程教学环节教师活动学生活动设计意图情景创设，导入新课导入：我们每个人都有很多美好的梦想，同学们你们知道黄牛的梦想吗?多媒体展示：一头黄牛妈妈与一头奶牛牛犊学生：哈!原来黄牛的梦想是想生一头奶牛宝宝。设问：同学们，我们能帮黄牛实现它的梦想吗?教师：非常好!让我们一起看大屏幕回顾胚胎移植的概念、生理学基础和基本程序。教师展示双胞胎姐妹照片。设问：这对双胞胎姐妹非常漂亮，黄牛看了很羡慕人类有双胞胎，所以又有了新的梦想——“我黄牛要是像人一样能生一对双胞胎奶牛那该多好呀!”你能帮黄牛实现这个梦想吗?至此，引入本课课题，并用幻灯片展示课通过思考回答问题学生思考后回答：能!通过胚胎移植技术。用黄牛的梦想激起学生兴趣，并以黄牛梦想为主线，从知识回顾自然过渡到新课内容。2目标展示时学习目标。让学生阅读导学案，了解本节课的知识目标、能力目标和情感态度和价值观目标。阅读教学目标，了解本节课学习内容。让学生了解本节课教学内容。学导结合一、胚胎分割1、胚胎分割的概念2、胚胎分割的过程设问：什么叫胚胎分割呢，胚胎分割具体如何操作的？仔细阅读课本P78～79和材料(一)，请思考讨论回答下列问题：（资料一）家畜胚胎分割是20世纪80年代发展起来的一项生物工程技术。英国剑桥大学生物学家威拉德森在1979年首先想到将受精卵在发育为胚胎的过程中分裂出的细胞加以分割，再将分割的胚胎细胞分别加以培养，从而发育出完整的新一代的方法，他用绵羊的幼胚进行了实验。当绵羊的受精卵细胞从1变2、2变4、到4变8时，他将这早期胚胎分割成四份，然后将分割的细胞重新送到母羊的子宫里面发育，结果母羊产下了4只活泼的小羊羔。——被分割的受精卵细胞发挥了它们的全能性，各自独立地发育成健康的小羊羔。实验充分证明威拉德森的设想是可行的。胚胎分割大大提高了动物的繁殖率。正常情况下，一头良种奶牛，一生约产犊10头，如用胚胎分割并找别的奶牛“寄母”怀孕，那么从一头良种母奶牛就能得到几百头良种奶牛。⑴概念：胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。⑵胚胎分割的理论基础是细胞的全能性⑶主要仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。⑷具体操作：进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的_桑椹胚__或_囊胚_，将其移入盛有_操作液的培养皿中，然后，用_分割针__或_分割刀___进行分割。具体操作程序：用工具将胚胎___切开，吸出其中的_半个胚胎__，注入___预先准备好的空透明带____中，或直接将_裸半胚移植给受体__。【注意】：对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将__内细胞团均等分割，否则会影响分割后__胚胎的恢复和进一步的发育_。⑸通过胚胎分割移植培育出的4只小羊，其性别表现为()活动一：自主学习胚胎分割内容，并完成学案中活动二：同桌之间交换学案，对意见让学生通过阅读学会分析、解读概念的关键词，加深对概念的理解。学生之间互相检查自主学习成果，通过开展讨论、互相交流，让学生3思维拓展A．雌雄的可能性各占一半B．全为雌性或全为雄性C．全为雌性D．全为雄性教师认真精确的评价学生的学习成果，在学生回答问题⑸后进一步提问：“4只小羊除了性别一样，长得是否一样?为什么?”学生思考后回答：一样，因为它们的遗传物质相同。教师总结胚胎分割得到的后代，发育的起点是早期胚胎组织，该过程细胞的分裂方式是有丝分裂，不涉及两性生殖细胞的结合，胚胎分割获得的同卵双胎或多胎之间遗传物质相同，所以胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。让学生阅读课本78页胚胎分割的发展简史想一想早期胚胎能不能无限分割？学生阅读后回答：不能，实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性有限，目前以二分胚胎的移植效率最高。教师采用多媒体动画演示胚胎分割的过程，并让学生分组讨论以下问题：①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割?②为什么胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低?对学生的回答进行修正、补充，总结如下：①内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，将来发育成胎儿的各种组织；其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。不一致的问题展开讨论。活动三：交流成果展示，各小组学生代表展示自主学习成果认真看完胚胎分割动画，讨论回答问题深受启发，使原本肤浅、片面的理解得到升华。加深对胚胎分割过程的理解培养学生自4二、胚胎干细胞②早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。教师总结：通过同学们的努力我们掌握了胚胎分割的操作技术，并帮助黄牛实现了生双胞胎的梦想。教师用多媒体再次展示黄牛的梦想“如果是一对漂亮的公主该多好啊”，导出胚胎移植前性别鉴定，并用多媒体展示课本图3—23牛胚胎性别鉴定和分割示意图，引导学生观察。教师补充：20世纪以来，随着细胞和分子生物学技术的迅速发展，以及人们对精子、卵子和胚胎认识的不断加深，一些新的控制性别的方法相继出现，其中，具有应用价值的两项技术是“X精子与Y精子的分离技术”和SRY-PCR胚胎性别鉴定技术。让学生阅读课本P82-83，简单了解具体操作方法。过渡：假如有人得了白血病，你知道现在医学上一般怎么根治吗？教师：很好，我们知道骨髓移植移植的是造血干细胞，我们下面学习一种全能性更高的干细胞——胚胎干细胞。让学生仔细阅读课本P80—81和材料(二)，并思考讨论回答下列问题：观看课件，观察操作示意图阅读课本学生回答：骨髓移植主学习能力和语言表达能力。拓宽学生的知识面。51、胚胎干细胞的概念2、胚胎干细胞的主要特点。3、胚胎干细胞的主要用途材料(二)：动物干细胞是指那些未分化，但又具有分化潜能的细胞。根据分化潜能的差异，干细胞可分为三种类型：能够分化产生生命活动所需要的各种类型细胞的干细胞称为全能干细胞，它本身可形成一个生命；不能单独发育为完整个体，但能分化为多种类型细胞的干细胞称为多能干细胞；能分化产生与特定器官和特定生理功能相关的细胞称为专能干细胞。人类胚胎干细胞(ws)是人类胚胎发育早期未分化的细胞，目前，科学家用于研究的胚胎干细胞是从体外受精产生的胚胎中分离出来的，他们希望能利用干细胞来治疗人类多种慢性疾病，如帕金森病，老年痴呆症、糖尿病、慢性心脏病甚至癌症，并且已经在动物实验中取得了一些进展。例如，美国的一个大学实验室将胚胎干细胞在体外培养一段时间后用于治疗因病毒感染脊髓而瘫痪的老鼠，使之在一定程度上恢复了行走能力；西班牙的研究人员将胰岛素基因导入小鼠胰腺中，结果小鼠的糖尿病消失了。⑴胚胎干细胞是由早期胚胎_或从_原始性腺__中分离出来一类细胞。简称_ES_细胞_或__KS细胞。⑵具有胚胎细胞的特性:形态上体积小,核大,核仁明显，功能上具有__发育的全能性__，可分化为__成年动物体___体内任何一种___组织细胞___。在体外培养的条件下，可以___增殖而不发生分化___，可进行__冷冻__保存，也可进行___遗传改造___。⑶根据上述分类方法，原肠胚时期中胚层细胞属于多能干细胞，骨髓中的造血干细胞属于专能干细胞，卵裂期的细胞属于全能干细胞⑷美国科学家用干细胞治疗瘫痪老鼠获得成功，这说明那些干细胞已分化成脊髓细胞。⑸如果能利用干细胞治疗人的糖尿病，与传统的注射胰岛素治疗作比较，前一种治疗方法的优点是。在学生自主学习胚胎干细胞内容并完成学案中的问题后，教师用多媒体展示胚胎干细胞分离途径示意图，让学生了解胚胎干细胞的分离途径。过渡：胚胎干细胞的主要用途如何？让学生阅读课本P80-81，完成导学案胚胎干细胞的主要用途是：①可用于研究哺乳动物___个体发生和个体发育__；②是在体外条件下研究_体外分化__的理想阅读课本和材料，思考讨论回答问题阅读课本，完成导学案6材料，在培养液中加入___分化诱导因子__，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导细胞向_不同细胞和组织分化_，这为揭示_细胞分化___和_细胞凋亡___的机理提供了有效的手段；③可以用于治疗_人类的某些顽症__；④利用可以被诱导分化形成_新的组织细胞___的特性，移植_ES_细胞__可使坏死或退化的部位得以__修复并恢复正常功能_____；⑤随着__组织工程技术_的发展，通过体外诱导分化，定向培育___人造组织器官____，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后____免疫排斥_的问题。完成导学案后以小组为单位把课下学生查找的资料进行展示、讨论，教师给予评价及讲解。教师利用多媒体课件展示一些研究进展：(1)播放视频：美国科学家的《人胚胎干细胞修复受损心脏动物研究报告》。前景展望——如果临床实验能证实，胚胎干细胞将有望修复人因心肌梗塞、心脏病等疾病受损的心脏。(2)《细胞发育》杂志刊登德国研究人员从雄性老鼠胚胎中提取胚胎干细胞，在实验室中加以培育，并用视黄酸等物质促使胚胎干细胞转变为精子细胞的文章。前景展望——解决人类不育难题：单身男性和单身女性便可能从自己一个人身上同时获得精子和卵细胞，从而得到仅属于自己的孩子。而同性恋人也可以得到携带两人基因的小孩……(3)生物资讯网2005年11月17日讯：近日，英国伦敦帝国学院的科学家成功地利用人类胚胎干细胞培养出了软骨细胞。前景展望——即使因运动产生的损伤也可用新的软骨取而代之，甚至是进行整容手术……教师总结：胚胎干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入到这一领域的研究中。目前，胚胎干细胞的分离、培养体系的研究，以及胚胎干细胞的选择、检测和全能性的维持，不仅是胚胎工程的前沿课题之一，也是当前生命科学研究的热门之一。观看课件提高学生搜集、处理资料的能力。关注胚胎干细胞的研究进展和应用价值梯度训练留学生5分钟，做导学案习题。其中1~5做导学案习题习题巩固所7梯度训练：1、关于胚胎干细胞的特点的描述正确的是()A．体积小，细胞核大，核仁明显B．体积大，细胞核大，核仁明显C．体积小，细胞核小，核仁小D．体积大，细胞核小，核仁明显2、下胚胎分割要将内细胞团均等分割的原因是（）A．以免影响胚胎的灰复和进一步发育B．保证遗传物质平均分配C．确保胚胎发育后期营养物质的供应D．防止分割而来的两个个体性状差异大3、胚胎分割移植属于()A．有性生殖B．无性生殖C．单性生殖D．细胞融合4、表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（）A.试管动物培养B.胚胎移植C.胚胎分割移植D.受精卵移植5、以下对于胚胎分割的描述，正确的是()A．只能对囊胚期细胞进行分割B．囊胚阶段的胚胎分割份数越多，产生相同基因型的后代个数越多C．胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同D．内细胞团一般到囊胚才出现，胚胎分割时最好将其均等分割，移植成功率才高6、干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，它具有再生各种细胞、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。下列