教学设计 课程基本信息 学科 生物学 年级 高二 学期 春季 课题 第2章 第3节 一、胚胎工程的理论基础 教学目标 1.生命观念:以精子和卵细胞的结构为例，阐述细胞的结构与功能的适应。 2.科学思维:以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。 教学内容 教学重点： 1. 受精的基本过程。 2. 胚胎早期发育的基本过程。 教学难点： 1. 受精过程中精子和卵子的生理变化。 教学过程 【导入】从社会中来：我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产奶的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的两种奶牛快速、大量繁殖呢？遗憾的是，牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢？ 【一、胚胎工程概述】 胚胎工程：指对生殖细胞、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。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 技术手段：体外受精、胚胎移植、胚胎分割等 理论基础：哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律 工程实质：在体外条件下， 对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作 【二、胚胎工程的理论基———受精】 受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 受精前的准备 精子获能：刚排出的精子必需在雌性动物的生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”。 精子获能的方法：利用雌性动物的生殖道或将精子培养到获能液（Ca2+载体、肝素等）中使其获能。 注：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。 精子获能现象的发现： 1951年，张明觉发现“精子获能”的生理现象。同年，澳大利亚学者奥斯汀博士也在实验中发现相同现象。国际生理学界把他们俩的研究成果命名为“张—奥原理”。这一现象的发现解开了精卵受精之谜，为哺乳类卵子体外受精的成功，奠定了理论基础。 1959年，他首次成功地把兔子的精子和卵子在体外结合，再放回到兔子子宫里，体外受精的卵子发育正常，文章发表在1959年的《自然》杂志上。正是他的研究，促成了第一个试管婴儿的诞生，因此，张明觉博士也被誉为“试管婴儿的先驱”。 卵子准备：动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。但他们都要在输卵管内进一步发育成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 受精过程 1．精子穿过卵细胞膜外的结构（释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构。）→2．精子接触卵细胞膜（精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。）→3．精子入卵形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核（精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫做雄原核。）→4．雌雄原核靠近→5．核膜消失，第一次卵裂即将开始（雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束后，受精卵的发育也就开始了。） 受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。 受精完成的标志：雌雄原核形成合子 视频演示：受精过程 【三、胚胎工程的理论基———胚胎 ... ...
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