一、教材分析
本节课是高中生物教材选修三第三章第二节的内容，是学生在学习了体内受精和早期胚胎发育的基础上展开的。本节课进一步学习胚胎工程技术，着重简述哺乳动物体外受精及早期胚胎培养的技术方法。体外受精在胚胎工程技术中应用得较多，是胚胎工程技术的基础。胚胎工程与基因工程、细胞工程等现代生物科技联系密切，比如将基因表达载体导入受精卵中，在体外完成早期胚胎培养，然后移植到生物体内。这是基因工程与胚胎工程的结合，卵母细胞在体外培养至成熟的过程中，利用了细胞工程中的动物细胞培养技术，体现了胚胎工程与细胞工程的结合。关于“试管婴儿”，存在着伦理道德方面的问题，因此与《生物技术的安全性和伦理问题》这个专题存在着一定的联系。
二、教学目标 1．知识与技能
（1）简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。 （2）认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。 （3）掌握胚胎早期培养的目的和方法。 2．过程与方法
以“试管牛”为例，让学生以胚胎学家的身份去思考、去探究，从而激发他们学习的兴趣，让他们养成主动获取知识的习惯。
3．情感态度与价值观
学生通过利用已学的体内受精和早期胚胎发育的知识，合理的推理和设计体外受精与胚胎培养的流程，从而发现理论与实践的结合点与差异，体会科学探索的艰巨性，掌握科学探究的一般方法。
三、教学重难点 重点：
（1）了解体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。 （2）简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。 难点：
（1）卵母细胞的采集和培养。 （2）精子的采集和获能。
（3）胚胎的早期培养的目的和方法。
四、教学准备
多媒体课件、导学案。 五、课时安排 1课时。 六、教学过程 设置情境，导入新课：
我的一户邻居夫妻感情很好，一切让人看起来是那么的美好。美中不足的是结婚多年没有孩子，家里少了一点孩子带来的乐趣。经检查，是因为妻子输卵管不通，医生给他们提供了一个建议——试管婴儿。这项技术目前已经基本成熟，成功率很高，解决了很多类似这样夫妻的问题。那么什么是试管婴儿技术呢？其流程又是什么？
（一）试管动物技术
多媒体展示两幅图，一幅是可爱的试管婴儿，一幅是教材上的试管牛和试管羊。为什么他们没有在试管里却分别被称为试管婴儿和试管牛、试管羊呢？难道试管动物是指动物体一直在试管中生长发育吗？
学生阅读教材P69第一自然段，自主学习和归纳试管动物形成的大概过程。
教师强调过程：体外培养至成熟、体外受精、培养成早期胚胎、胚胎移植。并且多媒体展示流程原理的图片。
提问：试管婴儿可以解决某些家庭的不孕不育的难题。大家试想一下，自然界普通牛的产生那么方便为何又要人工创造试管牛呢？多媒体展示我国肉牛、奶牛与国际上优良品种的差距。然后层层设问质疑：那么我们从国外大量引种可以吗？（可以，但是价格高，成本太大）我们少量引种，然后将其快速的大量繁殖呢？（有困难，因为牛的生殖率太低，一头牛一生才产四五头犊牛）
教师借此情境利用多媒体及时展示母牛体内的卵母细胞图片和公牛产生的精子图片。引导学生进一步思考：其实母牛体内的卵母细胞和公牛产生的精子是很多的，能不能取出来让它们在体外受精，然后将培养成的胚胎再移植回母体，从而实现目的呢？如果这样大胆的设想可以实现的话，那么优良品种的动物就可以实现快速的大量繁殖了，意义就太大了。下面我们就以试管牛为例来学习它的实施过程吧。
提问1：动物体内胚胎的形成需要经过怎样的过程？
（精子和卵子的发生→精子获能和卵子成熟→体内受精→早期胚胎发育） 提问2：如果要培育体外胚胎需要哪些过程和环节呢？
（采集精子和卵子→精子获能和卵子成熟→体外受精→体外早期胚胎） （二）体外受精 1.卵母细胞的采集和培养 （1）采集方法 ①超数排卵法
提问3：该方法适用的动物类型有哪些？如何实现动物体超数排卵？
（适用于小鼠、兔、猪、羊等小型动物。用促性腺激素处理动物体，从而使它们排出更多的卵子）
提问4：为什么这种方法采集到的卵子可以直接与获能的精子体外受精呢？
（处理之后排出的大量卵子依然是未完全成熟的，需要在输卵管里进一步成熟，所以，从输卵管里冲取的卵子已经具备了受精能力）
②从屠宰母畜的卵巢采集卵母细胞提问5：从卵巢中采集的卵子可以直接受精吗？需要怎么处理？
（不可以，因为卵巢里未排卵之前的卵子是不成熟的，不具备受精能力。需要取出后在体外进行人工培养到MⅡ中期）
③活体卵巢中吸取卵母细胞
提问：活体取卵需要使用的仪器有哪些？是否可以直接受精？
（需要借助的仪器设备有超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等。采集以后同样需要人工体外培养到MⅡ中期才具备受精能力）
特别提醒大家：后两种方法适用于大型家畜或大型动物。
提问6：如果让你培育试管牛，你会选择哪种方法去采集卵母细胞？为什么？ （应该选择第二种方法比较好，因为这种方法成本低廉，操作简单） 过渡：有了卵母细胞，如何得到具备受精能力的精子呢？ 2.精子的采集和获能
学生阅读教材P70-71，思考并回答以下问题：
提问7：教材图片中显示的是牛采集精子的方法，这种方法叫什么？ （假阴道法）
提问8：除此之外，还有哪些方法可以使用？适用的动物范围如何？
（还有手握法和电刺激法。手握法适用于猪、犬等体型较小易于控制的家畜；电刺激法适用于野生或经济动物）
提问9：精子采集以后需要获能处理，目前有哪些方法使精子可以体外获能呢？ （培养法：将采集的精子放入人工配制的获能液中，适用于啮齿动物、家兔和猪等动物；化学诱导法：精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，适用于牛、羊）。
3.受精
获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
屠宰场良种母牛的卵巢 良种公牛 抽取 采集 卵母细胞 培养 MⅡ中期 成熟的精子 获能处理 获能的精子 体外受精 受精卵 （三）胚胎的早期培养
1.教师结合教材P73的相关内容，深度解读以下问题：
（1）屠宰场收集到的卵巢如何保存？采集后精子可以怎样保存？
（收集得到的众多卵巢可以放在有生理盐水的保温瓶里保存；采集后的精子如果不能及时使用则需要冷冻保存）
（2）从卵巢中抽取到的卵母细胞都适合用来培养吗？怎样培养？
（并非都适合用来培养，因为在卵巢中不同的卵子成熟度不同；培养时将经过挑选的卵母细胞放入培养皿中的培养液小滴中，然后将培养皿放在培养箱中进行培养）
（3）获能处理时为什么要将精子离心处理？
（目的是除去精清中含有能抑制精子获能的物质，以利于精子在获能液中获能。） （4）什么是培养液小滴？
（就是在一个小培养皿里用移液枪吸取培养液做几个小液滴，这样做有三个作用：一是限制精卵活动范围；二是如果发现受精的卵可以及时移到另外一个干净的液滴里；三是做成小滴后一般会在其上覆盖矿物油，放到培养箱里培养，以防止细菌污染。）
（5）怎样知道受精是否完成？
（用实体显微镜观察，发现透明带和卵黄膜之间有两个极体时就说明已经受精） 过渡：得到受精卵之后应该做什么呢？ 2.胚胎的早期培养
学生阅读教材后，设置以下问题： （1）在什么培养液中培养受精卵？ （发育培养液）
（2）发育培养液与动物细胞培养液成分是否相似？各有何成分？
（相似但不完全相同；发育培养液成分为无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸和核苷酸等营养成分，以及动物血清。动物细胞培养液成分为无机盐、微量元素、糖、氨基酸、促生长因子、血清、血浆）
（3）早期胚胎培养的目的是什么？
（目的有两个：①精子和卵细胞在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。②当胚胎发育到适宜的阶段时，进行受体移植或冷冻保存。）（4）培养出的胚胎一定要移植吗？移植时选择什么时期、什么性别的胚胎?
（不一定要移植，可以暂时冷冻保存；移植时间和性别因动物种类和培育目的而异。如果是培育高产奶牛的试管牛，则应该选择桑椹胚或囊胚进行移植，并且要选择发育为母牛的胚胎，如果是肉牛就无所谓性别了。如果培育试管婴儿，则试管胚胎可在8～16个细胞阶段移植，并且通常禁止性别鉴定）
七、课堂小结
本节课我们学习了三个问题：一是试管动物技术的意义；二是卵子和精子的采集与培养；三是胚胎的早期培养。试管婴儿这项技术不但可以解决很多人的不孕不育问题，还可以使优良动物品种实现快速繁殖。培育试管动物的第一步就是采集卵母细胞和精子并使其体外受精，其实际依据就是体内受精的原理。采集精子和卵子的方法各有多种，要因动物而异。
八、教学反思
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