“胚胎工程”的教材分析及教学建议，本文主要内容关键词为：胚胎论文,教材论文,建议论文,工程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“胚胎工程”与教材必修模块中的细胞增殖、分化和减数分裂及受精作用都有着重要的联系，学习本专题内容时，要结合必修模块中的相关内容进行分析，以下就对“胚胎工程”的教材特点及教学建议谈谈笔者的看法。
一、教材分析
1.教材的特点
(1)图文并茂，简约清晰。胚胎工程既有细胞水平的显微操作，也有宏观的胚胎移植的技术处理，有关操作技术的内容既新又专，学生不可能亲历实验的操作，学习起来会有很多困难。为了激发学生的学习兴趣，促进其对相关概念和过程的理解，把疑难问题更加直观简明地呈现给学生，教材在呈现方式上把技术层面上的问题进行了简化，较多地采用图解式的技术流程，使之简约、清晰。本专题提供了大量的插图，其中有8幅示意图，2幅流程图，并配以简明的文字叙述。例如，精子细胞变成精子的示意图形象直观地展示了细胞核变为精子的头部、高尔基体发育成头部的顶体、中心体演变为精子的尾、线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘、细胞内的其他物质浓缩成原生质滴并最后脱落。又如，哺乳动物受精过程的示意图，通过简要的文字叙述并配以示意图，即精、卵相遇，发生顶体反应，精子穿过放射冠→精子接触透明带→精子穿过透明带，接触卵黄膜（发生透明带反应）→精子头膨胀，形成精原核，同时卵子完成减数第二次分裂，释放第二极体→雌、雄原核形成→核膜消失，雌、雄原核融合，形成合子（受精卵）→第一次卵裂即将开始，这种图文并茂、直观形象的呈现方式，易于使学生理解哺乳动物受精的具体过程。
(2)科技发展，脉络清晰。教材在总体内容安排上体现了胚胎工程的发展脉络。首先对胚胎工程的理论基础，即哺乳动物的受精和早期胚胎发育的规律进行了较深入的介绍。其次，胚胎工程技术中应用较多的是体外受精和胚胎移植技术，它们是胚胎工程技术的基础，在此基础上又推动了胚胎分割、性别鉴定、胚胎干细胞培养等现代胚胎工程技术的创立和发展。此外，还可从另外一个角度来看，即“体内—体外—体内”的位置线索，精子和卵细胞必须来自体内，受精可以在体内或体外完成，胚胎的获得也可以来自体内、外，胚胎的分割和性别鉴定在体外进行操作，各种胚胎最后还是要移植到体内发育才能获得需要的动物个体，这样也体现了“技术是科学原理、方法与工艺的结合，产品是其最终结果”这一特点，经过胚胎移植大量繁殖的良种种畜就是胚胎工程的结晶！整体的知识编排中始终渗透着“科学、技术、社会”的教育思想！本专题基本是按胚胎工程技术发展的时间顺序展开的。
(3)联系必修，拓展深入。胚胎工程与基因工程、细胞工程在知识的呈现上有所不同，必修内容中缺少动物胚胎发育的基础知识，因此教材内容从体内受精和早期胚胎发育的基本生物学过程和原理开始是符合学生的认知规律的。例如，哺乳动物受精过程中有关精子、卵子形成的减数分裂过程在必修模块中已经学习过，教材对这部分内容只做了简要的介绍，而对学生没学过的精子的变形、卵泡的形成、卵子成熟的两次减数分裂场所及时间等有关内容则进行了重点介绍，以便学生对精子和卵子发生的过程有更为全面的了解。关于哺乳动物的受精过程，教材在必修内容的基础上，突出了受精前精子的获能准备、受精过程中精子的顶体反应、卵子的透明带反应、卵黄膜的封闭作用以及雌、雄原核的形成等生理活动的讲述。关于哺乳动物的早期胚胎发育过程，教材删繁就简地讲述了“受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚”及胚层分化等过程，同时还讲述了各时期的重要特点，并且特别突出地讲述了与胚胎移植、胚胎分割密切相关的桑椹胚细胞的全能性，囊胚具有分化能力的内细胞团等内容。
2.教材的注意事项
教学中除了要明确学习胚胎工程知识的目的，充分利用各种课程资源，深化课堂教学改革，提高教学效益，以及适当地补充一些实例用于教学外。随着教学实践的逐步深入，我们对教材中某些问题的看法也在进一步完善和发展，在此作为注意事项进行简要的探讨与说明。
(1)两个标志的区别。受精的标志是第二极体的形成，受精完成的标志是雌、雄原核融合成为合子。
(2)“超数排卵”和“冲卵”。超数排卵是指将供体（母畜）经一定激素处理，使其发情并能排出数量较多且发育成熟的卵子，经人工授精可以获得数量较多的可移植胚胎。母体排出的是卵子（卵母细胞）而不是受精卵或胚胎，此时“从输卵管冲取卵子”获得的是卵母细胞，并不是胚胎移植中的“冲卵”——冲洗出受精卵或早期胚胎。
(3)用什么激素进行同期发情处理？进行母畜同期发情使用的激素是孕激素或前列腺素，是基础药物。促性腺激素的使用只是为了促使卵泡更好地成熟和排卵，使母畜发情有较好的准确性和同期性，它是配合孕激素或前列腺素使用的药物。
(4)胚胎干细胞的培养与归属问题。对于胚胎干细胞的培养，其关键是需要一种培养体系，这种体系必须能促进胚胎干细胞的生长，抑制胚胎干细胞的分化。培养胚胎干细胞时，首先要在培养皿底部制备一层细胞，称其为饲养层，然后将干细胞接种在饲养层上面。用于饲养层的细胞一般有胚胎成纤维细胞、输卵管上皮细胞等，胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，在促进干细胞增殖的同时也能抑制干细胞分化。干细胞通常按照分化潜能或来源进行分类，一般认为胚胎干细胞属于多潜能干细胞，也有人认为是一种全能干细胞。随着人们对干细胞研究的深入，对干细胞定义的理解及分类也将会更加确切。
二、教学重点和难点的确立
本专题的主线是从胚胎工程的理论基础到技术基础，再到应用及发展，因此哺乳动物精子和卵子的发生、受精过程及胚胎发育、哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤、胚胎移植的生理学基础及基本程序和应用、胚胎分割的实践意义、胚胎干细胞研究的意义是教学的重点；哺乳动物受精过程中精子的获能与顶体反应及两道屏障的概念及特点、哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点、胚胎移植的生理学基础与基本程序、胚胎干细胞的培养方法与分离途径是教学的难点。尽管在必修部分学习了细胞器的结构与功能、减数分裂等内容，但是要对精卵发生中精子的变形、卵泡的形成及排卵、卵子成熟的两次减数分裂场所及时间等有关内容进行全面深入的介绍与拓展，还是有一定难度的，特别是有些内容与必修部分不一致，如卵细胞形成中的减数第二次分裂是在受精过程中完成的，并且有些哺乳动物减数分裂中极体的数量是两个而不是三个，因为有些哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂形成两个第二极体，这些内容既是重点也是难点！再如，哺乳动物的受精过程中，精子是如何发生顶体反应并穿过放射冠和透明带的，是哪两道屏障防止多精入卵的（透明带反应和卵黄膜封闭），等等。这些作为难点内容需要教师充分利用好图解、多媒体等直观的课程资源来展开教学，从形象、动态的角度尝试突破难点内容的教学。
三、教学建议
1.依据课标，深浅得当，归纳比较
课标对本专题知识性目标的要求均属于了解水平，这就需要我们在教学过程中把握好知识的广度和深度，要深浅得当，适度拓展，主要任务还是要加强核心概念和基本原理的教学，引导学生在理解的基础上对概念和原理进行归纳比较。如精子与卵子发生的比较（见表1）、受精过程中相关结构与概念的归纳、早期胚胎培养与精子获能培养及动物细胞培养的比较，等等。
表1 精子与卵子发生的比较表
2.突出主干，大胆取舍，教无定法
前面介绍了本专题教材内容具有脉络清晰的特点，即理论基础、技术基础、应用与发展。围绕这条主线需要对教学内容整体把握，但不要求面面俱到，需大胆取舍以突出主干。这也体现了是用教材而不是教教材的观点，但同时又不是为考试而教，考什么就教什么会背离了课标的要求。对于理论基础部分，主要是体内受精和早期胚胎的发育，这为理解好体外模拟进行相关的操作打下了基础，是主干知识之一。例如，对于胚胎发育内容的教学可按照教材P.68“课外活动：观察蛙受精卵的分裂”进行，先组织课外小组的学生采集样本并进行实验观察，学生采集时需要教师跟踪指导，也可由教师采集样本后再分发给各小组进行实验观察，并要求学生写下观察记录。卵裂期的特点比较简单，可由课外小组的学生回答，教师主要讲述胚胎发育过程中其他时期的特点。教学中应该利用好直观性的教具，如胚胎发育的模型等，再结合多媒体课件演示进行归纳，这样既可调动学生学习的兴趣，又可加深印象并促进对胚胎发育不同时期特点的理解。而体外受精和早期胚胎培养的内容相对比较容易，要求并不高，可以由学生自学完成，即大胆“舍弃”。这并不意味着对学生放任自流，建议各小组合作学习，并分配任务确定好目标，教师再给予适当指导，以提高学生自主学习、讨论探究、获取知识的能力，最后利用学习小组的研究综述报告来评价学习的效果。又如，胚胎移植的生理学基础与基本程序也是主干知识，而对于胚胎分割的内容可建议学生自学，胚胎干细胞的教学可让学生阅读教材和通过网络媒体搜集资料，并通过自我总结来撰写关于胚胎干细胞应用价值的综述来完成。
3.设问诱思，兼顾自学，善用实例
教学中需要充分利用各种课程资源，调动并激发学生学习本专题的兴趣，引导学生探究问题。教师还可以让学生从网络、电视、报刊等媒体上搜集关于胚胎工程进展的信息，如与2010年诺贝尔生理学或医学奖有关的内容、诱导性多潜能干细胞的研究进展等，作为课堂教学和组织学生讨论的新鲜素材，这样不仅可以促进学生关注胚胎工程，还可以培养学生搜集和处理信息的能力。在“精子获能”的教学中，可以通过介绍“精子获能”的发现者之一的美籍华人生物学家张明觉——“试管婴儿”之父，而2010年诺贝尔生理学或医学奖获得者英国科学家罗伯特·爱德华兹也称为“试管婴儿之父”，到底谁才是真正的“试管婴儿”之父呢？创设这样的问题情景可激发学生的学习兴趣和求知欲，让他们运用所学的知识来探讨辩论问题，在这样的潜移默化过程中不断提高学生的生物科学素养。