苏教版生物选修2动物的胚胎发育和胚胎工程教案

1、上课时间： 年 月 日 课时数：第 课时课 题第1课时 体内受精和早期胚胎发育教 学目 标1.知识目标：简述生殖细胞的形成过程，简述受精作用的概念含义，简述动物早期胚胎发育的基本过程。2.技能目标：列表比较哺乳动物精子细胞与卵细胞形成过程的区别。3.情感目标：认同胚胎发育学是胚胎工程的理论基础。教材分析重点1哺乳动物精子和卵子的发生。2受精作用以及哺乳动物的胚胎发育。难点1哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念。2哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点。教法学法讲述、讨论、自主探究、学生练习教学过程教学过程教学过程教 师 活 动学 生 活 动【课前预习】1精子与卵细

2、胞是通过何种分裂方式产生的？2什么叫受精作用？【导学诱思】胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此，了解哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律，就显得十分重要了。【知识归纳】一、精子和卵子的发生：（一）精子的发生：1.场所：雄性生殖器官（睾丸）。2.时期：性成熟以后生殖机能衰退。3.基本过程：（1）初级精母细胞的形成：位于曲细精管管壁的精原细胞经过数次有丝分裂，产生大量的精原细胞，其中部分精原细胞经过染色体的复制和其他物质的合成，进一步形成初级精母细胞。（2）精细胞的形成：初级精母细胞连续进行两次分裂（即减数分裂，包括M和M），第一次分裂产生两个

3、次级精母细胞，每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含有单倍染色体的精细胞。（3）精子的形成：圆形的精细胞经过变形阶段变为蝌蚪状的精子。【拓展】在精细胞的变形过程中，其中的细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，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。【分析】（1）不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位(输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。（2）细胞核是精子遗传物质储

4、存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。（二）卵子的发生：1.场所：雌性生殖器官（卵巢）2.时期与过程：（1）初级卵泡的形成：初级卵泡是指在卵巢内被一层扁平的细胞所包围的初级卵母细胞。该过程发生在胎儿期。（2）次级卵泡的形成：初级卵母细胞分裂产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。该过程发生在性成熟以后。人类的次级卵母细胞停留在减数第二次分裂中期时期，并从卵泡中排出。这个过程称为排卵。（3）卵子的形成：如果排

5、出的次级卵母细胞没有受精，它就会退化；如果完成受精作用，它就会完成减数分裂，形成一个卵子和第二极体。因此，该过程发生在受精时期。【分析】（1）在卵黄膜和透明带间隙有两个极体是卵子是否受精的重要标志。（2）减数第二次分裂过程是在输卵管中。（3）排卵是指卵子从卵泡中排出。排出卵子是不成熟的，且成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，例如猪、羊，有的可能是初级卵母细胞，例如马、犬。（4）正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。（5）刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。【拓展

6、】精子与卵子形成过程的比较。比较项目精子的发生卵细胞的发生区别场所睾丸卵巢输卵管时期初情期后胎儿期初情期受精期细胞分裂是否连续是否细胞质的分配方式均等分裂不均等分裂是否经过变形是否产生生殖细胞数目4个精子1个卵子和3个极体联系最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次细胞分裂（M和M）才能形成精子或卵子。 二、受精作用：1.概念：是指精子与卵子结合形成受精卵的过程。2.场所：在自然条件下，受精是在雌性动物输卵管内完成的。3.过程：受精包括受精前的准备阶段和受精阶段。（1）准备阶段1精子获能：即成熟的精子必须在雌性动物生殖管道（子宫和输卵管）中经历一段时间后才能获得受精的能力。（

7、2）准备阶段2卵子的准备：动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等，但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂中期时期，才具备与精子受精的能力。（3）受精阶段：获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，精子的头部与卵细胞膜接触，两个细胞的细胞膜融合，精子细胞内的遗传物质进入卵细胞，这是受精的第一步。精子进入卵细胞后随即触发一系列的反应：卵细胞膜发生变化，其作用是不再接受其他精子进入，阻止多个精子受精；激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂；卵子的细胞核与精子细胞核融合形成一个受精卵。【分析】透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障，

8、卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。三、胚胎发育：1.概念：哺乳动物的胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程。包括卵裂、囊胚、原肠胚、胚层分化等主要阶段。2.场所：早期位于输卵管内，形成囊胚以后逐渐植入子宫内膜。3早期胚胎发育的阶段及特点：（1）卵裂：受精卵早期的细胞分裂，其分裂方式为有丝分裂，在此期间，细胞数量不断增多，但胚胎的总体积不变。（2）桑椹胚：当胚胎细胞数目达到32个左右时形成的细胞团。（3）囊胚： 早期囊胚约含有140个细胞，外表是一层扁平细胞，称为滋养层细胞，将来可继续发育成胎盘和胎膜。囊胚中心的腔称为囊胚腔，腔内一侧的细胞群称为内细胞团，将来继续发育成各种 组织和器官。

9、（4）原肠胚：囊胚的细胞继续分化，逐渐出现了外胚层、内胚层、中胚层以及原肠腔。 【课堂总结】学生回答：学生活动1：阅读课本58页，结合所学知识，思考以下问题：思考与讨论1：1. 家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？2. 精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？学生活动2：阅读课本59页，思考这些问题。思考与讨论2：1卵子是否受精的重要标志是什么？2产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？3. 排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？排出的卵子是什么时期的细胞？4.一

10、个卵泡中能形成几个成熟的卵子？5.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？学生活动3：阅读课本59页，思考这些问题。思考与讨论3：防止多精入卵的屏障有哪些？学生活动4： 分析课本图33，也可参考课本第69页图312及相关文字，总结早期胚胎发育的主要阶段与特点。教学反思上课时间： 年 月 日 课时数：第 课时课 题第2课时 体外受精和早期胚胎培养教 学目 标1.知识目标：简述哺乳动物体外受精的主要步骤及其原理，简述动物早期胚胎培养常用的方法及其基本原理。2.技能目标：收集和分析胚胎工程研究和发展方面的资料。3.情感目标：认同胚胎工程的发展对生产力的促进作用。教材分析重点1体外受精

11、在家畜快速繁殖中的重要意义。2哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。难点1卵母细胞的采集和培养。2精子的采集和获能。教学方法讲述、讨论、自主探究、学生练习教学过程教学过程教 师 活 动学 生 活 动【课前预习】1什么是胚胎工程？胚胎工程的操作对象和理论基础是什么？2胚胎工程包括哪些技术手段？【创设情境】 你听说过试管牛、试管羊以及试管婴儿吗？你知道什么是试管动物技术吗？试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。在这项技术中，体外受精和早期胚胎的培养是最重要的两个环节。【知识归纳】一、体外受精：1.概念：是指哺乳动物的精子和

12、卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。2.原理：是指人工模拟体内环境，包括营养、温度、PH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。【拓展】3.基本步骤：（1）卵母细胞的采集：对于实验动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等，采用的主要方法是：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。这种方法叫做超数排卵。对于大型动物，如牛，采用的主要方法是：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。也可以借助一些特殊的工具从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，采集的卵母细胞都要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。（2）精子的

13、采集与获能：通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。【分析】克隆动物属于无性生殖，而试管动物属于有性生殖。二、胚胎的早期培养：【拓展】精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及动物血清等物质。当胚胎发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植，或冷冻保存。四、胚胎冷冻保存技术和动物性别控制技术：1胚胎冷冻保存技术是将动物的早期胚

14、胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。胚胎冷冻保存技术可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。2动物性别控制技术是指通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代的技术。【典型例题分析】例1：关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是( )A精子和卵子受精后即可移入母牛子宫B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植D体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行例2：超数排卵的做法正确的是( )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以上方法均不正确例3：下列生物技术属于试管动物技术的是( )A试管婴儿 B杂交水稻 C单克隆抗体 D花药离体培养例4：胚胎早期培养需要用液体培养基，此培养液的成分是( )A水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等B蔗糖