31动物的胚胎发育和胚胎工程 教案苏教版选修3.docx

31动物的胚胎发育和胚胎工程 教案苏教版选修3.docx

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31动物的胚胎发育和胚胎工程教案苏教版选修3

第一节动物的胚胎发育和胚胎工程

●课标要求

1．熟练描述胚胎发育过程的几个重要阶段及特点。

2．识记有关体外受精和胚胎体外培养的知识。

3．掌握胚胎移植和胚胎分割的概念及基本过程。

●课标解读

1．简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。

2．简述胚胎工程的原理和技术。

3．举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。

●教学地位

胚胎工程研究的重点内容包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎冷冻保存等技术，对这些技术的考查常在高考试题中出现，以某哺乳动物的胚胎研究的流程图或示意图为载体，考查相关技术手段等。

●教法指导

本课时是概念性很强的理论课，比较枯燥乏味。

可采用问题串的教学方法即层层设疑，步步为营。

一个疑团接着另一个疑团，学生在积极思考开动脑筋的过程中主动学习。

通过诱导，构建知识框架，并与以前的知识点有机结合，学生觉得新知识并不陌生，只是旧知识的一个延伸。

如学生对“借腹怀胎”现象的讨论，既联系了实际，又可以让学生运用所学知识，展现才华。

●新课导入建议

1．课件展示世界和我国首例试管婴儿图片，提出问题。

1.资料上用到了什么生物技术？

2.试管婴儿和母亲正常怀孕，生产的过程有何异同？

（学生思考，留下悬念）引出试管动物技术，并通过图文和实例介绍试管动物技术，强调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。

2．自然情况下，牛的生育率很低，一般一头母牛每年只能产一头小牛，但通过现代科技手段，可以使一头良种的母牛一年内产下数十头良种小牛，现代技术手段是如何进行操作的呢？

这就是胚胎工程技术。

●教学流程设计

课前自主探究：

阅读教材P63～71相关内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2、3。

⇒步骤1：

情景导课：

选择【新课导入建议】中的两种方式之一创设情景，导出本课时课题。

⇒步骤2：

抢答【课前自主导学】的【正误判断】并进行校正。

⇒步骤3：

引导学生通过比较学习精子的形成过程与卵细胞的形过程，通过【课堂互动探究】探究1归纳，通过例1强化。

⇓

步骤7：

构建本课时知识网络，默读【结论语句】，阅读P71“拓展视野”。

⇐步骤6：

采取板演形式由两位同学完成【随堂双基练习】的1～5题并由其他学生进行点评。

⇐步骤5：

课件展示后，让学生回答体外受精、胚胎移植、胚胎分割的过程，通过【课堂互动探究】探究3归纳，学生分析回答例3。

⇐步骤4：

教师演示然后学生回答受精作用和胚胎发育的过程，通过【课堂互动探究】探究2归纳，学生分析回答例2。

课标解读

重点难点

1.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。

2.简述胚胎工程的原理和技术。

3.举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。

1.哺乳动物胚胎发育的基本过程。

（重点）

2.体外受精和早期胚胎的培养。

（难点）

3.胚胎移植和胚胎分割。

（重点）

哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用

1．精子的发生

（1）场所：

雄性生殖器官睾丸的曲细精管。

为精子的发生提供营养的是支持细胞。

（2）时间：

从动物性成熟后开始。

（3）过程：

体细胞（有丝）分裂精原细胞―→初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子。

2．卵子的发生和成熟

（1）场所：

雌性生殖器官卵巢和输卵管。

（2）时间：

性别分化以后。

（3）过程：

体细胞（有丝）分裂卵原细胞―→

次级卵母细胞

↓

形成卵泡

1．卵细胞发生过程中的不均等分裂有何生物学意义？

【提示】保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要。

3．受精作用

（1）场所：

输卵管。

（2）精子的准备：

成熟与获能。

①成熟：

在附睾中完成。

②获能：

成熟的精子必须在雌性动物的生殖道（子宫和输卵管）中经历一段时间才能获得受精能力的过程。

卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。

（3）过程

①精、卵细胞膜融合：

获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，两细胞的细胞膜融合，精子的遗传物质进入卵细胞。

②两个重要反应：

卵细胞膜发生变化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。

（4）核融合：

卵子的细胞核与精子的细胞核融合便形成了一个单细胞受精卵。

2．胎儿的性别决定于什么？

【提示】胎儿的性别决定于与卵子结合的精子的种类。

哺乳动物胚胎发育的基本过程

1.概念：

指受精卵发育成幼体的过程，包括桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。

2．人的胚胎发育

受精卵桑葚胚囊胚胚胎

胚胎工程的主要技术与应用

1.概念

（1）技术手段：

体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术等。

（2）操作的主要对象：

生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞。

（3）理论基础：

胚胎发育学。

2．体外受精技术

（1）概念：

哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。

（2）基本内容：

人工模拟体内环境（包括营养、温度、pH等），促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。

（3）应用

①研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制等。

②充分利用优良品质资源，缩短家畜繁殖周期，加快品种改良速度等。

③是哺乳动物胚胎移植技术、克隆技术、转基因技术和性别控制技术等不可缺少的组成部分。

3．胚胎移植技术

（1）胚胎移植的概念

①操作对象：

取自配种后优良雌性动物的受精卵、早期胚胎或通过人工授精及其他方式得到的胚胎。

②受体：

同种的、生理状态相同的雌性个体。

（2）意义：

提高优良品种家畜的繁殖能力和加速品种的改良。

（3）实例：

牛胚胎移植过程

发情同期发情普通母牛

3．为了让良种母牛多排卵应注射哪种激素？

【提示】促性腺激素，因为促性腺激素能促进排卵。

4．胚胎分割技术

（1）含义：

用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。

（2）应用：

可为转基因技术、性别控制技术以及家畜育种提供材料。

5．胚胎冷冻保存技术

（1）含义：

将动物的早期胚胎，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。

（2）优点：

不受时间和地域的限制，简化引种过程。

6．动物性别控制技术

（1）含义：

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。

（2）应用

①防止与性别有关的遗传病的发生。

②控制动物的性别以提高动物生产的经济价值。

1．从卵巢中取出的卵子不需做任何处理即可与精子结合。

（×）

【提示】卵子需在体外人工模拟输卵管环境进行培养使其成熟。

精子在体外需做获能处理，以获得受精能力。

2．进行胚胎移植时，代孕母牛要用药物进行同期发情处理。

（√）

3．胚胎分割时最好选用发育良好，形态正常的桑葚胚或囊胚。

（√）

4．胚胎分割时，份数越多，得到的后代就越多。

（×）

【提示】胚胎分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，恢复和发育的难度会越大，移植成功率会降低，得到的后代数就减少。

精子和卵子发生的比较

【问题导思】

①精子和卵子是怎样产生的？

其过程有哪些特点？

②比较精子和卵子产生过程的异同。

项目

精子发生

卵子发生

区别

场所

睾丸的曲细精管（场所唯一）

卵巢（减数第一次分裂）、输卵管（减数第二次分裂）（场所不唯一）

时间

初情期开始

性别分化后开始，卵泡（含初级卵母细胞）的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（胎儿时期）完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程（即受精过程）中完成的

过程特点

①减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的，需变形

②细胞质均等分配

①减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，不需变形

②细胞质不均等分配（第一极体除外）

结果

形成4个精子

形成1个卵细胞和3个极体

相同点

①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂

②生殖细胞的成熟为减数分裂

③成熟过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半

（2013·南京高二检测）下列不是精子和卵子发生的区别的是（）

A．初级精母、卵母细胞的形成时间

B．减数第一次分裂和第二次分裂的连续性

C．成熟生殖细胞是否经过变形

D．成熟生殖细胞中染色体的数量

【审题导析】精子和卵子的发生具有不同的特点，在做题时应着重从场所、时间、过程特点、结果、是否变形这几个重要的方面来考虑。

【精讲精析】初级精母细胞是雄性动物性成熟后由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期完成的。

精子产生时减数第一次分裂和第二次分裂是连续进行的，卵子产生时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞，在精子和卵子的结合过程中完成减数第二次分裂。

精子需精细胞变形为蝌蚪状，卵子不需要变形。

成熟的精子和卵子经过减数分裂形成，其染色体相当于亲本体细胞数目的一半。

【答案】D

受精作用和胚胎发育的基本过程

【问题导思】

①受精过程有何特点？

②胚胎发育的过程如何？

各时期有何特点？

1．受精作用的过程

（1）精子的成熟和获能

①精子在附睾中成熟。

②成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力，此过程叫获能。

（2）卵子的准备

卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。

（3）受精过程

①第一阶段：

细胞膜融合。

过程：

精子获能→精子穿过透明带→精卵细胞膜结合。

②第二阶段：

卵细胞完成减数分裂是受精的标志。

透明带发生变化不再接受其他精子进入。

次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。

③第三阶段：

精卵核融合。

2．哺乳动物胚胎发育的基本过程

（1）概念：

指受精卵发育成幼体的过程，包括桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。

（2）早期胚胎发育的几个阶段

受精卵：

个体发育的起点

细胞数目达到32个，这一阶段的细胞属于全

能细胞，此期的胚胎称为桑葚胚

囊胚：

细胞出现分化，具有囊胚腔

原肠胚：

囊胚内表层细胞形成外胚层，下方的细胞形

成内胚层。

出现原肠腔，产生中胚层

胎儿：

各器官、系统基本形成

哺乳动物桑葚胚和囊胚的主要特点

桑葚胚的细胞数在32个左右，细胞排列致密，形似桑葚，由具有发育全能性的细胞构成。

囊胚则出现细胞的分化，聚集于一端，个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。

下图表示高等动物的个体发育过程，判断下列说法中正确的是（）

A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育

B．受精卵卵裂过程中，每个细胞的体积不断增大

C．两栖类、爬行类等在胚胎发育过程中会出现羊膜

D．①过程的细胞分裂方式是有丝分裂

【审题导析】首先了解个体发育的大体过程：

受精卵幼体性成熟个体，然后结合胚胎发育的各阶段及特点作答。

【精讲精析】胚胎发育是指受精卵发育成为幼体，胚后发育是指幼体从卵膜孵化出来或者从母体生出来以后发育成为性成熟的个体，A选项错误；受精卵卵裂过程中，分裂后的细胞体积越来越小，B选项错误；两栖类在个体发育过程中不出现羊膜，C选项错误。

【答案】D

胚胎工程的主要技术与应用

【问题导思】

①胚胎工程的主要技术有哪些？

有哪些应用？

②胚胎工程的主要技术怎样操作？

1．体外受精技术

（1）基本原理：

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。

（2）操作对象：

哺乳动物的精子和卵子。

（3）操作目的：

获得受精卵，进一步获得胚胎。

（