3胚胎工程教案
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苏教版选修3现代生物科技专题《胚胎工程的主要技术》教案及教学反思一、教学目标1.了解胚胎工程的历史背景和概念定义;2.掌握胚胎工程的主要技术,了解其原理和应用;3.了解胚胎工程的优缺点及其伦理和法律问题。
二、教学准备1.教师要阅读有关胚胎工程技术的专业书籍和科普文章,并准备相应的课件和教学资料;2.学生需要提前了解基础的生物学知识,熟悉相关实验技术;3.实验室需要准备好相关设备和材料。
三、教学过程3.1 胚胎工程的概念和历史背景•讲解胚胎工程的定义及其涉及的生物学分支和技术方法;•回顾胚胎工程的研究历史,介绍相关的重大发现和突破。
3.2 胚胎工程的主要技术3.2.1 体外受精(IVF)和胚胎移植技术•讲解IVF技术的原理和步骤,解释其应用领域;•探讨IVF技术的优势和限制;•介绍胚胎移植技术的原理和应用。
3.2.2 基因编辑技术•讲解CRISPR-Cas9基因编辑技术的原理和步骤,探讨其应用前景;•分析基因编辑技术的优缺点;•讨论基因编辑技术的伦理和法律问题。
3.2.3 人工子宫技术•讲解人工子宫技术的原理和步骤,解释其应用场景;•探讨人工子宫技术的优劣;•分析人工子宫技术的伦理和法律问题。
3.3 胚胎工程的伦理和法律问题•解释胚胎工程技术的伦理和道德问题,讨论其伦理和法律界限;•引导学生思考生命伦理的涵义和社会意义;•探讨如何合理、安全、可行地发展胚胎工程技术。
四、教学反思本节课程以“胚胎工程的主要技术”为主题,通过讲解胚胎工程技术的概念和历史背景,重点介绍了IVF技术、基因编辑技术、人工子宫技术的原理和应用,以及相关的伦理和法律问题。
这些内容涉及到现代生物科技的前沿研究,对于提高学生的生命科学素养和培养创新意识具有重要的意义。
在教学过程中,我们采用了多种教学方法,如讲解、问答、案例分析、小组讨论等。
通过多种教学方式的结合,让学生更加深入地理解和掌握所学内容。
同时,我们还引导学生思考生命伦理的问题,让他们了解生命科学研究所涉及的社会和道德问题,培养良好的伦理和道德素养。
第三章胚胎工程一、课标内容1.简述动物胚胎发育的基本过程。
2.简述胚胎工程的理论基础。
3.举例说出胚胎干细胞的移植。
4.举例说出胚胎工程的应用。
二、教学要求第一节从受精卵谈起第二节胚胎工程三、教学建议1.课时建议(共计8课时)(1)“第一节从受精卵谈起”的教学重点是动物胚胎发育的过程;教学难点是胚胎干细胞。
本节可用题图或其他有关的背景材料导入,然后引出胚胎工程的概念。
教师在进行胚胎发育过程的教学时,最好运用课件、挂图、模型、多媒体等,以增强直观性。
囊胚和原肠胚的形成过程较为复杂,不宜拓展。
(2)“第二节胚胎工程”的教学重点有三个:一是胚胎工程的概念;二是胚胎移植;三是胚胎干细胞核移植。
教学难点是胚胎体外培养技术和胚胎干细胞的培养。
通过这些重点和难点的学习,让学生认识胚胎工程的原理、操作及应用。
本节是学习“第四章生物技术的安全性和伦理问题”的基础内容之一。
鉴于胚胎工程的复杂性,教师在课前要精心设计一些问题,同时搜集报纸、杂志、音像、互联网等媒体资源上的图片、视频等,把这些信息作为课堂上学生讨论的素材。
围绕实例,采用问题讨论的形式,引导学生分析和思考,最后形成对胚胎工程的基本认识。
在教学中要渗透科学、技术和社会三者相互影响的关系。
对于胚胎工程每种技术的操作步骤,只要求学生大致了解,教师不要讲得过于细致、复杂。
教师在查阅有关资料或者指导学生搜集资料时,应尽可能选取我国在胚胎工程方面取得的成就和发展,增强学生振兴中华民族的使命感与责任感。
四、实验与活动建议“活动:胚胎干细胞研究进展资料的搜集”以教科书中所列的4个内容作为搜集对象,分组落实。
在每个小组成员各有分工的基础上,对资料进行筛选整理,用简洁的文字、图像、表格等形式表达出观点、要点,方便交流。
若课前布置活动任务,学生的交流可以穿插在课堂教学中。
若课后进行活动,学生的交流方式就比较灵活,教师要及时检查学生的交流情况。
专题3 胚胎工程第1节体内受精和早期胚胎发育第2节体外受精和早期胚胎培养第3节胚胎工程的应用及前景复习目标:1.体内受精和早期胚胎发育2.体外受精和早期胚胎培养3.胚胎工程的应用及前景复习重点:1.体内受精和早期胚胎发育2.体外受精和早期胚胎培养复习难点:1.精子和卵子的发生2.受精作用的过程课时安排:4课时【基础知识整合】一、体内受精和早期胚胎发育1.精子的发生:精原细胞先进行___有丝分裂___后进行___减数分裂___,最后形成___4___个___精细胞___,再经过___变形___过程形成___精子___。
产生部位:___睾丸的曲细精管___;储存部位:___曲细精管的管腔中___;营养来源:___支持细胞___。
2.卵子的发生:卵原细胞先进行___有丝分裂___后进行___减数分裂___,最后形成___1___个___卵子___。
具体过程:卵原细胞进行___有丝分裂___演变成初级卵母细胞(被___卵泡细胞___包围)形成初级卵泡,经过___减数第一次分裂___形成___第一极体___和___次级卵母细胞___,其中,___第一极体___经过减数第二次分裂形成___2___个___第二极体___,而___次级卵母细胞___的减数第二次分裂是在___受精___过程___输卵管___中完成的,形成___1___个___卵子___和___1___个___第二极体___。
3.受精作用(1)受精作用的定义:卵子和精子相互___识别___、___融合___成为___受精卵___的过程。
(2)受精作用的场所:___输卵管___。
(3)受精标志:___第二极体___的形成;受精完成的标志是___雌雄原核___融合成___合子___。
(4)受精作用的结果:使___单倍体___的精子和卵子结合形成___二倍体___的受精卵,染色体数目恢复到___体细胞___中的数目,其中一半染色体来自___父方___,另一半来自___母方___。
三、胚胎工程考点扫描:⑴动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础Ⅰ⑵胚胎干细胞的移植Ⅰ⑶胚胎工程的应用Ⅱ复习要点:精子、卵子发生过程的区别;受精过程:精子获能,卵子要发育到减数第二次分裂中期;早期胚胎培养的条件及早期胚胎发育的过程;胚胎移植的生理基础,胚胎移植的适宜时期,胚胎移植的基本程序;胚胎分割的适宜时期及注意问题;胚胎干细胞特点及应用。
例题1、某良种场培育了一批良种奶牛,这批奶牛是良种场利用从国外引进的良种奶牛繁育而成的。
下面是奶牛繁育的技术流程图。
图中①是指对母牛进行处理,目的是;②是,注射的激素是;③是,④是。
例题2、下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程.请回答下列问题:(1)A细胞是,在进行体外受精前要对精子进行处理。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到时期的胚进行操作。
(3)②指的是。
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是。
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意。
(6)受体母牛必须和供体牛属于。
移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。
练习1以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~h为操作过程,请据图回答有关问题:(1)“试管牛”技术的操作流程是 (填字母)。
(2)图中数字标号代表的结构名称是① ② ③(3)d 操作的名称是 ,受体子宫内胚胎发育的赛程中,细胞不断分裂,其分裂方式为 。
(4)图中用到的激素是 ,过程h 常用的方法是 。
构建网络:a b 公牛 良种奶牛精子 激素 处理 卵细胞 受精卵 外源基因 转基因牛D h 母牛子宫 A B 牛 C 牛c d e f g ① ② ③部分习题参考答案三、胚胎工程例题1、同期发情处理使供体和受体动物的生理状况相同超数排卵促性腺激素收集胚胎移植胚胎例题2、.(1)(次级)卵母细胞获能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)具有相同的遗传物质(5)胚胎分割要将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育(6)同一物种受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应练习1(1)a→b→f→g(2)①滋养层②囊胚腔③内细胞团(3)胚胎移植有丝分裂(4)促性腺激素显微注射法。
课时课题:选修3 专题3 胚胎工程课型:复习课二、体外受精与胚胎的早期培养内容难度不大,引导学生自主总结考查点(1)A细胞是________,在进行体外受精前要对精子进行________处理。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到________时期的胚胎进行操作。
教学反思:胚胎工程的内容不是很多,难度也不大,识记点较多,在高考中考查主要限于获取信息能力和综合应用能力。
所以本节内容围绕知识主线,精心设计问题,特别注重前后问题间的意义和逻辑联系,引导学生回顾总结基本考查点并深入理解,加强巩固训练,取得了较好的效果。
附:课时作业一、选择题1.2009年3月底,新疆塔城地区种牛场成功运用胚胎分割技术,使一头美国褐牛顺利产下一对同卵双胞胎公牛犊。
下列关于胚胎分割技术叙述正确的是() A.胚胎分割可将早期胚胎任意分割成多份B.胚胎分割技术可获得同卵双胎或多胎C.胚胎分割技术应属于有性生殖D.胚胎分割可以选择任意时期的胚胎进行2.(2012年台州一模)科学家运用胚胎移植技术培育试管牛时,首先用激素促进良种母牛超数排卵,然后进行体外受精和培育,最后把胚胎送入母牛子宫内,孕育成小牛产出。
下列分析错误的是()A.供体与受体在胚胎移植前后的生理环境须保持一致B.在胚胎移植前可采用胚胎分割技术快速繁殖良种牛C.运用胚胎移植技术培育的试管牛属于动物克隆范畴D.须配制一系列不同成分的培养液以培养不同发育时期的胚胎3.美国杜克大学医疗中心的一个研究小组在《科学》杂志上撰文透露,他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器,成功地在实验室培育出了新的动脉血管。
这种血管的外形和功能与真的血管一样。
这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。
下列关于以上技术的叙述中,不正确的是()A.以上技术属于“克隆”B.这种技术可能要利用去核卵细胞C.这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”D.这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能4.(2012年威海质检)下图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是()A.图中①过程表示胚胎发育,②过程表示胚后发育B.受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中,每个细胞的体积不断增大C.兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D.原肠胚是进行胚胎移植的最好时期二、非选择题5.(2012年深圳一调)牛胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答:(1)图中a、b、c过程分别是指__________、________、______________。
专题三3.1 体内受精和早期胚胎发育(共2课时)一、教材分析:本节是全专题的基础,理论性较强,学生会感到抽象和深奥,也不适宜过分探究。
但本专题又是社会热点,容易调动学习兴趣。
因此,宜借助多媒体和网络,采用多种方法,让学生自主学习、合作学习,营造积极的学习氛围,达到知识、能力、情感的三维目标。
二、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。
2.能力目标:快速阅读提高自学的能力,有助于理解精子获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念3.情感、态度和价值观目标:认同胚胎工程建立及发展的意义。
体会运用合作探究学习的成果,通过合作探究学习,在评价过程中发现自己,肯定自己,不断感受成功的喜悦。
三、教学重点和难点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)哺乳动物的胚胎发育各阶段的主要特点。
四、学情分析五、教学方法1.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习2.学案导学:见后面的学案。
六、课前准备1.学生的学习准备:完成学案预习部分。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:2课时八、教学过程第1课时(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师首先提问:有一对夫妇,妻子因病切除了子宫,但他们一直想有一个亲生(携带他们遗传信息)的孩子,你能从理论上想一办法替他们完成这一愿望吗?学生观看关于“试管婴儿”的一个科学片。
教师:近年来通过科学技术人员的不懈努力,这方面的成就已是硕果累累。
书本59页的照片展示的就是胚胎移植处理后同时期出生的高产羊的小羔羊。
胚胎工程-浙科版选修3 现代生物科技专题教案一、教学目标1.掌握胚胎工程的基本概念和发展历程。
2.了解胚胎工程在生殖和医学传承方面的应用以及其在动植物繁殖上的潜在影响。
3.学习胚胎工程的原理、方法、技术和相关政策法规。
4.培养学生的科学思维和实验探究能力,加强探索和创新意识。
二、教学内容1.胚胎工程的概念和发展历程。
2.胚胎工程在生殖和医学传承方面的应用。
3.胚胎工程对动植物繁殖的潜在影响。
4.胚胎工程的原理、方法和技术。
5.胚胎工程相关政策法规。
三、教学方式1.讲授:讲述胚胎工程相关的基本理论知识。
2.示范:从实验室角度出发,示范胚胎工程相关技术。
3.实践:设计实验项目,学生通过实验操作和数据处理,体验胚胎工程的技术应用。
4.辩论:组织讨论,探讨胚胎工程在生殖、医学和繁殖方面的潜在影响。
四、教学重点1.胚胎工程的概念和应用。
2.胚胎工程对动植物繁殖的潜在影响。
3.胚胎工程的原理和方法。
五、教学难点1.胚胎工程技术在应用上的实验探究。
2.胚胎工程在生殖、医学和繁殖方面的伦理道德问题。
六、教学程序第一课时教学目标1.介绍胚胎工程的概念和发展历程。
2.分析胚胎工程在生殖和医学传承方面的应用。
教学内容1.胚胎工程的定义和发展历程。
2.胚胎工程在生殖和医学传承方面的应用。
教学方法1.讲授:通过PPT课件为主,让学生了解胚胎工程的定义、发展历程和实际应用。
2.听课笔记:老师提供主要的笔记点,学生着重记录和归纳。
第二课时教学目标1.探讨胚胎工程对动植物繁殖的潜在影响。
2.学习胚胎工程相关的政策法规。
教学内容1.胚胎工程对动植物繁殖的潜在影响。
2.胚胎工程相关的政策法规。
教学方法1.辩论:以小组为单位,分别讨论胚胎工程对动植物繁殖的影响,将不同的意见集中到班级,进行整体讨论。
2.讲授:讲解胚胎工程相关的政策法规,让学生了解胚胎工程关于伦理道德的问题。
第三课时教学目标1.学习胚胎工程相关的原理和方法。
2.实验探究胚胎工程的技术应用。
3.1 体内受精和早期胚胎发育一、教学目标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。
二、教学重点和难点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。
三、教学策略本节是本专题的起始课,课文的导入方式对激发学生的学习热情具有重要作用。
本节可用题图或其他有关的背景材料导入,通过背景材料引出胚胎工程的概念。
关于《科技探索之路──胚胎工程的建立》,建议用学生快速阅读和教师讲述有机结合的教学方式(快速阅读可使学生集中注意力,提高学生自学的能力,有助于理解课文)。
教师首先指导学生在规定时间读完一遍教材,然后,将每段的第一句和最后一句重新快速阅读一遍,再从读过的段落和句子中试着分析和理解下面的问题:(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?为了帮助学生更好地分析和理解问题,教师可组织学生分小组讨论交流。
最后,由小组推选一人,或由教师随机地选择学生来讲解这些问题。
当发言的学生讲完后,其他学生可以补充。
教师的讲述着重于对学生的讨论发言进行总结和评价。
要明确指出,研究胚胎工程的百年发展史,能增加我们对胚胎工程研究过程的了解,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。
同时,也使我们看到,胚胎工程的研究每取得一项突破,都会给畜牧业、医学的发展带来一次飞跃;而畜牧业、医学的每一次飞跃发展,又都会给胚胎工程带来新的课题,促进胚胎工程的发展。
第3节胚胎工程一胚胎工程的理论基础课程标准素养要求简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。
1.生命观念:联系自我,感受生命发生的珍贵,树立珍爱生命的意识。
2.科学思维:通过学习,自主构建“精卵发生→受精→胚胎发育”的动态机制模型。
一、胚胎工程1.概念:对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
2.技术手段:包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
二、受精[提醒]卵巢中的卵子尚未发育成熟,不具备受精能力;而输卵管中的卵子已发育至MⅡ中期,具备了受精能力。
三、胚胎早期发育(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。
()(2)次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ完成于排卵前后,场所是卵巢内。
()(3)受精完成的标志是在观察到两个极体或者雌、雄原核。
()(4)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。
()(5)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多,细胞体积增大。
()(6)胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期。
()答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×知识点一受精受精的过程与场所(1)受精前的两个准备(2)防止多精子入卵的“两大反应”(3)原核形成及融合[温馨提示] (1)受精的标志≠受精完成的标志。
受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体,受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
(2)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核,而是在原来细胞核的基础上形成的新核,原核膜已破裂。
1.下列有关哺乳动物受精的叙述,正确的是()A.在自然条件下,受精在子宫中完成B.精子需要获能才能与卵子结合,而卵子一经排出就具备受精能力C.动物排出的卵子成熟程度不同,需培养到减数分裂Ⅰ中期才具备受精能力D.精子入卵后,卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵答案:D2.(2021·福建泉州高二期末)下图表示精子入卵后,发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程,下列叙述错误的是()A.图中X指卵细胞膜反应,Y指卵子的减数分裂ⅡB.经图中Y过程只形成了雌原核C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合D.精子入卵后,尾部留在外面,并在溶酶体的作用下自溶解析:选B。
专题3 胚胎工程3.1 体外受精和早期胚胎培养一、胚胎工程的建立1、胚胎工程的概念P59理解胚胎工程:操作对象:早期胚胎和配子技术手段:胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等理论基础:哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律二、精子的发生1、形成场所:睾丸的曲细精管2、形成时期:从初情期开始,直到生殖机能衰退3、形成过程:第一阶段——位于曲细精管管壁的精原细胞,通过有丝分裂,产生多个初级精母细胞。
第三阶段——圆形的精子细胞变形细胞核→精子头的主要部分高尔基体→头部的顶体中心体→精子的尾线粒体→精子尾基部的线粒体鞘膜其他物质→原生质滴(最后脱落)4、精子的形态:外形似蝌蚪,包括头、颈、尾三部分组成。
不同动物精子的形态相似,大小略有不同。
动物精子的大小与动物的体型大小无关。
三、卵子的发生(1)形成场所:卵子的发生是在卵巢内完成的。
(2)形成时期:性别分化以后(3)形成过程:Ⅰ、胎儿期主要的变化:形成卵泡,在卵巢中储备。
初级卵母细胞的存在形式:被卵泡细胞包围,形成卵泡。
Ⅱ、初情期后主要的变化:初级卵母细胞减数分裂成为成熟的卵子。
首先:初级卵母细胞生长场所——卵巢中结果——形成透明带、卵黄膜其次:减数第一次分裂场所——卵巢结果——产生1个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,准备与精子受精。
完成时间——排卵前后。
举例:排卵前如:马、犬;排卵后如:绵羊、牛、猪。
思考:什么是排卵?指卵子从卵泡中排出场所——输卵管时间——精子与卵子结合的过程中完成结果——产生一个成熟的卵子和第二极体思考与探讨:问题1:什么是判断卵子是否受精的标志?卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体,说明卵子已经完成受精。
问题2:一个卵泡中能形成几个成熟的卵子?正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
问题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?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。
课题:选修三第三章胚胎工程教材分析:胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
研究的对象主要是雌雄配子(卵和精子)以及早期胚胎。
这部分内容常与必修教材中配子的形成过程、减数分裂、受精作用、动物的个体发育及其生命活动通过激素的调节以及选修教材中动物细胞的培养、转基因动物、克隆技术等相关知识联系起来考查。
本章内容人教版与苏教版的知识编排差别较大,苏教版教材包括动物的胚胎发育和胚胎工程、胚胎干细胞的研究及其应用两节内容。
第一节动物的胚胎发育和胚胎工程包括哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用、哺乳动物胚胎发育的基本过程、胚胎工程的主要技术与应用;第二节胚胎干细胞的研究及其应用包括胚胎干细胞及其研究进展、胚胎干细胞的应用、胚胎干细胞研究面临的挑战。
人教版教材包括体内受精和早期胚胎发育、体外受精和早期胚胎培养、胚胎工程的应用及前景、生物技术的安全性与伦理问题四部分内容。
本次课件制作大致按照人教版教材的顺序,但略作调整。
主要是第三节胚胎工程的应用主要讲了胚胎移植、胚胎分割移植两种技术,对于胚胎干细胞的研究与应用则与生物技术的伦理性问题放在一起在第四节一并分析。
本节内容与第一节体内受精紧密联系是第一节的延伸,学习本节内容有助于帮助学生理解现代生物科技的发展与应用,在教学过程中力求做到从理科学生升学的实际需要出发,着重选取反映现代生物科学新进展的内容,重视理论知识密切联系学生生活实际,我国生产、生物技术等实际。
同时胚胎工程应用的学习又是在体外受精技术的基础上进行的,所以,无论是从其内容,还是从其所处的地位来看,本节教学内容对理解整个胚胎工程内容具有重要的作用。
3.1体内受精和早期胚胎发育教学目标:1、简述胚胎工程的概念。
2、简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。
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教学难点: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。
教学方法:由于这节课的知识点比较零散,所以重难点的教学困难较大。
基于这一点,本节课主要采用问题导学的教学模式。
教学程序:教学过程及主要内容:一、导入教师导入:以2010年诺贝尔奖获得的材料引入。
首先我们来了解一下胚胎工程。
学生活动:仔细观察P59图,思考:(1)胚胎工程的概念。
(胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
经过处理后获得的胚胎,还需要移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
)(2)胚胎工程的操作对象、技术手段、理论基础分别是什么?(操作对象:早期胚胎和配子;技术手段:胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等;理论基础:哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律)二、问题串进行教学(一)精子的发生教师提问:“体内受精”必须要有精子和卵细胞,因此本节第一个问题讲的就是“精子和卵子的发生”。
下面请大家欣赏一幅充满活力的图片(活力四射的精子),你看到了什么?学生回答:精子学生活动:阅读课本P61教师提问:(1)哺乳动物的精子是在哪里发生的?(2)精子发生时间如何?(3)这么“充满活力的精子”又是如何形成的?学生回答:(1)发生场所:睾丸(2)时间:初情期——生殖机能衰退(3)第一阶段:初级精母细胞的形成,即精原细胞→多个初级精母细胞(通过数次有丝分裂)第二阶段:精子细胞的形成,即1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精子细胞(通过减数分裂,即MI和MII)第三阶段:精子的形成,即精子细胞→精子(通过变形)教师提问:精子的形成经过了哪几个阶段呢?学生看图:P61图3-2后回答教师提问:每个阶段的具体变化如何?学生完成:学案上的概念图教师讲解:高尔基体发育为头部的顶体,尾是由中心体演变成的,精子头是细胞核变成的,细胞质浓缩成原生质滴,呈球状,最后脱落,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘。
教师提问:(1)哺乳动物成熟的精子分为哪几部分?(2)精子的形态和大小与动物体型大小有没有关系?学生活动:观察P62图3-3,回答(1)外形似蝌蚪,分头、颈、尾三大部分。
(2)不同种动物精子的形态相似,大小略有不同,与动物的体型大小无关。
(二)卵子的发生教师过渡:受精作用必须要有精子和卵子的结合,精子的发生我们已经了解了,那么卵子是怎么发生的呢?请思考下列问题:(1)哺乳动物卵子发生的部位。
(2)哺乳动物卵子发生时间。
(3)哺乳动物卵子的发生过程。
学生活动:阅读P62-63教师出示:卵子图片学生活动:回答(1)发生部位:卵巢(2)时间:减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成;减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。
(3)A、卵原细胞→初级卵母细胞(有丝分裂,发生在胎儿期)B、1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞+第一极体(MI分裂,排卵前后完成)C、1个次级卵母细胞→1个卵子+第二极体(MII分裂,受精时)教师拓展:卵子受精的标志是当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。
而且哺乳动物卵泡的形成和卵巢内的储备,是在出生前(即胎儿时期)完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别。
那么精子和卵子到底有哪些不同呢?完成精子和卵子发生的比较表格。
三、学生小组合作探究教师提问: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?为什么精子中的线粒体集中在尾的基部?3.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子?4.排卵是指卵子从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢中排出?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:分五个小组讨论,以抢答的形式进行比赛。
教师提示:最难的是第一、二个问题,做如下提示:1.如果每次排出的精子只有一个,在途中死亡可怎么办?如果有10个,中途死了5个,还剩5个呢?那如果数以亿计呢?精子与卵子完成受精是一个艰难的过程,精子需要跋山涉水才能与卵子相会,(学生大笑,活跃气氛)大量的精子在途中死亡耗损,最终只有一个精子与卵子完成受精。
2.如果没有线粒体会怎样?精子都是“游”着去和卵子结合的。
学生解答:1.如果只有1个,在途中死亡会影响这个物种的繁衍。
家畜每次射精排出的精子数以亿计,这是一种生理保障机制。
2.精子和卵子结合的路途很遥远,没有了线粒体就没有了动力,这样精子就到达不了目的地。
四、问题巩固、完成作业复习再巩固精心设计课堂过关练习,及时进行巩固,以闯关的形式进行,提高学生的积极性,活跃课堂气氛。
3.2体外受精和早期胚胎发育教学目标:1.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤;2.简述哺乳动物胚胎早期培养方法;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;教学难点: 1.卵母细胞的采集和培养;2.精子的采集和培养;教学方法:本节课以“自主性、探究性、合作性”为课堂学生学习的三个基本维度,结合了多媒体直观教学,通过问题衔接知识点,由教师引导,学生归纳,小组合作交流探究得出结论,体现教师的引导作用和学生的学习主体地位。
小组合作交流,进行探究活动,在交流中学会分析选择,培养综合能力;师生交流,学生学会在教师引导下归纳总结知识点;教学程序:教学过程及主要内容:(1)创设情境,设疑引入通过资料一“我国第一例试管婴儿”的相关资料,引入试管牛、试管羊,并提问学生什么是“试管动物技术”,提出试管动物并不是整个个体发育都是在试管里进行的。
通过资料二让学生了解我国牛品种的相关资料,并提出要解决这些问题需要应用哪些技术,从而引入动物的体外受精技术和早期胚胎的培养。
(2)体外受精以“试管牛”的工厂化生产为主线,拟出关于试管牛的技术流程的研究题目:卵母细胞的采集和培养;精子的采集和获能;受精。
学习时让学生扮演胚胎工程专家,每个小组负责一个研究题目,采取小组合作探究的方式,通过阅读课文以及相关的资料,进行小组讨论,每个小组派代表进行发言,再由其他同学补充,最后在教师的引导下归纳总结(突破重难点)。
①卵母细胞的采集和培养【小组1发言】简述卵母细胞的采集和培养。
提问:采集卵母细胞的方法主要有哪几种?(超数排卵、活体采卵、从屠宰的雌性动物卵巢中采集)。
提示:根据动物的不同采用的方法不一样。
分析完卵母细胞的采集过程后,进一步提问:采集的卵母细胞是否可以马上进行受精?联系体内受精的知识,卵母细胞要培养至减数Ⅱ分裂的中期才具备受精的能力,但是利用超数排卵取得的卵子一般可以直接进行受精。
②精子的采集和获能【小组2发言】简述精子的采集过程和获能。
提问:精子的采集方法主要有哪些?(假阴道法、手握法、电刺激法)。
由于这部分知识比较简单,通过学生的自学就可完成。
同样联系第一节内容说明精子在受精前要进行获能处理,获能的方法根据不同动物处理的方式不同,主要有化学法和培养法。
③受精【小组3发言】简述受精过程,其他同学进行补充。
结合课文中哺乳动物体外受精的示意图说明成熟的卵子和获能的精子在受精液或获能液中完成受精过程。
(3)胚胎的早期培养本部分内容比较简单,在老师的引导下,了解胚胎的早期培养需要在比较复杂的发育培养液中进行(发育培养液的成分包括氨基酸、激素、核苷酸等)。
当发育到一定时间再进行移植或冷冻保存。
根据不同动物移植的时间不一样。
★总结整个体外受精的过程,画出完整的“试管牛”工厂化生产的技术流程图。
(4)体外受精的意义分析近几年来我国体外受精技术的进展,结合实例说明体外受精能充分发挥良种母畜的繁殖潜力,为实现动物胚胎的工厂化生产提供了可能,加速了畜牧业的发展。
(突出重点)(5)巩固知识,实际应用总结本堂课教学重点以及整个知识网络,布置课外习题,给学生任务,培养收集处理信息和解决问题的能力。
五、重难点归纳1、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么?方法一:对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时,可先用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后在适当的时间从输卵管冲取卵子,并使其直接与获能的精子在体外受精。
方法二:从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢,再从卵巢中采集卵母细胞。
方法三:直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞,叫活体采卵。
需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜,直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。
后两种方法适用于大家畜和大动物。
注意:后两种方法采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
2、以牛为例,从屠宰场收集卵巢中的卵母细胞进行体外受精的应用效果如何?目前,从屠宰场废弃的卵巢中,每个卵巢平均可采集10枚左右可用卵母细胞,经体外培养成熟和受精后约可获4枚可用的胚胎,经过移植给受体母牛,最终可得到1~2头犊牛。