高中_生物_人教新课标版_选修3_专题2 细胞工程_2.2 动物细胞工程《多利羊猜想》教学设计

《多利羊猜想》教学设计

黑龙江省牡丹江市第一高级中学蔡东玲

一、设计理念

根据新课程理念，高中生物学教学重在培养学生的核心素养，使学生适应未来社会发展和个人生活的需要，生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。本节课通过自学、质疑培养学生的生命观念，通过阅读、总结、训练培养学生的科学思维和探究能力，通过对“克隆人”的讨论，关注与科学有关的社会问题，培养学生的社会责任感。

二、教材分析

（一）内容分析

《多利羊猜想》属于人教版选修三《现代生物技术专题》模块的专题二《细胞工程》的内容。该内容是在已经学完了“动物体细胞核移植技术”之后，以“视野拓展”的形式呈现的，通过人们对克隆动物的早衰问题，展开的一系列设想为出发点，而衰老又属于必修一的范围，此时恰到好处的引入“端粒学说”，能让学生在讨论中总结和提高，让学生尽可能多地感受生物学的奥秘，通过搜集材料、自主学习的方式，揭示多利神奇的一生，来激发学生学习兴趣，培养学生关注科学、努力探索的精神。

（二）学情分析

本节课是高三学生在一轮复习时的一节视野拓展课，对于高三学生来说：

1.知识方面：具备了动物体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植和胚胎干细胞培养等知识。

2.能力方面：具备了独立思考、归纳总结、合作学习和判断能力。

3.情感方面：具备了一定的认知能力，有了一定的社会责任感，学习生物学的兴趣大增。（三）教学目标

1.知识与技能：

（1）复习巩固克隆羊的形成过程。

（2）了解对多利羊早衰问题争论的两种观点。

（3）克隆技术的最新研究成果和应用前景。

2.过程与方法：

（1）学会查找资料，通过各种方法收集有关克隆的知识与进展。

（2）学会表达与交流，能将自己收集到的信息简洁明了地表达出来，同时能够准确的获取他人的信息。

3.情感态度和价值观：

（1）关心日常生活中的新科技、新事物，培养求知欲。

（2）通过对“克隆人”的思考，关注与科学有关的社会问题，形成正确的价值观。

（3）学会辩证地看待事物的发展和事物的两面性。

（四）教学的重点和难点

1.教学重点：

（1）讨论多利羊的“早衰”问题。

（2）通过各种方法和途径收集到有关克隆技术的发展资料。

2.教学难点：

（1）认识了解克隆技术的操作过程。

（2）学生自己搜集整理资料的能力。

（3）理解克隆技术是把“双刃剑”。

三、教学策略

（一）说教法：

1.“五问”教学法：

在教学过程中首先“明确问题”，让学生知道本节课的学习目标，然后“剖析问题”、在学生的

讨论中“生成问题”、带领学生“探究问题”，最后通过习题来“反馈问题”。

2.直观教学法：

由于体细胞核移植技术实验是在特定的实验室条件下进行的，学生无法亲自动手操作，因此需要教师形象直观的介绍实验操作步骤，利用多媒体课件，分布演示实验过程，化静为动，化抽象为具体，增强了教学内容的直观性、启发性，使学生更好的从感性认识上升到理性认识。

3.层进设问法：结合教师的渐进式问题链，一环扣一环，层层剖析，启发学生积极思维，培养和发展学生的抽象思维能力。

4.讨论法：在探究过程中，让学生参与讨论，既深化知识，又训练了学生的表达和交流能力，培养了学生的合作交流能力。

（二）说学法：

根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，充分发挥学生的主体性，通过分析、讨论、归纳和总结的学习方法进行学习。

四、教学过程的设计

环节一：设置情境，导入新课，明确问题

【课件演示】多利羊图片，带领学生了解多利羊的基本信息：

名字来源：多利性别：雌

出生日期：1996年7月5日出生地点：英国爱丁堡市罗斯林研究所

创造者：伊恩·威尔穆特和基思·坎贝尔身份：克隆羊

【教师引导】多利一出生，人们就开始关注它的健康问题，我们都知道，用来克隆多利的母羊当时6岁，多利的生理年龄是从6岁开始累计呢？还是像新生羊那样从0岁累计？

【学生讨论】0岁或6岁，并说出自己的理由。

【明确问题】人们把这一涉及克隆动物是否早衰的问题称为“多利羊猜想”，引出本节课要学习的内容。

【设计意图】制造悬念，激发学生的探求欲望，引起学生对“克隆动物是否早衰的问题”产生浓烈兴趣。

环节二：剖析问题，生成问题，探究问题

探究点一：体细胞核移植技术的基本过程

【观看视频】多利的产生与三只母羊有关，让我们观看一段视频，谁能一下总结体细胞核移植技术的基本过程？

【剖析问题】请同学们总结体细胞核移植技术的基本过程，以流程图的形式写在学案上。请一名同学通过投影展示自己的流程图，并向同学们讲解。

【生成问题】对学生的流程图进行评价、总结，一起探讨体细胞核移植过程中的几个关键问题：

1.体细胞核移植过程中，对供核细胞有什么要求？

2.为什么选择卵母细胞作为受体细胞？

3.什么时期去核？去核方法？

4.诱导细胞融合的方法？

5.胚胎移植的时期？

探究点二：克隆羊是否存在“早衰”现象的争论

【教师引导】1996年多利出生后，健康成长，结婚生子，它一生共产下6只小羊。然而多利却在2001年患上关节炎，2003年患上严重的肺部感染，最终被科研人员施以“安乐死”。

【生成问题】普通羊的平均寿命是12岁左右。而多利羊离开这个世界时只有6岁多，在羊中也只能算是中年，而肺部感染和关节炎是典型的“高龄病症”。这是否意味着克隆动物存在天生缺陷，从而导致早衰？多利的死亡再次引起了早衰的争论。

【探究问题】请同学们回忆细胞衰老的知识，讨论细胞衰老与细胞中的哪个结构有关？

【学生回答】细胞衰老与端粒有关，端粒是位于染色体末端的结构，每次细胞分裂都会短一些，随着细胞分裂次数的增多，截短的部分会逐渐向内延伸，在端粒DNA序列被截短后，内侧正常的DNA

序列就会受到损伤，细胞活动逐渐异常。

【教师引导】多利的染色体端粒是否缩短了呢？

【学生活动】阅读教材，55-56页内容：在多利还小的时候，科研人员对其进行了抽血化验，确认其端粒长度确实比同年龄的绵羊要短，似乎验证了这一猜想。

【教师引导】其它克隆动物的端粒是否也缩短了呢？

【学生活动】阅读教材，56页内容：克隆鼠的染色体端粒没有缩短。

【教师引导】这两个资料似乎存在着矛盾，你认为克隆动物是否存在早衰问题呢？让学生展开讨论，说出自己的观点。

【共同总结】关于对克隆羊是否存在“早衰”现象的争论大体可分为两派：

一派认为，克隆动物确实存在早衰现象，它们一出生，身体的衰老程度就类似于被克隆个体，因为克隆动物其细胞中的端粒（染色体最末端的部分，每次细胞分裂都会缩短一些）继承了供体成年绵羊体细胞端粒的长度，所以它们的寿命被缩短。

另一派认为：克隆动物在胚胎发育过程中，会对端粒进行修复，修复之后的长度可以达到跟同龄其他动物的水平。他们认为早衰迹象是在克隆过程中出现的一些技术问题造成的，克隆过程中一些物理或化学因素的伤害，导致了多莉的健康隐患，使得它容易患病。

探究点三：搜集克隆动物能健康成长的新证据

【教师引导】由于当时克隆动物较少，诞生时间不长，很难得出正确结论，不过科学家并没有放慢他们的脚步，展示一张“多利四羊组”的照片，引出多利“重生”。

【课件演示】“多利四羊组”的照片，这是2007年英国科学家利用培育多利时所剩的组织再次克隆出的4只“多利”。它们出生后，一直生活在诺丁汉大学的校园里，直到2010年才向世人公布，科学家要对它们展开深入研究，了解克隆动物的健康状况，试图找到克隆动物能否健康成长，以及早衰的答案。

【观看视频】观看2010.12.1央视的新闻报道：克隆羊多利多在英国“重生”并且一只变四只。【课外活动】搜集克隆动物能健康成长的新证据，然后课堂上与大家一起分享。

【资料分享】这是英国诺丁汉大学凯文.辛克莱尔教授的两项研究成果：

资料一：2016年7月26日发表在英国期刊《自然通讯》的一份报告指出，与多利拥有相同基因的4只克隆羊随着年龄增长身体状况依然良好，这是克隆动物能健康成长的一个有力新证据。

资料二： 2017年11月22日发表在英国《自然》旗下《科学报告》杂志发表的一项研究表明，此前人们认为克隆会导致多利羊患上早发性骨关节炎，该观点没有依据。在这方面克隆动物与自然产下的动物并无差异。

【观看视频】2016.7.27贵州卫视的新闻报道：新证据显示克隆羊能健康成长，凯文.辛克莱尔的最新研究成果。

探究点四：体细胞核移植技术的应用前景

【教师引导】在多利诞生之前，人类不敢设想，已经发育成熟的体细胞能够逆龄回到从前的状态，其中的基因能按照人们的意志得到编辑，多利的早夭，引起人们的争论，辛克莱尔的这项研究有望使人们对克隆动物这一技术重拾信心，使我们认真考虑其应用前景。

【生成问题】假设你是一名科研工作者，请你根据体细胞核移植技术和胚胎干细胞的原理为一位需要进行器官移植的病人设计一个治疗方案，既可避免免疫排斥又可解决临床上器官短缺问题，请写出你的设计流程图。

【学生活动】小组讨论，设计治疗性克隆的流程图，分组汇报，教师点评。

探究点五：我国体细胞克隆技术最新研究成果

【观看视频】2018.1.25中国财经报道：我国克隆技术的最新研究成果，世界上首只体细胞克隆猴“中中”和“华华”诞生。了解我国体细胞核移植技术的最新研究进展。

【学生讨论】有朝一日克隆人真的来了，我们该怎么办？

环节三：课堂小结，突出主线，加深理解

一堂完整的课，总结是必不可少的，可以加深学生对本节课的完整印象，形成整体知识框架，

本节课用板书总结。

环节四：随堂练习，巩固所学，反馈问题

为了加强学生对本节知识的理解、记忆，我选了几道课堂练习题。

环节五：布置作业，拓展思维，提升社会责任

为了巩固学生所学知识，同时也为了将思考延伸于课外，并在此基础上提高学生的社会责任，请同学们阅读教材94-96页有关“克隆人引发的伦理问题”的内容，写一篇论文谈谈你对克隆人的观点并说明理由。

五、板书设计

六、教学反思

在本节课的课堂教学中，主要以问题为中心，围绕问题展开讨论、探究、阅读、讲解、点拨，然后再激发出新的问题，给学生留有空间，使教师、学生在课堂上有自主探究、自由发挥的机会。有助于提高学生的生物科学素养，我觉得本节课有以下优点：

1.由于体细胞核移植技术是在特定的实验室条件下进行的，学生无法亲自动手操作，通过观看视频，让学生亲身体验、感受体细胞核移植技术的基本过程。通过搜集、归纳和分析材料，帮助学生寻找克隆动物是否存在“早衰”现象的答案，培养学生的生命观念。

2.本节课以克隆羊出生，死亡，及死后人们对其是否存在“早衰”现象进行争论为主线，让学生通过搜集资料，对克隆技术及其相关知识和发展状况有了较深入的了解，培养学生的科学思维。

3.在学习克隆技术应用前景时，教师引导，让学生自己设计实验，通过小组讨论，经历思维的内化，组织语言，归纳总结而获得知识，理解治疗性克隆的基本过程，培养学生的科学探究能力。

4.通过观看视频，了解我国体细胞核移植的技术的最新研究进展，讨论“有朝一日克隆人真的来了，我们该怎么办？”培养学生的社会责任。