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1、
2022年高中生物《體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育》教案3 新人教版選修3
一、 設(shè)計(jì)思路
本節(jié)是全專題的基礎(chǔ),理論性較強(qiáng),學(xué)生會感到抽象和深?yuàn)W,也不適宜探究。但本專題又是社會熱點(diǎn),容易調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣。因此,我借助多媒體和網(wǎng)絡(luò),采用多種方法,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí),營造積極的學(xué)習(xí)氛圍,達(dá)到知識、能力、情感的三維目標(biāo)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.簡述哺乳動(dòng)物的精子和卵子的發(fā)生及受精過程。
2.簡述哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育過程及其主要特點(diǎn)。
3.認(rèn)同胚胎工程建立及發(fā)展的意義。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
(1)哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生。
(2)哺乳動(dòng)物的受精過程。
(3)哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)
2、育。
2.教學(xué)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和生理功能。
(2)哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育各階段的主要特點(diǎn)。
四、教學(xué)過程?。ńㄗh3課時(shí))
第一課時(shí)
引言
師:有一對夫婦,妻子因病切除了子宮,但他們一直想有一個(gè)親生(攜帶他們遺傳信息)的孩子,你能從理論上想一辦法替他們完成這一愿望嗎?
生:借腹懷胎、試管嬰兒。
師:“試管嬰兒”是不是在試管中長出一胎兒呢?
生:不是。
師:其實(shí)“試管嬰兒”涉及到的是“體外受精”和“胚胎移植”兩項(xiàng)主要技術(shù)。我們來看一下關(guān)于“試管嬰兒”的一個(gè)科學(xué)片。
師:從上面的短片中我們可以發(fā)現(xiàn)“試管嬰兒”就是模
3、擬母體內(nèi)的環(huán)境,讓精子和卵子在體外完成受精作用,然后再將受精卵在體外發(fā)育到一定階段的胚胎移植到母體子宮內(nèi)自然發(fā)育形成胎兒的一項(xiàng)技術(shù)。
師:事實(shí)上,我們前兩個(gè)專題“基因工程”和“細(xì)胞工程”也要用到胚胎移植技術(shù)。比如基因工程方法獲得的含有目的基因的動(dòng)物受精卵,細(xì)胞工程方法獲得的重組細(xì)胞都要通過胚胎移植轉(zhuǎn)移到母體子宮內(nèi)才能發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。
師:近年來通過科學(xué)技術(shù)人員的不懈努力,這方面的成就已是碩果累累。書本59頁的照片展示的就是胚胎移植處理后同時(shí)期出生的高產(chǎn)羊的小羔羊。本專題介紹的就是這方面的技術(shù)-胚胎工程。請大家快速閱讀P59至P60頁,了解胚胎工程及其發(fā)展歷程。閱讀后我們來一個(gè)快速搶答。
4、師:胚胎工程進(jìn)行處理和操作的對象是什么(是在什么水平上進(jìn)行處理和操作的)?
生:動(dòng)物早期胚胎或配子。
師:胚胎工程包括哪些技術(shù)?
生:胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等。
師:胚胎工程中哪項(xiàng)技術(shù)歷史最長?
生:胚胎移植
師:胚胎移植從1890年首次成功以來,經(jīng)歷了日趨成熟,較為完善的階段,至今胚胎移植已經(jīng)成為許多胚胎工程不可缺少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
師:胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用必然會推動(dòng)一些新技術(shù)的研究,是什么技術(shù)?兩者之間為什么會有必然性?請大家討論一下。
生:體外受精技術(shù)。因自然受孕沒有足夠的胚胎供移植。即胚胎移植中胚胎的成本高、來源缺乏。
師:在體外受精技術(shù)的理論研
5、究中,華人科學(xué)家張明覺作出什么貢獻(xiàn)?
生:發(fā)現(xiàn)了精子獲能現(xiàn)象。
師:這一發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了體外受精技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,體外受精技術(shù)的應(yīng)用對促進(jìn)胚胎工程產(chǎn)業(yè)化有何意義?
生:為胚胎工程技術(shù)提供了豐富的實(shí)驗(yàn)材料和必要的研究手段。
師:由此可見,胚胎工程百年發(fā)展史中胚胎移植推動(dòng)了體外受精技術(shù)的研究(精子獲能現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使該技術(shù)得以成功),體外受精技術(shù)的研究又促進(jìn)了胚胎工程產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展(解決了胚胎來源問題)。我們從中可以看出科學(xué)、技術(shù)、社會三者之間是相互影響、相互促進(jìn)的??梢灶A(yù)測,胚胎工程產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展也會給胚胎工程技術(shù)本身提出更多的問題,提出更多挑戰(zhàn),同時(shí)社會發(fā)展也面臨更多機(jī)遇。
師:基礎(chǔ)理論研究在推動(dòng)
6、技術(shù)進(jìn)步中具有核心作用。那么我們要了解胚胎工程要不要先了解一下受精和胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)知識呢?
生:要
3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育
精子和卵子的發(fā)生
師:下面我們一起學(xué)習(xí)3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育。我們現(xiàn)在都知道哺乳動(dòng)物發(fā)育的起點(diǎn)都是受精卵。受精卵是由精子和卵子結(jié)合而成的。那么精子和卵子又是如何產(chǎn)生的呢?請大家先自讀課文然后分組討論。分A、B組,分別承擔(dān)精子的發(fā)生(下設(shè)子課題a1以示意圖形式表示精子的發(fā)生a2以示意圖形式概括精子變形階段的變化a3哺乳動(dòng)物一生中哪些時(shí)間產(chǎn)生初級精母細(xì)胞)和卵子的發(fā)生(下設(shè)子課題b1以示意圖形式表示卵子的發(fā)生b2初級卵母細(xì)胞在何時(shí)形成?減數(shù)第一次分裂在何時(shí)
7、完成?進(jìn)入輸卵管的是什么細(xì)胞?減數(shù)第二次分裂在何時(shí)完成?)各組可以根據(jù)子課題分工。
師:下面我們相互交流一下學(xué)習(xí)心得,每一個(gè)子課題小組選一位代表介紹。(我用多媒體展示配合)
生(a1組):
生(a2組)
生(a3組):初情期至生殖機(jī)能衰退。
生(b1組):
生(b2組):胎兒,性別分化以后
排卵前后
次級卵母細(xì)胞和第一極體
精子和卵子結(jié)合過程中完成的。
師:剛才兩組均展示了自己的學(xué)習(xí)成果,是否能通過我們的考核呢?我們先請A組同學(xué)向B組提問,然后B組提問。
生:(課堂生成)
師:通過剛才的相互提問,我們對精子和卵子和
8、形成應(yīng)該有了較全面的了解。我們能否看出兩者的形成過程中有何區(qū)別。
生:精子形成過程中,減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂都 在受精前就完成了,而成熟卵子的形成中減數(shù)第二次分裂是在受精過程中完成的。
生:由一個(gè)精原細(xì)胞分裂最后可產(chǎn)生多個(gè)精子;一個(gè)卵原細(xì)胞最后只能生成一個(gè)卵子。
生:精子要經(jīng)過變形,成熟卵子不需要。
生:精原細(xì)胞在初情期后產(chǎn)生,形成初級精母細(xì)胞繼而最終形成精子。卵原細(xì)胞在胚胎時(shí),性別分化以后就形成初級卵母細(xì)胞被卵泡包圍,形成卵泡在卵巢中貯備。
師:為了檢驗(yàn)我們合作學(xué)習(xí)的成果,我們互換一下角色,課后請A組63頁的討論,B組62頁的討論。下一課交流。
師:我們繼續(xù)上一課的話題。
9、
生(A組,63頁討論1):正常情況下,一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。
生(A組,63頁討論2):排卵是指卵子從卵泡中排出。
生(A組,63頁討論3)::剛排出的卵子尚未完全成熟,僅完成第一次減數(shù)分裂,需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。
生(B組,62頁討論1):不是。能保證最優(yōu)秀的精子與卵子結(jié)合。其它的都在半途中死亡或最后的竟?fàn)幹惺 ?
生(B組,62頁討論1):精子數(shù)量多,總有精子能與卵子結(jié)合,從而保證了種族的延續(xù)。
生(B組,62頁討論2):細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所,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。線粒體則是精
10、子進(jìn)行有氧呼吸分解營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場所。精子的線粒體在精子形成過程中,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)”。
第二課時(shí)
受精
師:上一課我們已經(jīng)了解了精子和卵子的發(fā)生。下面要學(xué)習(xí)的就是精子與卵子結(jié)合形成合子,即受精的過程。在自然條件下,受精是在雌性的輸卵管內(nèi)完成的。
師:我們先了解一下雌性生殖系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),請大家看多媒體,可以看出,精子從射精部位運(yùn)行到受精部位,要經(jīng)過一段跋涉。因此可以想象精子要有充足的能量儲備。這也是被譽(yù)為“試管嬰兒”之父的張明覺發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象,我們一起看一下當(dāng)年對這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)的電視報(bào)道。
師:這一發(fā)現(xiàn)為改
11、善體外受精的培養(yǎng)條件找到了理論依據(jù),從而為體外受精的成功奠定了基礎(chǔ),張明覺被譽(yù)為“試管嬰兒”之父也是當(dāng)之無愧的。這一階段也是精子的準(zhǔn)備階段,精子獲能。卵子也要進(jìn)行準(zhǔn)備,卵子的準(zhǔn)備主要是繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)分裂過程,也就是進(jìn)一步成熟,形成成熟卵子的過程。我們重點(diǎn)關(guān)注的是受精過程。
師:請大家結(jié)合多媒體動(dòng)畫哺乳動(dòng)物受精過程示意圖,自讀書本,讀完以后請同學(xué)們?yōu)槊恳浑A段配上一段解說詞。
生:這是精子穿越放射冠的過程(放射冠是卵子外圍的卵丘細(xì)胞群)。精子的頂體會釋放頂體酶溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),形成穿越放射冠的通路。
生:我們現(xiàn)在可以看到精子開始與透明帶接觸,頂體又將透明帶溶出一條通道,精子正在穿越透明帶
12、,逐漸接觸卵黃膜。
生:現(xiàn)在大家看到的畫面是精子入卵以后,精子頭膨脹形成雄原核,同時(shí)被精子激活的卵子完成減數(shù)第二次分裂,釋放出第二極體并形成雌原核的過程。
生:雌、雄原核正在融合,形成受精卵。
生:受精卵開始進(jìn)行卵裂。
師:通過大家的解說,我對受精過程已有了一個(gè)大致的了解,但還有一些疑問,比如哪一過程實(shí)現(xiàn)了就表明受精完成了呢?或者說受精完成的標(biāo)志是什么?
生:卵子釋放出第二極體(可以在卵黃膜和透明帶之間看到兩個(gè)極體時(shí))。
師:會不會有幾個(gè)都很有活力的精子同時(shí)與一個(gè)卵子結(jié)合呢?
生:不會。受精過程中有防止多精入卵的兩道屏障。第一道是透明帶反應(yīng)。第二道是卵黃膜封閉作用。
師:受精卵
13、形成以后,一個(gè)新生命的旅程就開始了。在母體內(nèi)新生命稱為胚胎。課后大家查閱資料,了解胚胎發(fā)育的過程。
第三課時(shí)
胚胎發(fā)育
師:大家看一下胚胎發(fā)育的錄像。
師:我們一起小結(jié)一下胚胎早期發(fā)育的過程。注意每個(gè)時(shí)期的一些特殊結(jié)構(gòu)。
師:利用剛才的基礎(chǔ)知識,我們完成67頁的資料分析。同桌討論。
師:我首先提一問題,早期胚胎進(jìn)入子宮前已經(jīng)發(fā)育了一段時(shí)間,這段時(shí)間是在什么結(jié)構(gòu)中發(fā)育的。
生:輸卵管
師:下面請同學(xué)們分別回答討論。
生(討論1):馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高,其次為小鼠。
生(討論2):馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛應(yīng)選擇8-16細(xì)胞階段的胚胎。
師:不
14、錯(cuò)。牛為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率,在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。
生(討論3):認(rèn)識了自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上,在體外才能進(jìn)行有效的模擬,從而為胚胎工程鋪平道路。
師:旁欄思考題:進(jìn)行體外受精時(shí),將卵母細(xì)胞取出后,是否應(yīng)當(dāng)將它置于與輸卵管中相似的環(huán)境,讓它進(jìn)一步成熟?
生:是的。從卵巢上取出的卵母細(xì)胞還沒有成熟,尚未完成第一次減數(shù)分裂。應(yīng)在體外人工模擬輸卵管環(huán)境進(jìn)行培養(yǎng),才能使其成熟,即達(dá)到受精前的成熟階段。
師:如果有人想利用胚胎工程技術(shù)得到同卵雙胞胎,你能幫他實(shí)現(xiàn)嗎?
生:胚胎分割移植。
師:實(shí)踐中是如何操作的,下面的時(shí)間大家一起去上網(wǎng)查閱
一下并了解有關(guān)胚胎工程的最新進(jìn)展。