胚胎工程电子教案.doc

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1、专题 3 胚胎工程教材学情分析；在一般高中生物课程标准的内容标准中，“胚胎工程”是选修 3“现代生物技术专 题”模块的第3 个专题。该专题涉及胚胎工程的理论根底，胚胎工程的根本技术及原理。胚胎工程的应用与前景，以及胚胎干细胞的争辩和应用对生命根底科学争辩的重大作用等内容。本专题的主线是从胚胎工程的理论根底到技术根底，再到应用及进展，因此哺乳动物精子和卵子的发生、受精过程及胚胎发育、哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤、胚胎移植 的生理学根底及根本程序和应用、胚胎分割的实践意义、胚胎干细胞争辩的意义是教学的重点；哺乳动物受精过程中精子的获能与顶体反响及两道屏障的概念及特点、哺乳动物胚胎发 育各阶段

2、的主要特点、胚胎移植的生理学根底与根本程序、胚胎干细胞的培育方法与分别途径是教学的难点。尽管在必修局部学习了细胞器的构造与功能、减数分裂等内容，但是要对 精卵发生中精子的变形、的形成及排卵、卵子成熟的两次减数分裂场所准时间等有关内容进展全面深入的介绍及拓展，还是有肯定难度的，特别是有些内容与必修局部不全都，如 卵细胞形成中的减数其次次分裂是在受精过程中完成的，并且有些哺乳动物减数分裂中极体的数量是两个而不是三个，由于有些哺乳动物的第一极体不进展减数其次次分裂形成两个其次极体，这些内容既是重点也是难点。学情分析；学生在必修二的学习中已经学到了相关减数分裂合生殖细胞的形成以及受精作用等内 容，所以

3、学生对于这个专题的学习有肯定的根底。能从胚胎工程的整个格局来分析问题，也就是学习这一节的目的是为后面学习其它技术打根底，体外受精做好预备的，如自然受精体外受精，受精卵发育及进入子宫胚胎移植。就是有一个总体观，不象以往就是为了上课而上课，将其分开来。另外也能带着学生一同来共享整个过程。第一节 体内受精和早期胚胎发育第一课时教学目标1. 学问与技能：1简述哺乳动物的精子和卵子的发生过程2. 过程与方法：（1） 学生通过阅读、自学、质疑、争辩、训练和总结等环节，逐步提高独立猎取学问的力量、规律思维力量、分析问题和解决问题的力量。（2） 通过学习精卵形成和受精过程，使学生联系已有学问，培育学生的学问迁

4、移力量， 思维力量。3. 情感态度与价值观：1初步培育学生勇于探究、不断创的精神和合作精神。2通过向学生介绍动物精卵细胞的形成，使学生明确对生命奇特的提醒愈加广泛和深入，形成终身学习的意识。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.教学难点1哺乳动物精子合卵细胞的发生过程教学方法：以探究法、谈话法和讲授法相结合进展教学。教学课时：1 课时教学过程：以提纲的方式引导学生学习“科技探究之路”并组织学生分组探讨，从中领悟科学的进展就是不断“觉察问题提出问题设计试验进展试验得出结论”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？

5、这些重大突破对推动生产力的进展有什么作用？（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争辩？（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觉察？这个觉察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，你如何生疏科学、技术、社会三者之间的关系？通过学生沟通，教师总结，引出课题呈现课题：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学问，指导学生依据提纲阅读资料。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

6、个体。3. 通常一只母羊只能生 12 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生殖方式，可使牛羊等动物快速生殖呢？参考：胚胎工程从学生的沟通、探讨中提出：什么是胚胎工程？动物的早期胚胎是怎样进展的？ 一精子和卵子的发生：在教师指导学生阅读资料的根底上答复如下问题：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，这能说是一种铺张吗？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，在自然生殖的条件下，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，可以说是动物为生殖后代、连续物种的一种生理保

7、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，简单的组织构造和生理环境将对精子进展 筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排解，造成精子大量损耗。最终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，细胞中很多构造会消逝，而细胞核和线粒体都保存下来，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构造中的重要局部。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把握中心。而线粒体则是 精子进展有氧呼吸分解养分物质产生运动能量的场

8、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，得出结论见以下图1个有丝分裂精原细胞2N、2V多个染色体复制精原细胞2N、2V第一阶段1个初级精母细胞2N、4V减数第一次 2个次级精母细胞减数其次次分裂分裂每个为N、2V其次阶段4个精子细胞每个为N、V变形4个精子第三阶段教师引导学生阅读相关的资料，进展分组争辩，最终归纳总结： 1.一个中能形成几个成熟的卵子？答：正常状况下，一个只能形成一个成熟的卵子。2. 排

9、卵是指卵子从中排出，还是指从卵巢中排出？答：是指卵子从中排出。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，直到其次次减数 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：（1） 场所：卵巢（2） 过程：胎儿期卵原细胞初级卵母细胞有丝分裂2N初级卵母细胞生长透亮带形成初级卵母细胞2N初情期后或青春期减分裂(M)次级卵母细胞第一极体N减分裂(M)N3时间：减数第一次分裂在雌性动物排卵前完成；减数其次次分裂是在精、卵结合过程中完成。引导学生回忆必修 2 有关受精作

10、用的过程和阅读教材所给资料，争辩、分析归纳总结出受精的学问要点。教学目标 1学问与技能：（1） 简述哺乳动物的受精过程。其次课时（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进展的意义。2 过程与方法：1. 学生通过阅读、自学、质疑、争辩、训练和总结等环节，逐步提高独立猎取学问的力量、规律思维力量、分析问题和解决问题的力量。2. 通过学习精卵形成和受精过程，使学生联系已有学问，培育学生的学问迁移力量，思维力量。3. 情感态度与价值观：（1） 初步培育学生勇于探究、不断创的精神和合作精神。（2） 通过向学生介绍动物精卵细胞的形成和受精作用，使学生明确对生命奇特的提醒愈

11、加广泛和深入，形成终身学习的意识。教学重点、难点： 1.教学重点（1） 哺乳动物的受精过程。（2） 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、顶体反响、透亮带反响、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展教学。教学课时：1 课时教学过程：以复习方式导入课二受精：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. 受精前的预备阶段：（1） 精子获能：精子必需在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精力量。（2） 卵子的预备：卵子在输卵管中发育到减数其次次分

12、裂中期，才具备与精子受精的力量 。 4受精阶段：（1） 精子穿越放射冠和透亮带；（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格外重要的。引导学生阅读教材中的资料分析、争辩，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. 将体外培育的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？假设换成牛又该怎样处理？答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然状况下，胚胎虽然最早可在

13、816 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展移植。3. 为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的争辩，会为胚胎工程供给理论根底？请结合本节内容举例说明。提示：胚胎工程的很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根底上实现的。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，人们正是在生疏了这些自然规律的根底上，在体外进展有效的模拟，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育条件下连续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的根底争辩成果。教师引导

14、学生回忆青蛙个体发育的过程和放动画观看，引出课题。三胚胎发育：见以下图囊 胚内细胞原 肠滋 养层受 精 在输卵管内进展有丝分裂在透亮带内进展有丝分裂，桑 椹卵 裂8细桑 椹4细囊胚2细原 肠受 精细胞数目增加，但总体积不变由具全能性的细胞构成；细胞数约32个，排列严密。内细胞团：滋养层细胞：消灭原肠腔和三个胚层， 细胞开头分化，形成组织、器官、系统哺乳动物受精卵的发育小结：胎儿形作业；板书其次节 体外受精和早期胚胎培育教学目标： 1学问目标：（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育方法。（3） 认同体外受精在家畜快速生殖中的重要意义。2态度观念目标：（

15、1） 初步培育学生勇于探究、不断创的精神和合作精神。（2） 通过向学生介绍试管动物的根本操作过程和早期胚胎的培育，使学生明确对生命的意义，树立正确的世界观和人生观。3力量目标：（1） 学生通过阅读、自学、质疑、争辩、训练和总结等环节，逐步提高独立猎取学问的力量、规律思维力量、分析问题和解决问题的力量。（2） 通过学习体外受精和早期胚胎培育及其根本操作方法，使学生联系已有学问，培育学生的学问迁移力量，思维力量。教学重难点： 1.教学重点（1） 体外受精在家畜快速生殖中的重要意义。（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育。（2） 精子的采集和获能。教学方

16、法：教师通过引导学生自学、争辩、分析和探究方法、谈话法等结合进展教学。教学课时：1 课时教学过程：教师活动：供给相关材料材料一：我国目前每头奶牛年平均产奶量为3000kg 左右，而国际上良种奶牛年平均产奶量达10000kg，而每头良种成年奶牛需要 3 万5 万元，如此昂扬的价格使我们不能大量引进。依据上述材料，你有何方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生殖呢？依据上述材料，让学生进展分析、探讨并引出教学课题。一试管动物技术：概念略 教师引导学生回忆上节课内容：（1） 哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？参考：精子和卵子的发生受精胚胎的发育（2） 哺乳动物体外胚胎的

17、发育需要完成哪些环节？参考：获得精子和卵子体外受精 体外胚胎培育。在学生争辩出结果的根底上，教师告知学生，胚胎工程专家就是依据这几个环节来争辩哺乳动物体外受精和胚胎早期培育方法的。今日请大家来扮演胚胎工 程专家，共同模拟争辩“试管牛”工厂化生产的技术流程。引导学生阅读教材资料和图片，让学生自己制作“试管牛”的操作流程和拟出关于操作流程的争辩工程：（1） 卵母细胞的采集和培育；（2） 精子的采集和获能；（3） 受精；（4） 胚胎的早期培育；（5） 画出“试管牛”工厂化生产的技术流程图解见以下图具体教学板书： 二体外受精： 1概念：2. 原理：人工模拟体内环境包括养分、温度、PH 等，使初级卵母细

18、胞成熟和精子获能， 最终完成受精和胚胎保存。3. 主要操作步骤：（1） 卵母细胞的采集：方法一：对小型动物一般承受促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精。方法二：对大型动物一般承受从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培育成熟后与获能的精子在体外受精。（2） 精子的采集和获能：采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等获能方法：培育法和诱导法（3） 受精：获能精子和成熟卵子在共同培育一段时间后便可受精。三胚胎的早期培育： 1培育的目的：检测受精状况和受精卵的发育力量。2. 培育液的成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。3. 移植方式：

19、（1） 冷冻保存；（2） 移植到受体动物子宫内培育。教学小结：让学生简述体外受精中精子、卵子的采集和精子的获能以及胚胎早期的培育方法。教学后记：通过上节学问的学习，学生对这节内容的把握程度较好，能很快理解和应用相关学问解答一些学问性问题。如有时机，应带学生参观光明农场的奶牛场。作业；板书；第三节 胚胎的应用及前景教学目标： 1学问目标：（1） 举例说出胚胎移植和胚胎分割。（2） 认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。（3） 关注胚胎工程的争辩进展和应用价值。2态度观念目标：（1） 引导学生了解胚胎工程的进展前景和现实生产实践中的应用，激发学生养成勇于探究和不断创的精神。（2） 通过向学生介绍胚

20、胎工程的应用及前景，激起学生为社会建设而努力奋斗的决心，同时鼓励学生树立远大的抱负。3力量目标：（1） 学生通过阅读、自学、质疑、争辩、训练和总结等环节，逐步提高独立猎取学问的力量、规律思维力量、综合分析问题和实际应用的力量。（2） 通过学习胚胎工程的根本操作方法，使学生联系已有学问，培育学生的学问迁移力量 ，思维力量和创力量。教学重难点： 1.教学重点（1） 胚胎移植的生理学根底、根本程序和应用。（2） 胚胎分割的应用意义。（3） 胚胎干细胞争辩的意义。2.教学难点（1） 胚胎移植的生理学根底。（2） 胚胎干细胞的概念和分别途径。教学方法：探究法、谈话法、讲授法及引导学生阅读材料、分析、争辩

21、相结合教学课时：2 课时教学过程：教师让学生阅读教材上的资料、分析、争辩、归纳。在学生阅读后，教师指导学生分组争辩：什么是胚胎工程技术？什么是胚胎移植？ 一胚胎工程技术：1. 概念：2. 类型：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培育、早期胚胎培育即体外胚胎生产等技术。二胚胎移植：1概念：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态一样的其他雌性动物体内，使之连续发育为个体的技术。也就是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同生殖后代的过程。 2、胚胎移植的生理学根底条件：（1） 供体和受体具有一样的生理环境；（2） 早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集供给了

22、可能；（3） 受体对移入子宫的胚胎根本上不发生免疫排斥（4） 供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织,联且系移入受体的胚胎的遗传物质不会转变。学习探究：（1） 在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持全都？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与供体内的位置一样或相像吗？提示：同种哺乳动物在发情排卵后的生理环境是全都的。（2） 胚胎移植实质上是早期胚胎在一样生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？提示：胚胎移植的成功率的凹凸与供体、受体的生理环境条件的全都性亲热相关。只有供、受体生理环境高度全都，移入的胚胎才能被承受，才能连续发育。（3） 胚胎移植的根本操作程序是怎样

23、的呢？良种供体母牛受体母牛引导学生分组争辩、总结得出课题。同期发情处理3胚胎移植的根本程序：见以下图雌激素（1） 供体与受体的选择和处理超数排卵（2） 配种或人工受精（3） 胚胎的收集、检查、培育或保存2大量节约购置种畜的费用4胚胎胚胎移植及移植后检查4胚胎移植的意义1加速育种工作和品种改进同种良种公牛配种冲卵（3） 一胎多产（4） 保存品种资源和濒危物种质量检查、培育胚胎移植（5） 充分发挥优良个体的生殖潜能分娩妊娠检查胚胎移植的犊牛学习探究材料：通过体外受精、早期胚胎的培育及胚胎移植技术，可以大幅度提高哺乳动物的生殖力量，但对胚胎的利用率还是相对较低，那么，有什么方法可以进一步提高胚胎的利

24、用率呢？ 引导学生阅读材料和教材内容，引出课题。三胚胎分割：1. 概念：承受机械方法将早期胚胎切割成2 等份,4 等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2. 理论根底：细胞的全能性3. 物质根底：每个细胞核内具有一样的遗传物质4. 特点：每个后代具有一样的遗传特性。克隆5. 胚胎的选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚6. 根本操作程序：（1） 将发育良好的胚胎移入含有培育液的培育皿中，在显微操作下用分割针或分割刀片将胚胎分割，或承受胰蛋白酶处理等方式将卵裂中的细胞分散；（2） 将分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培育到囊胚期再移植给受体，着床发育产仔。思考与争辩：（1）

25、有人说：胚胎分割的份数越多，产生的后代数量就越多。这种说法正确吗？为什么胚胎分割的份数越多，移植的成功率也越低？提示：早期胚胎体积小，细胞数目少，显微操作难度大；分割份数越多，每份细胞数目少而不均，囊胚期胚胎内细胞团的影响大。因此，分割份数越多，技术难度越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。（2） 有什么方法可以克隆更多生物个体？由引导学生思考争辩上述问题，引出胚胎干细胞技术。四胚胎干细胞1. 概念：是指来自人或动物的早期胚胎，具有自我复制、自我更、高度增殖和多向分化潜能的原始细胞。2. 特点：（1） 形态：体积小，细胞核大，核仁明显。（2） 功能：具有发育的全能性，可分

26、化为成年动物体内任何一种组织细胞。体外培育可增殖不分化。（3） 在体外培育的条件下，ES 细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进展冷冻保存，也可以进展遗传改造。3. 理论根底：细胞的全能性4. 干细胞的类型：见课件5、主要用途：（1） 治疗人类的某些顽症：如脑病如帕金森症、治疗脑瘤癌、血癌白血病等一些顽症。（2） 培育出人造组织器官，用于器官移植：成功用干细胞分化出肝细胞、用鸡胚胎干细胞制作心肌片、对自身免疫疾病的治疗如类风湿病、红斑狼疮等（3） 是争辩体外细胞分化的抱负材料。 课堂小结：引导学生阅读P82“拓展视野”课后记：本节内容着重在于拓宽学生视野，激发求知欲。教学中学生能乐观参与争辩，了解到胚胎工程在生产实际中应用及前景。课后也布置了相关的网页资料查找的范围。