《胚胎工程的理論基礎(chǔ)》教學(xué)設(shè)計 課題 第3節(jié)    胚胎工程一  胚胎工程的理論基礎(chǔ)單元第二章 學(xué)科生物年級高二學(xué)習(xí)目標與核心素養(yǎng)闡述受精和胚胎早期發(fā)育的基本過程。1.文化基礎(chǔ)：哺乳動物受精和胚胎早期的規(guī)律。2.自主發(fā)展：理解和掌握胚胎工程最基本的原理和基礎(chǔ)3.社會參與：以過程圖的形式表示受精作用和胚胎發(fā)育的過程。 重點哺乳動物受精和胚胎早期的規(guī)律難點受精的過程和早期胚胎發(fā)育過程 教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課從社會中來我國對奶類的總需求量很大，但與奶業(yè)發(fā)達的國家相比，我國奶牛的單產(chǎn)水平還存在一定差距。奶牛品種是影響產(chǎn)奶量的主要因素之一，而引進一頭成年奶牛往往需要數(shù)萬元，高昂的價格使得靠大量引進優(yōu)良品種來提高產(chǎn)量不太可行。能不能讓引進的良種奶?？焖?、大量繁殖呢?遺憾的是，牛的生育率很低，一頭母牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，一生約生育四五次。如何解決這個難題呢?提示：可以通過體外受精、胚胎分割等技術(shù)獲得多個良種奶牛的胚胎，然后移植給代孕母牛生下后代。觀看圖片和資料，結(jié)合剛學(xué)過的動物細胞工程相關(guān)知識，思考問題，解決問題。 創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生利用所學(xué)知識，提出解決問題方法，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)他們的社會責(zé)任感。講授新課一、胚胎工程1．概念：對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。2．主要技術(shù)：體外受精、胚胎移植和胚胎分割。閱讀P56—57頁，分析下列問題：      胚胎形成經(jīng)過了哪些過程？      受精和早期胚胎發(fā)育的基本過程是怎樣的？二、受精1．概念：精子與卵子結(jié)合形成合子(即受精卵）的過程。2．場所：雌性動物的輸卵管內(nèi)。3.精子發(fā)生的位置和時期（1）精子的發(fā)生是在睪丸完成的（2）雄性動物從初情期至生殖機能衰退，睪丸曲細精管不斷進行生殖細胞的增殖（3）曲細精管為高度彎曲的上皮狀管道，每個睪丸小葉中含有1-4條4.精子發(fā)生的階段第一階段：精原細胞有絲分裂產(chǎn)生新的精原細胞，部分經(jīng)過染色體復(fù)制和其他物質(zhì)合成形成初級精母細胞第二階段：初級精母細胞兩次減數(shù)分裂形成精細胞（單倍體）第三階段：精細胞變形形成精子5.精子的結(jié)構(gòu)細胞核染色質(zhì)高度濃縮，核變長并移向細胞一側(cè)，構(gòu)成精子頭部高爾基體形成頂體泡，凹陷為雙層帽狀，覆蓋細胞核頭端，構(gòu)成頂體中心體遷移到頂體相對側(cè)，發(fā)出軸絲形成尾部線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘細胞其他物質(zhì)形成原生質(zhì)滴并最終脫落。6.精子獲能剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。7.卵子的準備卵子要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備與精子受精的能力。8.防止多精入卵的兩道屏障(1）透明帶反應(yīng)：精子觸及卵細胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應(yīng)，稱作透明帶反應(yīng)，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。(2）卵細胞膜反應(yīng)：精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)，稱為卵細胞膜反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。 二、胚胎早期發(fā)育1．場所：輸卵管。2．過程①卵裂：受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)進行有絲分裂，開始發(fā)育。胚胎發(fā)育早期，有段時間是在透明帶內(nèi)進行分裂，細胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，這種受精卵的早期分裂稱為卵裂。②桑葚胚：當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細胞逐漸形成致密的細胞團，形似桑葚時，這時的胚胎稱為桑葚胚。③纛胚：胚胎進一步發(fā)育，細胞逐漸分化。聚集在胚胎一端的細胞形成內(nèi)細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列的細胞，稱為滋養(yǎng)層細胞，它們將來發(fā)育成胎膜和胎盤。隨著胚胎的進一步發(fā)育， 胚胎的內(nèi)部出現(xiàn)了含有液體的腔叫囊胚腔， 這個時期的胚胎叫作囊胚。囊胚進一步擴大，會導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫作孵化。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育。 三、思考與討論1.表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發(fā)育程度最高?提示：比較而言馬的際臉進入于官時，發(fā)有程度最高，它處于囊胚階段。2.將體外培養(yǎng)的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應(yīng)選擇至少發(fā)育到什么階段的胚胎?如果換成牛又該怎樣處理?提示：小銀應(yīng)選擇至少發(fā)育到桑找胚階段的胚胎進行移植。牛在自然情況下，胚胎雖然一平可在8-16細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)有到囊胚階段的胚胎進行移植。3.為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)?請結(jié)合所學(xué)習(xí)的內(nèi)容舉例說明。提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解了哺乳動物在自然條件下受精和胚胎早期發(fā)有規(guī)律的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。人們正是在認識了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進行有效的模擬，才使郭母細胞能在體外成熟，精子能在體外完成獲能，獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子能在試管內(nèi)完成受精，獲得的受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等。 四、總結(jié)與練習(xí)1．下列關(guān)于受精過程的敘述，錯誤的是(　B　）A．獲能后的精子與卵子相遇后，釋放多種酶溶解卵細胞膜外的結(jié)構(gòu)B．卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障C．精子與卵細胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂　提示：精子受精過程主要包括：精子穿越放射冠和透明帶、進入卵細胞膜、原核形成和融合等過程。獲能的精子與卵細胞相遇后，發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放頂體酶穿過放射冠進入透明帶，接觸透明帶并發(fā)生透明帶反應(yīng)，這是第一道屏障，隨后入卵與卵細胞膜接觸，發(fā)生卵細胞膜反應(yīng)，這是第二道屏障。在精子形成雄原核時，卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體，形成雌原核，雌、雄原核結(jié)合，完成受精作用。]2．根據(jù)哺乳動物受精過程示意圖，回答下面的問題：(1）圖中字母表示的結(jié)構(gòu)名稱分別是[a]_____________、[b]____________。(2）圖中數(shù)字表示的過程分別是①___________、②___________、③___________。(3）在精卵相遇之前，精子在雌性動物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化，具有了受精能力，這個過程叫作________。卵子一般在排出后都要在________中進一步成熟，當(dāng)達到__________________時，才具備與精子受精的能力。(4）動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只由一個精子和卵子結(jié)合的生理基礎(chǔ)是___________。[答案]　(1）雄原核　雌原核　(2）精子穿過透明帶　精子進入卵細胞膜　雌、雄原核融合　(3）精子獲能　輸卵管　MⅡ期　(4）透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)提示：　(1）據(jù)圖可知a是雄原核，b是雌原核。(2）據(jù)圖可判斷①是精子穿過透明帶，②是精子進入卵細胞膜，③是雌、雄原核融合。(3）精卵相遇之前，精子在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化，具備了受精能力，這個過程叫作精子獲能。卵子在排出后一般都要在輸卵管中進一步成熟，達到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備與精子受精的能力。(4）受精時的透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的兩道屏障。分析及概括胚胎工程概念。     【學(xué)習(xí)活動一】學(xué)生閱讀課本P56—57，聯(lián)系實際，思考以下問題，闡述相關(guān)概念。  胚胎形成經(jīng)過了哪些過程？2.受精和早期胚胎發(fā)育的基本過程是怎樣的？      分析圖解：哺乳動物受精過程                          【學(xué)習(xí)活動二】學(xué)生閱讀課本P58，聯(lián)系實際，思考以下問題，闡述相關(guān)概念。  分析圖解：哺乳動物早期胚胎發(fā)育過程。      閱讀P59資料，小組討論，思考和解決相關(guān)問題。                     根據(jù)所學(xué)，完成相關(guān)練習(xí)        讓學(xué)生通過導(dǎo)入新課分析，概括胚胎工程的概念，培養(yǎng)學(xué)生概括能力。  通過閱讀，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力，加深學(xué)生對概念的認識，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究的興趣。          讓學(xué)生了解精子和卵子的結(jié)構(gòu)以及這些結(jié)構(gòu)具有的功能，可以幫助他們形成結(jié)構(gòu)與功能觀。                       通過閱讀，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力，加深學(xué)生對概念的認識，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究的興趣。  利用教材圖片，深化學(xué)生對胚胎早期發(fā)育過程的理解和認識。     提出問題，解決問題，此環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生思考真正發(fā)生，讓更多的學(xué)生參與到課堂中，把握重難點。                   回顧舊知，鞏固和應(yīng)用所學(xué)知識。   課堂小結(jié)  板書胚胎工程的理論基礎(chǔ)1.受精準備階段、受精階段2.胚胎早期發(fā)育卵裂、桑葚胚、囊胚、原腸腔        

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一 胚胎工程的理論基礎(chǔ)

版本： 人教版 (2019)

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