蘇教版生物選修2動(dòng)物的胚胎發(fā)育和胚胎工程教案

1、上課時(shí)間： 年 月 日 課時(shí)數(shù)：第 課時(shí)課 題第1課時(shí) 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育教 學(xué)目 標(biāo)1.知識目標(biāo)：簡述生殖細(xì)胞的形成過程，簡述受精作用的概念含義，簡述動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的基本過程。2.技能目標(biāo)：列表比較哺乳動(dòng)物精子細(xì)胞與卵細(xì)胞形成過程的區(qū)別。3.情感目標(biāo)：認(rèn)同胚胎發(fā)育學(xué)是胚胎工程的理論基礎(chǔ)。教材分析重點(diǎn)1哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生。2受精作用以及哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育。難點(diǎn)1哺乳動(dòng)物受精過程中精子的獲能、頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)、卵黃膜封閉作用的概念。2哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育各階段的主要特點(diǎn)。教法學(xué)法講述、討論、自主探究、學(xué)生練習(xí)教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程教 師 活 動(dòng)學(xué) 生 活 動(dòng)【課前預(yù)習(xí)】1精子與卵細(xì)

2、胞是通過何種分裂方式產(chǎn)生的？2什么叫受精作用？【導(dǎo)學(xué)誘思】胚胎工程的許多技術(shù)，實(shí)際上是在體外條件下，對動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。因此，了解哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律，就顯得十分重要了?！局R歸納】一、精子和卵子的發(fā)生：（一）精子的發(fā)生：1.場所：雄性生殖器官（睪丸）。2.時(shí)期：性成熟以后生殖機(jī)能衰退。3.基本過程：（1）初級精母細(xì)胞的形成：位于曲細(xì)精管管壁的精原細(xì)胞經(jīng)過數(shù)次有絲分裂，產(chǎn)生大量的精原細(xì)胞，其中部分精原細(xì)胞經(jīng)過染色體的復(fù)制和其他物質(zhì)的合成，進(jìn)一步形成初級精母細(xì)胞。（2）精細(xì)胞的形成：初級精母細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行兩次分裂（即減數(shù)分裂，包括M和M），第一次分裂產(chǎn)生兩個(gè)

3、次級精母細(xì)胞，每個(gè)次級精母細(xì)胞再分裂一次產(chǎn)生兩個(gè)含有單倍染色體的精細(xì)胞。（3）精子的形成：圓形的精細(xì)胞經(jīng)過變形階段變?yōu)轵蝌綘畹木??！就卣埂吭诰?xì)胞的變形過程中，其中的細(xì)胞核變?yōu)榫宇^的主要部分，高爾基體發(fā)育為頭部的頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘?！痉治觥浚?）不是。其一，在自然繁殖的條件下，可以說是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，將對精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部位(輸卵管）的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。（2）細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)

4、存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體則是有氧呼吸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場所。精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。（二）卵子的發(fā)生：1.場所：雌性生殖器官（卵巢）2.時(shí)期與過程：（1）初級卵泡的形成：初級卵泡是指在卵巢內(nèi)被一層扁平的細(xì)胞所包圍的初級卵母細(xì)胞。該過程發(fā)生在胎兒期。（2）次級卵泡的形成：初級卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個(gè)次級卵母細(xì)胞和第一極體，進(jìn)入輸卵管，準(zhǔn)備與精子受精。該過程發(fā)生在性成熟以后。人類的次級卵母細(xì)胞停留在減數(shù)第二次分裂中期時(shí)期，并從卵泡中排出。這個(gè)過程稱為排卵。（3）卵子的形成：如果排

5、出的次級卵母細(xì)胞沒有受精，它就會(huì)退化；如果完成受精作用，它就會(huì)完成減數(shù)分裂，形成一個(gè)卵子和第二極體。因此，該過程發(fā)生在受精時(shí)期。【分析】（1）在卵黃膜和透明帶間隙有兩個(gè)極體是卵子是否受精的重要標(biāo)志。（2）減數(shù)第二次分裂過程是在輸卵管中。（3）排卵是指卵子從卵泡中排出。排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次級卵母細(xì)胞，例如豬、羊，有的可能是初級卵母細(xì)胞，例如馬、犬。（4）正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。（5）剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。【拓展

6、】精子與卵子形成過程的比較。比較項(xiàng)目精子的發(fā)生卵細(xì)胞的發(fā)生區(qū)別場所睪丸卵巢輸卵管時(shí)期初情期后胎兒期初情期受精期細(xì)胞分裂是否連續(xù)是否細(xì)胞質(zhì)的分配方式均等分裂不均等分裂是否經(jīng)過變形是否產(chǎn)生生殖細(xì)胞數(shù)目4個(gè)精子1個(gè)卵子和3個(gè)極體聯(lián)系最初階段均進(jìn)行有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次細(xì)胞分裂（M和M）才能形成精子或卵子。 二、受精作用：1.概念：是指精子與卵子結(jié)合形成受精卵的過程。2.場所：在自然條件下，受精是在雌性動(dòng)物輸卵管內(nèi)完成的。3.過程：受精包括受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段。（1）準(zhǔn)備階段1精子獲能：即成熟的精子必須在雌性動(dòng)物生殖管道（子宮和輸卵管）中經(jīng)歷一段時(shí)間后才能獲得受精的能力。（

7、2）準(zhǔn)備階段2卵子的準(zhǔn)備：動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初級卵母細(xì)胞，如馬、犬等，有的可能是次級卵母細(xì)胞，如豬、羊等，但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)期，才具備與精子受精的能力。（3）受精階段：獲能的精子穿過次級卵母細(xì)胞的透明帶，精子的頭部與卵細(xì)胞膜接觸，兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜融合，精子細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)進(jìn)入卵細(xì)胞，這是受精的第一步。精子進(jìn)入卵細(xì)胞后隨即觸發(fā)一系列的反應(yīng)：卵細(xì)胞膜發(fā)生變化，其作用是不再接受其他精子進(jìn)入，阻止多個(gè)精子受精；激活次級卵母細(xì)胞繼續(xù)完成減數(shù)第二次分裂；卵子的細(xì)胞核與精子細(xì)胞核融合形成一個(gè)受精卵?！痉治觥客该鲙Х磻?yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障，

8、卵黃膜封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。三、胚胎發(fā)育：1.概念：哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育是指受精卵發(fā)育成幼體的過程。包括卵裂、囊胚、原腸胚、胚層分化等主要階段。2.場所：早期位于輸卵管內(nèi)，形成囊胚以后逐漸植入子宮內(nèi)膜。3早期胚胎發(fā)育的階段及特點(diǎn)：（1）卵裂：受精卵早期的細(xì)胞分裂，其分裂方式為有絲分裂，在此期間，細(xì)胞數(shù)量不斷增多，但胚胎的總體積不變。（2）桑椹胚：當(dāng)胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí)形成的細(xì)胞團(tuán)。（3）囊胚： 早期囊胚約含有140個(gè)細(xì)胞，外表是一層扁平細(xì)胞，稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞，將來可繼續(xù)發(fā)育成胎盤和胎膜。囊胚中心的腔稱為囊胚腔，腔內(nèi)一側(cè)的細(xì)胞群稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來繼續(xù)發(fā)育成各種 組織和器官。

9、（4）原腸胚：囊胚的細(xì)胞繼續(xù)分化，逐漸出現(xiàn)了外胚層、內(nèi)胚層、中胚層以及原腸腔。 【課堂總結(jié)】學(xué)生回答：學(xué)生活動(dòng)1：閱讀課本58頁，結(jié)合所學(xué)知識，思考以下問題：思考與討論1：1. 家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？2. 精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，對這一現(xiàn)象怎樣理解？學(xué)生活動(dòng)2：閱讀課本59頁，思考這些問題。思考與討論2：1卵子是否受精的重要標(biāo)志是什么？2產(chǎn)生卵子的過程是否都發(fā)生在卵巢中？3. 排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？排出的卵子是什么時(shí)期的細(xì)胞？4.一

10、個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子？5.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？學(xué)生活動(dòng)3：閱讀課本59頁，思考這些問題。思考與討論3：防止多精入卵的屏障有哪些？學(xué)生活動(dòng)4： 分析課本圖33，也可參考課本第69頁圖312及相關(guān)文字，總結(jié)早期胚胎發(fā)育的主要階段與特點(diǎn)。教學(xué)反思上課時(shí)間： 年 月 日 課時(shí)數(shù)：第 課時(shí)課 題第2課時(shí) 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)教 學(xué)目 標(biāo)1.知識目標(biāo)：簡述哺乳動(dòng)物體外受精的主要步驟及其原理，簡述動(dòng)物早期胚胎培養(yǎng)常用的方法及其基本原理。2.技能目標(biāo)：收集和分析胚胎工程研究和發(fā)展方面的資料。3.情感目標(biāo)：認(rèn)同胚胎工程的發(fā)展對生產(chǎn)力的促進(jìn)作用。教材分析重點(diǎn)1體外受精

11、在家畜快速繁殖中的重要意義。2哺乳動(dòng)物體外受精技術(shù)的主要操作步驟。難點(diǎn)1卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)。2精子的采集和獲能。教學(xué)方法講述、討論、自主探究、學(xué)生練習(xí)教學(xué)過程教學(xué)過程教 師 活 動(dòng)學(xué) 生 活 動(dòng)【課前預(yù)習(xí)】1什么是胚胎工程？胚胎工程的操作對象和理論基礎(chǔ)是什么？2胚胎工程包括哪些技術(shù)手段？【創(chuàng)設(shè)情境】 你聽說過試管牛、試管羊以及試管嬰兒嗎？你知道什么是試管動(dòng)物技術(shù)嗎？試管動(dòng)物技術(shù)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(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。在這項(xiàng)技術(shù)中，體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)是最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)?！局R歸納】一、體外受精：1.概念：是指哺乳動(dòng)物的精子和

12、卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)。2.原理：是指人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、PH等，使初級卵母細(xì)胞成熟，同時(shí)使精子獲能，最終完成受精作用，并有計(jì)劃地保存胚胎等?！就卣埂?.基本步驟：（1）卵母細(xì)胞的采集：對于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物如小鼠、兔，以及家畜豬、羊等，采用的主要方法是：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。這種方法叫做超數(shù)排卵。對于大型動(dòng)物，如牛，采用的主要方法是：從已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞。也可以借助一些特殊的工具從活體動(dòng)物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞，采集的卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)過人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。（2）精子的

13、采集與獲能：通常采用的體外獲能方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種。（3）受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程?！痉治觥靠寺?dòng)物屬于無性生殖，而試管動(dòng)物屬于有性生殖。二、胚胎的早期培養(yǎng)：【拓展】精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。哺乳動(dòng)物胚胎的培養(yǎng)液成分一般都比較復(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及動(dòng)物血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜階段時(shí)，可將其取出向受體移植，或冷凍保存。四、胚胎冷凍保存技術(shù)和動(dòng)物性別控制技術(shù)：1胚胎冷凍保存技術(shù)是將動(dòng)物的早期胚

14、胎，通過特殊的保護(hù)劑和降溫措施，使其長期保存在超低溫環(huán)境下。胚胎冷凍保存技術(shù)可以使胚胎移植不受時(shí)間和地域的限制，簡化引種過程。2動(dòng)物性別控制技術(shù)是指通過人為干預(yù)，使動(dòng)物按照人們的愿望繁衍所需性別的后代的技術(shù)。【典型例題分析】例1：關(guān)于牛體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)的敘述，正確的是( )A精子和卵子受精后即可移入母牛子宮B采集的卵母細(xì)胞應(yīng)立即與精子共同放入培養(yǎng)液才能形成受精卵C成熟卵子與收集來的精子相遇形成的受精卵，需培養(yǎng)到一定階段才可移植D體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)即胚胎發(fā)育和受精過程只需在體外進(jìn)行例2：超數(shù)排卵的做法正確的是( )A口服促性腺激素 B注射促性腺激素C口服或注射促性腺激素 D以上方法均不正確例3：下列生物技術(shù)屬于試管動(dòng)物技術(shù)的是( )A試管嬰兒 B雜交水稻 C單克隆抗體 D花藥離體培養(yǎng)例4：胚胎早期培養(yǎng)需要用液體培養(yǎng)基，此培養(yǎng)液的成分是( )A水、無機(jī)鹽、維生素、激素、有機(jī)鹽、氨基酸、核苷酸、血清等B蔗糖