高中生物选修3全套教案(5)

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专题三 胚胎工程

第一节 体内受精和早期胚胎发育

教学目标

1．知识目标：

（1）简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。 （2）简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。 （3）认同胚胎工程建立及发展的意义。 2．态度观念方面：

（1）初步培养学生勇于探索、不断创新的精神和合作精神。

（2）通过向学生介绍动物精卵细胞的形成和受精作用，使学生明确对生命奥秘的揭示愈加

广泛和深入，形成终身学习的意识。 3．能力方面：

（1） 学生通过阅读、自学、质疑、讨论、训练和总结等环节，逐步提高独立获取知识的

能力、逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力。

（2） 通过学习精卵形成和受精过程，使学生联系已有知识，培养学生的知识迁移能力，

思维能力。

教学重点、难点： 1.教学重点

（1）哺乳动物精子和卵子的发生。 （2）哺乳动物的受精过程。 （3）哺乳动物的胚胎发育。 2.教学难点

（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和

生理功能。

（2）哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点。

教学方法：以探究法、谈话法和讲授法相结合进行教学。 教学课时：2课时 教学过程：

以提纲的方式引导学生学习“科技探索之路”并组织学生分组探讨，从中领悟科学的发展就是不断“发现问题——提出问题——设计实验——进行实验——得出结论”的探究过程。。

（1）胚胎工程的建立可大致分为几个阶段？在每一个阶段中，胚胎工程技术有什么重大突

破？这些重大突破对推动生产力的发展有什么作用？

（2）为什么说胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究？

（3）美籍华人科学家张明觉在动物生殖生理学上有什么重大发现？这个发现对促进胚胎工

程实现产业化有何意义？

（4）通过胚胎工程的建立过程，你如何认识科学、技术、社会三者之间的关系？

通过学生交流，教师总结，引出课题（展示课题：第一节 体内受精和早期胚胎发育）。

教学中，教师引导学生利用已有知识，指导学生根据提纲阅读资料。 教学提纲：

1．高等生物的个体发育的起点是什么？（参考：受精卵）

2．一个受精卵是怎样发育成一个完整的生物个体？（参考：通过细胞分裂、细胞分化、组织器官的形成，最终成为一个完整的生物个体。）

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3．通常一只母羊只能生1~2只羊羔，远不能满足人们的生活需要。那么，有什么方法可以一般的繁殖方式，可使牛羊等动物快速繁殖呢？（参考：胚胎工程）

从学生的交流、探讨中提出：什么是胚胎工程？动物的早期胚胎是怎样进行的？ 一．精子和卵子的发生：

在教师指导学生阅读资料的基础上回答如下问题： 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？

提示：不是。可以从两方面说明这一问题：其一，在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的1个或几个卵子完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精子到发情母畜的生殖道内，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，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，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.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？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？

提示：细胞核和线粒体都是精子结构中的重要部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，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。而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质产生运动能量的场所。精子的线粒体在精子形成过程中，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”。 1．精子的形成：

（1） 场所：睾丸的曲细精管（示图） （2） 时期：从初性期到生殖机能衰退。

（3） 过程：（引导学生阅读资料，得出结论）见下图 1个 1个 多个 有丝分裂 染色体复制 精原细胞 精原细胞 初级精母细胞 2N、2V 2N、4V 2N、2V 第一阶段 减数第一次 变形 2个次级精母细胞 减数第二次 4个精子细胞 4个精子 分裂 分裂 每个为N、V 每个为N、2V 第二阶段 第三阶段 教师引导学生阅读相关的资料，进行分组讨论，最后归纳总结： 1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？

答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？ 答：是指卵子从卵泡中排出。

3.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？ 答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数 分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到第二次减数 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。 2．卵子的发生：

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（1） 场所：卵巢 （2） 过程：

卵原细

有丝分裂 胎儿期

2初级卵母细

初级卵母细胞生

长

初级卵母细胞 2

减Ⅰ分裂(M

初情期

后 次级卵母细胞 N 第一极体

减Ⅱ分裂(MⅡ)

N

（3）时间：减数第一次分裂在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精、卵结合过程

中完成。

引导学生回顾必修2有关受精作用的过程和阅读教材所给资料，讨论、分析归纳总结出受精的知识要点。 二．受精：

1．概念：指精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。 2．场所：输卵管

3．受精前的准备阶段：

（1）精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能

力。

（2）卵子的准备：卵子在输卵管中发育到减数第二次分裂中期，才具备与精子受精的能力。 4．受精阶段：

（1） 精子穿越放射冠和透明带； （2） 精子进入卵黄膜； （3） 雄、雌原核形成；

（4） 雄、雌原核的融合，产生受精卵。 5．生理意义：

（1）维持各种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定； （2）对于生物的遗传变异和生物进化是十分重要的。

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受精卵

哺乳动物受精卵的发育 胎儿形成

引导学生阅读教材中的资料分析、讨论，归纳总结出相关结论并引入课题。

1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？

答：比较而言，马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。 2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？

答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。

3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。

提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。 教师引导学生回顾青蛙个体发育的过程和放动画观察，引出新课题。 三．胚胎发育：（见下图） 在输卵管内进行有丝分裂

在透明带内进行有丝分裂，

细胞数目增加，但总体积 不变 由具全能性的细胞构成；

细胞数约32个，排列紧密。

内细胞团：

滋养层细胞：

出现原肠腔和三个胚层，

细胞开始分化，形成组织、

器官、系统

囊胚腔 原

滋养层 囊胚 内细胞团 桑椹胚

受精卵

卵裂期

8细胞

桑椹胚 囊胚 4细胞

具囊胚腔

2细胞

原肠胚

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小结：本节知识点的关键在于明确精卵的形成和受精过程的特点。 课后记：

本节的知识在学生已有的必修2精、卵形成的减数分裂过程、受精作用及青蛙的胚胎发育过程基础上进行学习，学生较易掌握，也很快理解相关的知识点。但对青蛙的受精卵的发育过程的观察，因条件限制未能进行实际观察，只能以动画形式播放了。

第二节 教学目标： 1．知识目标：

（1）简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。（2）简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。（3） 认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。2．态度观念目标：

（1）初步培养学生勇于探索、不断创新的精神和合作精神。（2）通过向学生介绍试管动物的基本操作过程和早期胚胎的培养，使学生明确对生命的意

义，树立正确的世界观和人生观。3．能力目标：

（1）学生通过阅读、自学、质疑、讨论、训练和总结等环节，逐步提高独立获取知识的能

力、逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力。（2）通过学习体外受精和早期胚胎培养及其基本操作方法，使学生联系已有知识，培养学

生的知识迁移能力，思维能力。教学重难点： 1.教学重点

（1）体外受精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。2.教学难点

（1）卵母细胞的采集和培养。 （2）精子的采集和获能。

教学方法：教师通过引导学生自学、讨论、分析和探究方法、谈话法等结合进行教学。教学课时：1课时 教学过程：

教师活动：提供相关材料

材料一：牛刚出生时，每侧卵巢大约含有出生后能够发育成熟排卵的卵泡只有一生中卵母细胞的有效利用率很低。材料二：我国目前每头奶牛年平均产奶量为可达10000kg，而每头良种成年奶牛需要引进。

根据上述材料，你有何办法既可提高牛卵母细胞的利用率，又可让引进的良种奶牛快速地大量繁殖呢？

15万个卵泡，每个卵泡内都有一个初级卵母细胞。

200个左右，一生产下犊牛

3000kg左右，而国际上良种奶牛年平均产奶量

3万~5万元，如此高昂的价格使我们不能大量 4~5头。可见哺乳动物 体外受精和早期胚胎培养

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