“体外受精和早期胚胎培养”教学设计

一、教材分析

“体外受精和早期胚胎培养”是人教版《生物·选修3·现代生物科技专题》教材专题3“胚胎工程”第2节的内容。本节内容是在哺乳动物体内受精和胚胎发育的理论基础上，着重简述哺乳动物体外受精和胚胎早期培养的技术方法。课标要求是了解水平。本节内容简单，学生通过阅读基本能明白。但由于所讲内容技术性较强，与学生的生活相距较远，不易引起学习兴趣，所以采用自主合作的学习方法，以“试管牛”为例，创设出一种新的学习情景，在教师的带领下，让学生以胚胎工程学家的身份出现，亲历其境地去思考和探究“体外受精和早期胚胎培养”的过程，领悟其探究的方法，以达到激发兴趣、培养能力、获取知识的目的。

二、教学目标

1.知识目标

（1）简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。

（2）简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。

2.能力目标

运用通俗语言介绍体外受精和早期胚胎培养技术。

3.情感目标

（1）关注试管技术的成果，体验民族、家乡自豪感。

（2）认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。

三、教学策略

本节课教学用时1课时。以“自主性、合作性、探究性”为学生学习的三个基本维度，以培养学生的科学素养为指导，采用“自主合作”的教学模式，并辅以多媒体课件，沿着“激情导入→引导探索→合作总结→比较拓展”的教学程序，进行分析、讨论、总结。

四、教学过程

1.激情导入

2010年10月4日在瑞典首都斯德哥尔摩揭晓了2010年度诺贝尔生理学奖，这项大奖花落谁家呢？（播放一段视频：英国科学家罗伯特？爱德华兹在试管婴儿技术方面的成就获此殊荣）引导学生去关注科技成果。

目前，试管婴儿技术已经十分成熟，很多大型医疗机构都可以开展这项手术，为许多不孕夫妇带来了福音。（展示我国第一例试管婴儿图片）引发学生的民族自豪感。

除了试管婴儿，还有试管羊、试管牛。同学们知道我国第一例“试管羊”、“试管牛”是谁培育出来的吗？（略顿）是我们内蒙人的骄傲，中科院院士内蒙古大学动物繁殖中心旭日干教授（示图片）。让学生体验为内蒙古喝彩、为家乡自豪的激情。

究竟什么是试管动物技术？发展这项技术有什么意义？（学生阅读自主学习P69：1-3段）通过试管动物技术的概念，教师进一步引导学生：试管动物和母亲正常怀孕的过程有何异同？试管动物的培养涉及到哪些技术手段？首先要解决的问题是什么？引出课题——体外受精和早期胚胎培养。

2.引导探索

（1）体外受精。

假如你是一位胚胎工程学专家，现在要培育“试管牛”，在进行体外受精这一环节时，首先得做哪些准备？（卵子的采集、精子的采集）.

（教师提问引导）不同的雌性哺乳动物，卵母细胞的采集方法不同：对于小型动物，采用超数排卵法。具体的作法是先给雌性哺乳动物注射促性腺激素，为什么要注射？能口服吗？然后在适当的时间，从输卵管中冲取卵子，用这种方法采集的卵母细胞一般可以直接与获能的精子在体外受精，为什么？（在输卵管中发育到了MⅡ中期）。对于大型动物，采用卵巢取卵。可以从屠宰场收集废弃的卵巢，从中采集卵母细胞；也可借助超声波探测仪、内窥镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，这种方法叫活体采卵（示图），从卵巢中取卵，能直接与获能的精子受精？需要在体外人工培养到什么时期才具备受精能力？

（学生阅读自主学习）精子的采集和获能，归纳出精子的采集方法：假阴道法、手握法、电刺激法。师提出问题：采集到的精子能直接与准备好的卵子受精吗？引出精子的获能，通常采集到的是精液，包括精子和精清，在让精子获能前，要对精液离心，为什么？（除去精清，有利于获能）不同的哺乳动物，精子获能的方法不同，学生归纳总结：对于啮齿动物、家兔、猪等动物的精子，一般采用培养法，把采集到的精子放入人工配制的获能液，培养一段时间，精子就可获能；对于牛、羊等家畜，一般采用化学诱导法，把采集到的精子放在一定浓度的肝素或Ca2+载体A23187溶液中，利用溶液中的化学药物诱导精子获能。（示图）培养成熟的卵母细胞和获能的精子就可完成受精作用了，放在获能溶液或专用受精溶液中，受精完成后，再把受精卵移入发育培养液中继续培养，引出第二部分内容。

（2）早期胚胎培养。

对于发育培养液的成分，教师形象的比喻成7盘菜：2盐（无机盐、有机盐）、2酸（氨基酸、核苷酸）、2素（维生素、激素）、1特色（动物血清），生动形象便于学生记忆。

在培养过程中，要检查受精卵的发育能力，当胚胎发育到适宜阶段，取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同（学生阅读P72小体字），胚胎移植后，在代孕母体子宫内经过若干月怀胎，一朝分娩，诞生出试管动物。

3.合作总结

教师提出：根据以上所学知识，你能较完整的设计出“试管牛”的培养流程图吗？（学生小组合作，讨论，展示所画的图示，组间补充完善）这样就把前面学过的点状知识联系起来，在学生头脑中形成了一个完整的试管动物培养的概念模型。

4.比较拓展

教师提出：试管动物和我们前面学习过的克隆动物有什么不同？（示表格）让学生思考并完成相关问题。

找学生利用表格展示归纳的内容，学生互评，教师再给予点评。

教师介绍：目前，体外受精技术经过20多年的研究，已经取得很大的进展，其中以牛的体外受精技术水平最高，从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢平均可采集10枚可用的卵母细胞，经体外培养成熟和受精，大约可获4枚可用的胚胎，移植给受体母牛可产下1-2头小牛，成功率10-20%，牛的体外受精胚胎工厂化生产已成为可能。有人想到，充分利用屠宰场母畜的卵巢，不妨把屠宰场和胚胎工厂合建，这样屠宰场的产品不仅是鲜肉，还会有大量的胚胎工程原料，你们觉得这个想法怎么样？（学生发表看法，拓展思路）在畅想中结束本节课。

五、教学反思

本节课的教学内容，虽然课标要求不高，为了解水平，但它属于现代生物科技胚胎工程中的一部分内容，专业化较强，专业术语名词多，与学生已知的东西联系不多，因此一上课通过一段视频和学生感兴趣的方面入手，诱发学习本节课的动机。对于本节课的主要内容“体外受精和早期胚胎培养”，抛弃传统的教师滔滔不绝，学生默默无闻的授课方式，采用“自主合作”的教学模式，简单一看就懂的不讲，学生自主学习即可；需要深入了解的，教师提出问题引发学生思考，适时点拨；最后总结升华的，学生合作学习。整节课学生是在思考和讨论中愉快地学习，既让课堂充满了活力，也让新课标理念得到了落实。

（作者单位：内蒙古包头市第一中学014040）