人教版 (2019)選擇性必修3第2章細胞工程第3節(jié) 胚胎工程二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用教案-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

課題
胚胎工程
二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
單元
第2章
學(xué)科
生物
年級
高二
學(xué)習(xí)目標(biāo)
與
核心素養(yǎng)
簡述體外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步驟和應(yīng)用價值
1.文化基礎(chǔ)：胚胎工程的主要技術(shù)及其原理。
2.自主發(fā)展：理解和掌握胚胎工程在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。
3.社會參與：認(rèn)同胚胎工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中體現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)和社會的互動關(guān)系。
重點
胚胎工程中胚胎移植的生理基礎(chǔ)和基本操作。
難點
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
展示試管嬰兒相關(guān)圖片，介紹現(xiàn)階段試管嬰兒的發(fā)展和基本技術(shù)。
最初由英國產(chǎn)科醫(yī)生帕特里克·斯特普托和生理學(xué)家羅伯特·愛德華茲合作研究成功的。（羅伯特·愛德華茲因此獲得2010年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎，愛德華茲現(xiàn)在是英國劍橋大學(xué)的名譽教授。）“試管嬰兒”一誕生就引起了世界科學(xué)界的轟動，甚至被稱為人類生殖技術(shù)的一大創(chuàng)舉，也為治療不孕不育癥開辟了新的途徑?！霸嚬軏雰骸笔亲尵雍吐炎釉谠嚬苤薪Y(jié)合而成為受精卵，然后再把它（在體外受精的新的小生命）送回女方的子宮里（胚卵移植術(shù)），讓其在子宮腔里發(fā)育成熟，與正常受孕婦女一樣，懷孕到足月，正常分娩出嬰兒。這一技術(shù)的產(chǎn)生給那些可以產(chǎn)生正常精子、卵子但由于某些原因卻無法生育的夫婦帶來了福音，現(xiàn)在這一技術(shù)已在我國很多地方開展。1944年，美國人洛克和門金首次進行這方面的嘗試。世界上第一個試管嬰兒路易絲·布朗于1978年7月25日23時47分在英國的奧爾德姆市醫(yī)院誕生，此后該項研究發(fā)展極為迅速，到1981年已擴展到10多個國家?，F(xiàn)在世界各地的試管嬰兒總數(shù)已達數(shù)千名。我國已有幾所醫(yī)學(xué)院開始這項研究，1985年北京醫(yī)學(xué)院已首獲成功。
試管嬰兒的發(fā)育過程都是在試管嗎？
試管嬰兒用到什么生命生物技術(shù)手段完成？
課前查閱資料，展示欣賞試管嬰兒圖片，了解試管嬰兒的發(fā)展及基本技術(shù)要求。
從社會熱點問題入手，創(chuàng)建情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生探討問題的積極性。
講授新課
閱讀P60頁，思考下列問題
1.胚胎工程技術(shù)主要包括哪些內(nèi)容？他們的原理分別是什么？
2.胚胎工程在生產(chǎn)實踐中有哪些應(yīng)用？
（一）體外受精
1.概念：是指哺乳動物的精子和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.基本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、pH等，使初級卵母細胞成熟，同時使精子獲能，最終完成受精作用，并有計劃地保存胚胎等。
3.卵母細胞的采集和培養(yǎng)
①實驗動物以及家畜豬、羊等：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。
②大家畜或大型動物：從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細胞或借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取,然后在體外進行人工培養(yǎng)成熟后（MⅡ中期）,才能與獲能精子受精。
4.精子的采集和獲能
①收集精子的方法：主要有假陰道法、手握法和電刺激法等。
②精子體外獲能的方法：主要有培養(yǎng)法(嚙齒動物、家兔、豬等)和化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)法,即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中,用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能)。
5.受精（小滴內(nèi)）：
體外受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。
6.比較自然受精、人工授精和體外受精
項目
自然受精
人工授精
體外受精
不同點
過程不同
雌雄動物交配完成
用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精
人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程
場所不同
雌性動物輸卵管中
雌性動物輸卵管中
體外培養(yǎng)液中
相同點
(1)精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；(2)都是有性生殖
二、胚胎移植
概念：是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。
1．胚胎移植的實質(zhì)
早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下的空間位置轉(zhuǎn)移，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此能保持其原來的遺傳特性。
2．胚胎的來源
(1)雌性動物體內(nèi)的早期胚胎。
(2)通過體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)得到。
(3)通過哺乳動物體細胞核移植及培養(yǎng)得到。
3．胚胎移植的供體和受體
(1)供體的職能：產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎。
(2)受體須具備的條件
①健康的體質(zhì)和正常的繁殖能力。
②同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物，沒有生殖隔離，生殖環(huán)境相同。
4．胚胎移植的條件
(1)胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進行。這里的“同種”是指“同物種”。
(2)進行胚胎移植的供、受體生理狀態(tài)要相同。
①應(yīng)對供體和受體母畜進行同期發(fā)情處理，使它們的生理條件達到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。
②移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體子宮內(nèi)的位置相同或相似。
5．胚胎移植的基本程序(以牛為例，如圖所示)
三、胚胎分割
1．概念：采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。
2．所需主要儀器設(shè)備：體視顯微鏡和顯微操作儀。
3．操作對象及要求：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，將它移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，在顯微鏡下用分割針或分割刀分割。在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割。
4．胚胎分割的意義
(1)促進優(yōu)良動物品種的繁殖，產(chǎn)生遺傳性狀相同的后代用于遺傳學(xué)研究。
(2)對胚胎進行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代有重要意義。
5．注意事項
(1)對囊胚階段胚胎進行分割時一定要均分內(nèi)細胞團，若分割不均，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。
(2)分割的份數(shù)越多，每一份的細胞數(shù)會越少，不但難以做到均等分割，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團的細胞所受的影響會越大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)難度會越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會越大，移植成功率自然會越低。
思考與討論
1.將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內(nèi)，胚胎都能正常發(fā)育嗎?如果不能，在胚胎移植前應(yīng)該對受體進行怎樣的處理?
提示：不一定能正常發(fā)育。一般情況下檢驗合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)相同的受體子宮內(nèi)，胚胎才能繼續(xù)發(fā)育。在胚胎移植前要對受體進行同期發(fā)情處理，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣才能為供體的胚胎移人受體提供相同的生理環(huán)境。
2.受體會不會對來自供休的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?
提示：受體對來自供體的胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。
3.胚胎移植后，經(jīng)受體孕有的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持-一致?為什么?
提示：胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持一致。因為供體胚胎與受體子宮建立的僅是生理和組織上的聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)在孕育過程中不會發(fā)生任何變化。
4.胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎?為什么?
提示：正確。因為胚胎移植的成功率與供體、受休生理環(huán)境條件的一致性密切相關(guān)。只有供體、受體生理環(huán)境條件高度一致，移人受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以，我們可以把胚胎移植簡単單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。
總結(jié)與練習(xí)
1．關(guān)于試管動物技術(shù)概念的敘述，正確的是( A )
A．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)育為早期胚胎后，再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù)
B．通過人工操作使卵子和精子在體內(nèi)成熟，在體外受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù)
C．通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并將受精卵移植產(chǎn)生后代的技術(shù)
D．通過人工操作使卵子和精子在體內(nèi)成熟，在體外受精，并將受精卵移植產(chǎn)生后代的技術(shù)
提示：試管動物技術(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)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。
【學(xué)習(xí)活動一】
學(xué)生閱讀課本P60，聯(lián)系實際，思考以下問題，闡述相關(guān)概念。
1.胚胎工程技術(shù)主要包括哪些內(nèi)容？他們的原理分別是什么？
2.胚胎工程在生產(chǎn)實踐中有哪些應(yīng)用？
回顧已學(xué)知識，提出思路，完成表格。
【學(xué)習(xí)活動二】
學(xué)生閱讀課本P61，聯(lián)系實際，思考以下問題，闡述相關(guān)概念。
【學(xué)習(xí)活動三】
學(xué)生閱讀課本P62，聯(lián)系實際，思考以下問題，闡述相關(guān)概念。
小組討論，完成相關(guān)探究，解決實驗相關(guān)問題。
根據(jù)所學(xué)，完成相關(guān)練習(xí)
創(chuàng)設(shè)問題情景，導(dǎo)入新課。
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(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究的興趣。
通過回顧已學(xué)知識，提出思路，完成表格。對比自然受精、人工受精體外受精，從而加深學(xué)生對體外受精理解。
通過閱讀，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力，理解并闡述胚胎移植的條件和基本過程。
通過閱讀，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力，理解并闡述胚胎分割原理及其過程。
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
胚胎工程及其應(yīng)用
1.體外受精
卵母細胞的采集、精子獲能、受精
2.胚胎移植
概念、基本程序、意義
3.胚胎分割
概念、時期、注意問題

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