高中生物教学备课人体的繁殖与发育实验

显微注射法

2019版高中生物学选择性必修三说，将目的基因导入动物细胞受精卵最常用的方法是“显微注射法”：

那么，什么是显微注射法？如何操作？

显微注射法是研发最早也是最成熟和应用最广的转基因技术，是指在光学显微镜或解剖镜下，进行手术、解剖和注射等试验操作的技术。在模式动物和辅助生殖领域，常用的显微操作技术，包括：原核注射、胞质注射、8-cell注射、囊胚注射、四倍体胚胎注射、2-cell注射和胞质内单精注射（ICSI）等。

在注射的过程中，动物细胞膜也会被刺破。但因为动物细胞膜良好的弹性和流动性，在细胞膜被刺破以及细胞内注入或者抽取点物质之后，细胞膜还是可以恢复完整的，恢复好的细胞可以继续存活，正常生长。

上述技术的特点，是通过研究配子（精子、卵子和受精卵）、辅助细胞（卵巢或者睾丸支持细胞）和干细胞（多能性或全能性干细胞）等，在细胞或者亚细胞水平，阐明受精和胚胎发育的机制，提供更优的体外培养条件，或者更科学无害的产前诊断方案。

而高中生物学教材中是显微注射重组DNA片段，所以属于原核显微注射技术，它的不足之处是：导入外源基因整合位点和拷贝数无法控制；常导致插入位点附近宿主DNA片段缺失、重组等突变，可造成动物严重的生理缺陷。尽管如此，由于显微注射技术直接对基因进行操作，整合率较高，因而仍是目前建立转基因动物极为重要的方法（如图）。

原核显微注射技术

完成该技术一般过程：

将目的样品如重组DNA片段注入小鼠或大鼠的受精卵原核中，选择易于注射的原核，尽量注射在雄原核中（也有资料认为雌原核和雄原核都可以，但看到的资料都是雄原核），注射完毕后，将受精卵或培养至桑葚胚阶段移植入假孕母鼠输卵管内，培养至囊胚期则移植到假孕母鼠子宫，待仔鼠出生后，用PCR方法等方法在染色体及基因水平上进行整合鉴定，筛选整合外源基因的阳性仔鼠。并通过一定的方法在转录及蛋白质水平上进行表达检测，经检测获得阳性首建鼠。

完成该技术一般步骤：

2024年高中生物 专题3 胚胎工程 3.2 体外受精和早期胚胎培养教案 新人教版选修3

课题：

科目： 班级： 课时：计划1课时

教师： 单位：

一、教材分析

《2024年高中生物 专题3 胚胎工程 3.2 体外受精和早期胚胎培养教案 新人教版选修3》是对胚胎工程中体外受精和早期胚胎培养技术的深入探究。本节课主要通过课本内容，引导学生了解体外受精的概念、过程及意义，掌握早期胚胎培养的基本方法和技术要点。通过对相关生物学知识的讲解，使学生能够理解并应用这些知识解决实际问题，提高他们的实践操作能力。同时，结合我国胚胎工程研究的最新进展，激发学生对生命科学研究的兴趣和热情。

二、核心素养目标

本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和生物伦理等方面的核心素养。通过学习体外受精和早期胚胎培养技术，学生将能够：1. 建立生命观念，理解生命的起源和发育过程；2. 发展科学思维，学会分析问题和解决问题的能力；3. 提升科学探究能力，能够运用实验方法和技能进行科学探究；4. 培养生物伦理意识，了解胚胎工程伦理问题，并能够进行合理的判断和决策。

三、教学难点与重点

1. 教学重点

（1）体外受精的概念、过程及意义：教师需要讲解体外受精的定义，即卵子和精子在体外的培养皿中完成受精过程。同时，详细介绍体外受精的过程，包括卵子的采集和培养、精子的采集和获能、受精等步骤。最后，强调体外受精在辅助生殖技术中的应用及其意义。

（2）早期胚胎培养的基本方法和技术要点：教师需要讲解早期胚胎培养的目的，即在无菌条件下，通过控制培养基成分、温度、气体环境等因素，为胚胎的发育提供适宜的环境。同时，详细介绍早期胚胎培养的方法，包括胚胎的接种、培养基的更换、胚胎的观察等。最后，强调早期胚胎培养过程中的关键技术要点，如保持无菌操作、控制温度和气体环境等。

2. 教学难点

（1）体外受精过程的细节理解：学生可能对卵子的采集和培养、精子的采集和获能等步骤的具体操作过程难以理解。教师可以通过展示相关实验操作的视频或图片，并结合讲解，帮助学生突破这一难点。

高中生物教学备课教案基因的表达与调控

高中生物教学备课教案

主题：基因的表达与调控

引言：

基因是生物的遗传信息库，它们通过表达和调控来实现生物的生长和发育。了解基因的表达与调控对于深入理解生物的遗传机制和细胞功能至关重要。本节课我们将重点讲解基因的表达和调控的原理及过程，并通过案例分析和实验教学，帮助学生掌握关键概念和实践技能。

一、基因的表达

1. 介绍基因表达的概念及重要性（200字）

基因表达是指基因信息从DNA转录成RNA，并进一步翻译为蛋白质的过程。基因表达在维持生物正常功能和适应外界环境中起着重要作用。

2. DNA转录为RNA的过程及关键酶（300字）

DNA转录为RNA是基因表达的第一步，包括启动子识别、转录、终止等过程。RNA聚合酶以及与其相关的辅助因子在此过程中起关键作用。

3. RNA的剪接和后转录修饰（400字） 剪接是将转录产物中的内含子切除，将外显子连接为连续RNA的过程。此外，RNA还需要进行5'帽子和3'端修饰等后转录修饰，以提高稳定性和翻译效率。

4. 蛋白质的翻译（300字）

翻译是指在核糖体上将mRNA的信息转化为氨基酸序列的过程。起始子和终止子的识别以及氨基酸的连接在此过程中发挥关键作用。

二、基因的调控

1. 不同细胞类型中基因表达的差异（200字）

细胞具有分化和特化的特性，这导致了不同细胞类型中基因表达的差异。组织特异性转录因子和染色质结构决定了基因表达水平的差异。

2. 转录水平的调控机制（400字）

转录水平调控是指通过调控转录因子活性和可及性来控制基因表达水平。包括转录激活子和转录抑制子的作用，以及DNA甲基化和组蛋白修饰等。

3. 翻译水平的调控机制（400字）

翻译水平调控是指通过调控转录后的RNA的翻译效率来控制蛋白质的表达水平。包括mRNA的稳定性、启动子序列、3' UTR区域及RNA结合蛋白的作用。

4. 长非编码RNA的调控功能（300字） 长非编码RNA (lncRNA) 在基因表达调控中发挥重要功能，包括转录调控、染色质构建、转录后修饰等。介绍lncRNA的作用机制及相关研究进展。

听课记录 新2024秋季 高中生物学必修人教版 分子与细胞 第6章 细胞的生命历程《 第1节 细胞的增殖》

教学目标（核心素养）

1.1 生命观念：理解细胞增殖的概念、意义及真核细胞有丝分裂的过程，形成对细胞生命周期的初步认识。

1.2 科学思维：通过观察、分析和比较细胞增殖过程中染色体形态和数目的变化，培养逻辑推理和模型构建能力。

1.3 科学探究：参与模拟实验或观看实验视频，学习科学探究的基本方法，理解实验证据在支持生物学结论中的作用。

1.4 社会责任：认识到细胞增殖与生物体生长、发育、繁殖及遗传的稳定性密切相关，培养尊重生命、关注生物伦理的价值观。

导入

教师行为：

• 展示从单细胞生物到多细胞生物（如人类）发育过程的图片或动画，引导学生思考：“生物体是如何从一个小小的受精卵长成复杂的生物体的？”

• 引出细胞增殖的概念，并简述其在生物体生长、发育、修复和繁殖中的重要性。

学生活动：

• 观看图片或动画，思考并回答教师提出的问题，激发对细胞增殖的好奇心和探究欲。

过程点评：

• 导入环节通过生动的多媒体展示和贴近学生生活的问题，有效吸引了学生的注意力，为后续学习奠定了良好的基础。

教学过程

教师行为：

• 理论讲解：

• 详细阐述细胞增殖的概念、类型（主要讲解有丝分裂）及其生物学意义。 • 利用板书或PPT展示有丝分裂的过程，包括间期、前期、中期、后期和末期，重点讲解染色体形态和数目的变化。

• 模拟实验或视频观看：

• 组织学生观看有丝分裂过程的动画或视频，引导学生注意观察染色体的动态变化。

• 如有条件，可进行模拟实验，如使用橡皮泥或磁贴等材料模拟染色体在有丝分裂中的行为。

• 互动讨论：

• 提问学生关于有丝分裂过程中染色体行为的关键点，鼓励学生积极发言。

• 引导学生讨论有丝分裂对于生物体遗传稳定性的重要性。

学生活动：

• 认真听讲，做好笔记，理解细胞增殖和有丝分裂的基本概念。