胚胎工程教案(DOC 13页).doc
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1、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
2、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
3、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。 31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
4、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
5、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
6、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33,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
7、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
8、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:
9、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
10、、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
11、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
12、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)。 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。 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。
13、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。 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
14、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
15、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12头犊牛。牛的体外受精胚胎的工厂化生产已在一些发达国家开展。 3、采集精子的方法有几种?各有什么具体要
16、求? 主要分为假阴道法、手握法和电刺激法。假阴道法是用特制的假阴道,满足雄性动物交配时对压力、温度和润滑度的要求。同时要配备有与供精动物相适应的台畜,训练动物爬跨台畜,借假阴道收集精液。手握法是通过徒手或戴乳胶手套的手,直接把握雄性动物阴茎,施以适当压力和刺激即可引起射精,并可收集富含精子部分的精液。电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于腰荐部的射精中枢引起射精,此方法只适用于野生或某些经济动物。此外,对于啮齿类的实验动物可在处死后从附睾尾收集精液。 33 胚胎工程的应用与前景教学目标:简述胚胎移植和胚胎分割;尝试联系实际讨论胚胎移植的现实意义。教学重点:胚胎移植教学难点:胚胎分割
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