日期:2022-02-28
這是工程教學設計一等獎,是優秀的教學設計一等獎文章,供老師家長們參考學習。

知識與技能
(1)舉例說出蛋白質工程興起的緣由
(2)簡述蛋白質工程的原理
過程與方法
采用啟發式及問題驅動法相結合;學生利用教材及多媒體提供的資源展開探究學習,通過小組討論、分析、對比等方法達成各項目標。
情感態度價值觀
(1)關注蛋白質工程的發展
(2)通過學習認識到蛋白質工程的發展對人類社會的貢獻
教學重難點
1.為什么要開展蛋白質工程的研究?
2.蛋白質工程的原理
情景導入
基因工程解決了哪些生活、生產中難以解決的問題?進而以健康的話題入手,通過相關實例使學生意識到基因工程生產出來的自然界中已有的這些蛋白質,有的并不能滿足我們人類的需要,或不符合我們的意愿。那么如何才能生產出符合我們人類意愿的蛋白質呢?
思考探究
提出問題:為什么要開展蛋白質工程的研究?(學生思考、分析、討論并回答)
(教師補充)
1、基因工程的應用及不足
(1)基因工程的實質:將一種生物的基因轉移到另一種生物體內,使后者產生本不能產生的蛋白質,進而表現出新的性狀。
(2)基因工程的不足:在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質。
2、天然蛋白質的不足
天然蛋白質是生物在長期進化過程中形成的,它們的結構和功能符合特定物種生存的需要,卻不一定完全符合人類生產和生活的需要。(如教材加酶洗滌劑)
3、蛋白質工程的目的
生產符合人類生產和生活的需要的蛋白質
蛋白質工程是指根據蛋白質的精細結構和生物活性之間的關系,按照人類自身的需要,利用生物技術手段對蛋白質的 DNA編碼序列或直接對蛋白質進行有目的的改造,從而創造出自然界本不存在的 ,具有優良特性的蛋白質分子!(第二代基因工程) 基礎:了解蛋白質的結構和功能
原理:改造基因(基因修飾或基因合成) 目的:定向改造或制造蛋白質
“追尋速效胰島素制劑的生產過程”的分析; 1. 為什么要測定胰島素的一級結構? 2. 胰島素變化與濃度有和關系? 3. 結構變化對其活性有什么影響?
4. 在速效型藥物生產過程中,科學家為什么必須大量收集胰島素分子結構方面的信息? 5. 基因中某個堿基的變化就可以改變蛋白質的性質,其理論依據是什么?
教學目標:
1.理解工程問題的數量關系,掌握工程問題的特征,解題思路及解題方法。
2.能正確熟練地解答這類應用題,培養學生運用所學到知識解決生活中的實際問題。 教學重點:
理解工程問題的數量關系和題目特點,掌握分析、解答方法. 教學難點:理解工程問題的數量關系。 教學過程:
一、口算訓練。
二、復習鋪墊,導入新課。 1.解答下面應用題(口答):
(1修一條120米的公路,3天修完,平均每天修多少米?
(2)修一條120米的公路,平均每天修30米,多少天才能修完? 教師提問:上面這兩道題已知什么,求什么?用到的數量關系分別是什么?
(3)修一條公路,每天修全長的 1/6 ,幾天可以修完?
(4)修一條公路,8天修完,平均每天修這條公路的幾分之幾?
小結:工作總量、工作效率和工作時間之間的數量關系。
2.導入新課:上面這幾道題研究的都是工作總量、工作效率和工
1 作時間之間的關系的問題。我們把這類問題叫做工程問題。(板書課題)
三、新課教學。
1.導語:為了建設新農村,各地都在進行鄉村公路的建設。小壩村也準備新修一條公路。
2.出示例題。
小壩村準備新修一條公路。兩個工程隊,甲隊單獨修10天完成,乙隊單獨修要15天完成。如果兩隊合修,多少天才能修完?
3.引導學生解決問題。
(1)學生讀題,弄清已知條件和所求問題。 (2)要求合修的時間,需要知道什么? 公路的總長度沒有告訴,怎么辦?
教師啟發學生:能不能假設知道這條路有多長呢?可以假設這條路全長是多少千米?
(3)假設這條公路長30千米。應該怎樣解答? A.甲隊平均每天修多少千米? B.乙隊平均每天修多少千米? C.兩隊合修,平均每天修多少千米? D.兩隊合修,需要多少天? (4)還可以假設這條路長多少千米?
(5)通過計算,你發現了什么?(結果都相同。即不管工作總量怎樣變化,只要單獨工作的時間不變,合修的工作時間就不會改變。
2 也就是說,只要單獨工作的時間不變,合修的時間與工作總量的多少沒有關系。)
(6)引導學生把工作總量看作單位“1”,用一般方法解決問題。 A.甲隊平均每天修這條路的幾分之幾? B.乙隊平均每天修這條路的幾分之幾? C.兩隊合修,平均每天修這條路的幾分之幾?
D.兩隊合修,需要多少天? (7)小結工程問題的特點:工作問題有什么特點? 1.工作總量不告訴具體的數,把工作總量看作單位 “1”。 2.誰幾天完成,誰的工作效率就是幾分之一。即工效=1/工作時間。
(8)小結工程問題中的數量關系: 合作時間=工作總量÷工效和 工效和=工作總量÷合作時間 工作總量=工效和X合作時間 (9)回顧與反思。
上面的解答方法正確嗎?我們可以進行檢驗。引導學生進行檢驗。
四、課堂練習。
1.完成課本P43頁做一做題目。 2.完成課本練習九第8題。 3.完成課本練習九第7題。
3 小結:這是一道行程問題,它與工程問題相比,類型不同,數量關系不同,但解題原理卻是相同的。
五、課堂達標。
六、全課小結。
通過本節課的學習,你有什么收獲?
七、布置作業。 1.課本第45頁第6題;
2.閱讀課本第45頁“你知道嗎”內容。
【教學目標】
基本要求:1.描述體外受精和胚胎體外培養。
2.簡述胚胎移植和胚胎分割。
發展要求:嘗試聯系實際討論胚胎移植的現實意義。
【教學重點與難點】
教學重點:胚胎移植。
教學難點:胚胎體外培養技術。
【教學時數】
第一教時(共兩教時)。
【教學過程】
一、情景創設
插入比利時兔、安哥拉兔的圖片,讓學生更加直觀地感受進入本堂課的教學。 剛才引起同學們猜測的其實也是一只兔子,只不過它跟普通的兔子相比較,毛又細又軟又長,使它成為聞名遐邇的毛種兔。它的毛質更是其他普通兔子所無法媲美的。
問:如何利用普通的比利時兔,快速地獲得大量的具有性狀優良的安哥拉兔呢? 答①:利用轉基因工程,先獲得安哥拉兔的優良基因,然后想辦法轉入普通兔子的細胞內。
師:但是我們知道控制兔子毛長短、軟硬、細粗的可不是一個基因,要把他們一一找出來可不是一件容易的事情,那也就很難實現在短時內獲得大量的安哥拉兔的目標了。不過你的設想很好,我們期待以后你的科研成果,把現在很難實現的科學難題解決。有請第二位同學。
答②:也許我們可以利用雜交。讓普通的兔子和優良的安哥拉兔子雜交,得到的雜種兔子就同時擁有了兩種兔子的特征。
師:哦,這位同學又是一個很好的設想。我們也學習過,雜交育種固然有他的優點,可以把兩個優良性狀集中到一個個體身上,但是我們要選出純種的時間實在是太長了。其他同學有更好的想法嗎?
答③:我們可以從安哥拉母兔的體內獲得卵細胞,從雄兔體內獲得精子,在體外完成受精過程得到受精卵。受精卵在體外培養成為小胚胎后可以移植到普通的比利時兔子宮內生產出安哥拉兔幼崽。這樣不僅節約了安哥拉母兔懷孕和妊娠的時間,而且得到的幼崽在性狀上和安哥拉兔也一致。 師:非常好!這位同學的設想如果放在一百多年前,那他就是一位天才的科學家。讓我們來看看當時的科學家是如何來實現這一夢想的。
英國人W·希普于1890年在劍橋大學將純種安哥拉兔的早期胚胎移植到一只已和同種交配、毛色特征完全不同的比利時兔的輸卵管內。結果生出4只比利時仔兔和2只由胚胎發育而成的安哥拉仔兔。 這是世界上第一例胚胎移植,胚胎移植技術由此創始。
問:什么叫胚胎移植呢?
答:從一個母體取出胚胎,移植入另一個母體子宮,并妊娠的過程。
二、互動學習
1.胚胎移植
將經濟價值較高、遺傳性狀優秀的母畜,經過激素處理,使其超數排卵后受精,然后將發育的早期胚胎分別移植到同期發情的代孕母的子宮內,通過代孕母妊娠產仔的技術。
我們可以看到書上介紹胚胎移植的概念,跟我們自己總結出來的好像有所不同。他在胚胎移植之前還進行了一步操作——超數排卵。什么叫超數排卵呢?它的目的是什么呢?在這里我們可以了解一下。正常情況下,母畜的排卵數目都是一定的,比如說牛,一次只排一個,即使受精成功也只能產生一頭小牛。但我們可以用超數排卵的方法處理,使母畜在一段時間內的排卵數目增加,受精之后就可以獲得更多的優良胚胎,以提高胚胎移植的效率。那么怎么來處理呢?
利用促性腺激素處理,使得卵巢中有更多的卵泡發育,更多的卵被排出,這個過程就稱為超數排卵(superovulation)。
問:胚胎移植移動到任何一頭動物的子宮內都能發育嗎? 答①:不能,胚胎移植要在同期發情的母畜之間進行。
師:對!我們前面學習過,動物胚胎發育所要求的條件很復雜,要使胚胎發育正常,必須要給它創造一個適宜的環境,那就是處在同期發情的母畜的子宮。
同期發情技術:主要是借助外源激素剌激卵巢,使其按照預定的要求發生變化,使處理母畜的卵巢生理機能都處于相同階段,從而達到同期發情。
答②:異體器官移植會發生排異現象。我想,胚胎移植跟器官移植相似,同樣也會有這個問題存在。所以胚胎移植最好在同種動物雌性個體之間進行。
師:能考慮到這個問題非常好。所以胚胎移植必須符合兩個條件:
一、同種動物雌性個體之間進行;
二、兩者的生理狀況必須一致。我們把提供胚胎的個體稱為供體,而接受胚胎的個體稱為受體(代孕母)。
問:移植的胚胎與代孕母之間在遺傳上有什么關系?
答:在遺傳上無任何關系!移植的胚胎,它的遺傳物質來自它的供體雙親,而與代孕母之間只有生理上和組織上的聯系,或許還有感情上。
問:所以在選擇供體和受體的時候,在性狀上有什么要求? 答:供體是我們所要的優良品種,而受體只要一般品種就可以了。
師:那也就是說,胚胎移植實質就是借人家一個肚子來生孩子。又由于在遺傳性狀上與受體沒有任何關系,所以幼崽很好地保留了供體雙親的優良性狀。我們給胚胎移植另外一個大家都熟悉的名稱——借腹懷胎,并且是“借劣質動物之腹懷優秀個體之胎”。
既然胚胎移植這么神奇,納悶到底是如何進行的呢?下面我們以書上波爾山羊為例,介紹一下胚胎移植的過程(插入波爾山羊的胚胎移植過程圖片):
通過超數排卵之后的母羊和供體公羊受精之后就可以形成很多個早期胚胎,我們可以通過人工的方法,采用外科手術,將這些胚胎從母羊體內取出,在顯微鏡下進行質量檢查,確保質量之后,在體外培養一段時間進行移植。這樣就可以利用同一對波爾山羊來繁殖很多的個體。這是胚胎移植最大的意義。胚胎移植還有那些意義呢?
(1)充分發揮雌性個體的繁殖潛力 (2)縮短供體本身的繁殖周期 (3)保持供體優良特性 (4)大規模繁殖 (5)節約成本與費用 (6)可用于保護珍稀動物
比如說大熊貓,它的保護等級是國家一級。為什么大熊貓的數量如此少?除了我們人為的活動影響,破壞了他們生存的家園,使他們流離失所、無家可歸以外,跟他們本身的繁殖能力弱也存在著很大的關系。據科學家觀察,大熊貓在人工養殖中有三大難:受精難、懷孕難、育幼難。那么對于像大熊貓這樣的特殊情況,我們該如何來解決胚胎的獲得問題呢?體外受精。
2.體外受精
采取雌性動物的卵細胞和雄性動物的精子,使其在試管受精。
這里要給大家澄清一個概念——試管動物:是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精,并通過培養發育成早期胚胎后,再經移植產生的后代叫試管動物。
體外受精的過程比較簡單:(1)精子的收集和獲能;
(2)卵母細胞的收集和培養;
(3)獲能精子和卵細胞的受精。
問:體外受精獲得的受精卵能否直接進行移植?(不能,要在體外培養到8細胞以上。) 胚胎的體外培養:將受精卵在人工環境下培養成早期胚胎。由于胚胎不同發育時期生理代謝的需求不同,進行胚胎體外培養時,必須配置一系列含有不同成分的培養液。但主要成分種類相同:水、無機鹽、有機物、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清等。由此我們也可以看出,胚胎的體外培養比起我們以前學過的動物細胞培養、組織培養要困難得多,目前尚無從受精卵到新生兒的全體外胚胎培養技術。如果要借助體外受精來培育新個體,還得進行胚胎移植。而體外受精也為胚胎移植提供了大量優秀的胚胎。
問:除了直接從優良母畜體內獲得胚胎進行移植,通過體外受精獲得優秀胚胎之外,還有其他方法獲得更多胚胎嗎?(提示:不管是超數排卵體內受精還是體外受精,我們的目的都是獲得很多個胚胎,現在你能否從一個胚胎的利用率上去想辦法?畢竟受母畜生理條件的限制,不可能產生無數的卵細胞。大家可以想想,一個胚胎在發育的過程中,有哪幾個時期的細胞具有發育的全能性?)
答:卵裂球時期、桑椹胚時期、囊胚時期的內細胞團。
師:對!這些時期的細胞發育的全能性是很高的,如果我們想一定的辦法把他們相互分離開來,在體外培養到小胚胎時期再進行胚胎移植,那么他們都可以發育成為一個幼體。這樣就提高了一個胚胎的利用率了。這里就涉及到另外一種技術——胚胎分割。
3.胚胎分割
指借助顯微操作技術(采用機械方法)將早期胚胎切割成幾等份,再移植到代孕母子宮,產生同卵多仔后代的技術。
插入4細胞期、8細胞期顯微照片和胚胎分割顯微操作照片,讓學生比較直觀地去理解抽象的概念和具體的操作。根據照片具體介紹胚胎分割的含義,學生體會和理解胚胎分割的優勢和特點時就比較容易。以書上的良種牛胚胎分割為例,具體講解胚胎分割的操作,并簡單介紹我國胚胎分割的成就。
胚胎的選擇:發育良好的,形態正常的桑椹胚或囊胚。(注意:如果選取的是囊胚,分割的時候要保證內細胞團平均分割,以保證胚胎的恢復和進一步發育。)
胚胎分割的優勢:可成倍增加胚胎數量,可以快速繁殖良種畜。 胚胎分割的特點:后代具有相同的遺傳物質。 胚胎分割的基本過程:(1)胚胎移入培養液;
(2)分割胚胎(機械法、酶處理); (3)移植胚胎給受體; (4)著床產仔。
總結:今天我們學習的主要內容就是胚胎工程當中的三項主要技術:胚胎移植、體外受精和胚胎體外培養、胚胎分割,不管是通過哪種技術獲得胚胎,要想得到一個新的個體,必須借助于胚胎移植。所以我們說胚胎移植是胚胎工程的核心技術,也是基礎技術。沒有胚胎移植技術,其他技術即使再成功,也很難保證得到個體。胚胎工程是建立在胚胎移植之上的。
三、拓展學習
胚胎移植,實質就是“借腹懷胎”。所謂“借腹生子”是指利用試管嬰兒和胚胎移植技術,在受體母親子宮內使胎兒發育成熟而生出的過程。
資料:在國外,有些不育癥的夫婦采用“借腹懷胎”的方法生育孩子,即由一位正常健康婦女當代替母親,代替另一位不能生育的婦女獲得一個嬰兒。具體的方法是,事先采集這位不孕婦女丈夫的精液,然后于代理母親的排卵期用此精液人工授精,而使之懷孕生育,所生小孩與不孕婦女的丈夫有其血緣關系。根據我國有關計劃生育條例規定,夫妻婚后5年未育,經縣以上醫療衛生單位診斷為喪失生育能力的,按有關規定經過批準,可收養一個孩子,或允許其只生一個孩子的兄弟姐妹中的一人再生一個,由其領養其中的一個孩子。從廣義范圍來講,這是在我國特定條件下的“借腹懷胎”。
倘若不育夫婦要求采用代替母親的“借腹懷胎”,則需按有關規定經過批準,并征得雙方夫婦同意,立據協議簽字后,由授權允許開展人工授精的醫療單位施行。
聯系實際討論:你對新科技條件下出現的“借腹生子”現象贊同嗎?
代表①:我同意。因為孩子是一個家庭的希望,也是一個家庭的根本。如果因為本身生理上的原因而不能生育,對于當事人來說是一種莫大的痛苦,如果再帶來家庭的不穩定的話,更加是一種災難。所以我覺得“借腹懷胎”應用在這類人身上是一種對生命的關愛,是可以的。
代表②:我不贊同。雖然有些家庭有一些特殊的情況,就像前一位同學所說,生理有些問題。但我想那也是少數,大多數情況下是沒有問題的。那么在這些大多數的情況里面,我們不能否認有些人會利用手中的錢權來威逼利誘。比如說,自己怕疼不想生、或是要保持身材自己不想生,但卻要孩子,那么他們會不會想到用錢去買一個肚子來為他們服務呢?而生活在窮困中的婦女又會不會抵擋不住誘惑而去交易呢?這樣不就把自己的痛苦轉移到了別人頭上嗎?
代表③:我也不贊成。醫學一旦有了交易,肚子就成了商品。但是這個商品卻不一定能夠保值。在懷孕的9個多月里,孩子和代孕母親都有可能發生意外,這些責任應該由誰來負?還有,如果孩子出生之后不健康,有遺傳病或是殘疾,雙方都不想要這個孩子。那么,這個小生命該怎么辦?還有,代孕母親要是由于這次生育而造成她以后終生不孕,這個代價有誰來償還?這一系列的問題,可能比較復雜,而且難以處理。所以我覺得國家不能放手,讓“借腹懷胎”成為家常便飯。
代表④:我不同意以上兩位同學的說法。難道說我們就有權利去犧牲少數特殊人群的利益嗎?雖然有生育問題的家庭是少數,但是他們還是應該享受到現代科技給人類帶來的幸福。這項技術有了,給了他們有一個孩子的希望,那么為什么要為了大多數人認為有可能引起的一些未知的問題而讓他們的希望破滅呢?這是不道德的!當然,我也不否認可能會引起一些比較棘手的問題,但是國家可以制定相關的法律政策來約束某些企圖不軌的人的行為,不就可以了嗎?
師(總結):由于時間關系,我們的討論到這里,但是我知道,同學們對于這個問題的看法還是沒有辦法統一。實際上這個問題在醫學界和科學界都還是在探討之中,同學們如果有興趣,課下可以去查找一些資料。主要有兩種意見:(1)贊同。該措施可以幫助一些家庭解決不孕不育現象,而且可以幫助一些由于自身素質不良,如果懷胎、分娩會造成生命威脅的母親,實現得到親生子女的愿望。(2)不贊同。給社會和人類倫理道德造成一定的沖擊。
【教學后記】
這是一堂概念性很強的理論課,比較枯燥乏味。為了使課堂生動起來,我采用了問題串的教學方法:層層設疑、請君入甕,步步為營、揮灑自如。一個疑團接著另一個疑團,學生在積極思考開動腦筋的過程中主動學習。通過誘導,構架知識框架,并與以前的知識點有機結合,學生覺得新知識并不陌生,只是舊知識的一個延伸。所以總的來說,整堂課比較順利,知識連貫性比較強,而且由于圖片的穿插也使內容不再古板教條。對于“借腹懷胎”現象的討論,既聯系了實際,又可以讓學生運用所學知識,展現才華。實際上這個問題在醫學科學兩界都暫時還沒有辦法統一思想,而學生們激烈的討論頗具大家風范,這也是始料未及的。最可貴的是,學生在辯論之中表現出來的原始的對生命的尊重和關懷,使我感動不已。不求一堂課解決所有疑難問題,也不求一堂課全部統一口徑,有爭論才有進步,期待他們在課下更好地學習。
【指導老師點評】
本節課是浙科版生物選修三中較重要的一個內容,由于涉及較多的抽象概念,學生對具體的操作過程又缺乏直觀的感受,所以在教法選擇和教材處理上就顯得尤為重要。
屠菊芳老師按照自己的思路對教材進行了適當的重組,其處理方法是很細膩和合理的。從實際授課的情況來看,學生的反響和接受情況良好,課堂氣氛十分融洽。
整節課首先敘述了科學家如何以“借腹懷胎”的方法,通過普通的比利時兔產下優良的安哥拉兔的故事,并從比利時兔的角度對此事進行了點評,自然而然地與教材上胚胎移植的內容結合起來。該導入方法構思巧妙,當學生還沉浸在對故事情節的遐想中時,教學的第一個目標已經悄然達成。
有了這個好的開頭,學生的興趣自然就更濃厚了。屠菊芳老師則乘勢由胚胎移植的實現途徑又自然引出了體外受精、胚胎體外培養和胚胎分割等一系列技術,對下節課要學習的胚胎干細胞的有關內容也做了鋪陳。乏味枯燥的概念在師生的共同配合下,仿佛是在閱讀一篇妙趣橫生的科普小文,有了這樣的感覺,學來就不覺負擔了。所以,整堂課是令人放松又倍感愉悅的。在課間,屠菊芳老師還不時和學生討論起生物技術的負面效應等話題,又為后一單元的教學埋下伏筆。
如果非要說本節課有些許不足的話,可能屠菊芳老師還是不敢將課堂放手給學生,講授的內容稍顯冗長,不過作為第二年的新教師,其表現已經足以讓我等“老教師”汗顏了。
1、加深學生對工程問題的應用題的印象,提高學生解決類似題型的能力。
2、通過對生活中所遇到問題的解決,使學生明確解決工程類應用題的關鍵是找準他們之間的關系式。
3、培養學生在解決生活中的數學問題時要會靈活機動,會將所學知識活學活用。 教學重難點、關鍵: 重點:找準數量關系;
難點:正確分析題目內包含的信息; 關鍵:知識的聯系與拓展。 教學過程:
一、復習:
一項工程5天完成,平均每天完成幾分之幾? 2
一項工程每天完成
,幾天可以完成全工程?
二、學習新知: 教學例題:
1、(出示例題)一段公路長30千米。甲隊單獨修10天完成,乙隊單獨修15天完成。兩隊合修幾天可以完成?
2、分析題意。
3、列式計算,學生獨立完成后集體交流,提示學生能不能用多中方法解決問題。
4、做一做:一項工程,甲隊單獨施工要用 20 天,乙對單獨施工要用 30 天。如果兩隊合作,每天完成這項工程的幾分之幾?
5、練一練。
加工一批零件,甲單獨做6小時完成,乙單獨做9小時完成.(1)甲單獨,每小時完成這批零件的(
).(2)乙單獨,每小時完成這批零件的(
).(3)甲、乙合做,每小時完成這批零件的(
).(4)甲、乙合做,( ) 小時完成任務.
三、總結。
分數應用題基本數量關系仍是工作總量、工作效率、工作時間三者之間的數量關系,不同的是,題目中沒有直接告訴工作總量的具體數量,而是用單位“1”表示,因而工作效率就是
工作總量 ÷工作時間
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