《体内受精和早期胚胎发育》教案

【教学目标】

1、知识与技能

（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、过程与方法

（1）尝试自主学习和合作学习；

（2）尝试运用概念图等生物学语言归纳结论。

3、情感态度与价值观

（1）过对精子和卵子的发生及受精过程、早期胚胎发育的理解，使同学们认同胚胎工程建立及发展的意义。

（2）通过体内受精和早期胚胎发育的理解，增强学生爱科学、学科学的情感和建设祖国的社会责任感，并且建立起知识创造价值，知识为人类服务，使人类生活质量更好的美好愿望。通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。

【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。

【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、卵细胞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。

【课时安排】

2课时

【教具准备】

教学PPT课件

【教学过程】

第一课时

一、新课导入

【情景导入】展示克隆羊多利和中国第一例试管婴儿的图片，指出他们就是所谓的“借腹怀胎”，是体外受精、胚胎移植的产物。小时候我们都会好奇的问爸爸妈妈，我们是从哪来的？甚至有的同学还认为自己是像孙悟空那样从石头缝中蹦出来的，那么我们到底是怎么得到的呢？今天我们一起来学习“体内受精和早期胚胎发育”。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、新课学习

【科技探索之路】胚胎工程是如何一步一步建立起来的，我们一起来回顾其科技探索之路。

同学们快速阅读课本P60，分析并理解下面问题：

1. 胚胎工程的建立可大致分为几个阶段？每个阶段中，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（3大阶段，胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可缺少的基础环节，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，在胚胎移植技术、体外受精技术成熟的基础上，科学家又进行了不懈的探索，使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞等技术应运而生。）

2. 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？（ 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程，促进胚胎工程的发展。科学、技术与社会就是在这种相互影响中得到发展的，但是，应该知道，科学基础理论的研究在推动技术进步中具有核心作用。）

【知识总结】一、科技探索之路——胎胚工程的建立

【过渡】胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此，了解哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律，就显得十分重要了。

【问题导学】“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”。回顾已学习的“减数分裂”“受精作用”等知识，下面请大家欣赏一幅充满活力的图片，结合课本P61-63的内容，回答以下问题。

1.哺乳动物的精子是在哪里发生的？（睾丸）

2.精子发生时间如何？（初情期——生殖机能衰退）

3.这么“充满活力的精子”又是如何形成的？并用文字和箭头表示。

（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））

4.精子的形成经过了哪几个阶段呢？看图：P61图3-2后回答，每个阶段的具体变化

（学生完成：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。

5.哺乳动物成熟的精子分为哪几部分？

6.精子的形态和大小与动物体型大小有没有关系？观察P62图3－3，回答。

（外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。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）。

【知识总结】二.体内受精和早期胚胎的发育

（1）精子和卵子的产生

1.精子的发生

【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。（卵巢）

2.哺乳动物卵子发生时间。（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.哺乳动物卵子的发生过程。并用文字和箭头表示。（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。

【学生小组合作探究】

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？（不是。其一，动物在自然繁殖的条件下为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；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，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（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？（提示：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控制中心。而线粒体是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体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”。）

3.一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。）

4.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？（是指卵子从卵泡中排出）

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？（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，直到减数第二次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。）

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。

【知识总结】2.卵子的形成

第二课时

新课学习

形成了精子和卵细胞后，精子和卵细胞马上就可以进行受精作用吗？

【问题导学】

1. 什么是受精作用？场所在哪里？（指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。输卵管）

2. 用概念图简单描述受精作用包含哪些阶段？

3. 简要描述每一阶段的变化？

4. 说出防止多精入卵有哪些屏障及其发生的时间？（透明带反应、卵细胞膜反应）

阅读后，总结得出答案进行小组内交流、讨论，由代表与大家分享观点，老师指导同学们相互交流，并点评、补充。

【知识总结】（二）受精作用

1.受精前的准备阶段：（1）准备阶段1：精子获能

（2）准备阶段2：卵子的准备

2.受精阶段

【过渡】受精过程结束，受精卵的发育也由此开始。通过以下问题我们一起来学习胚胎的早期发育过程。

【问题导学】1. 什么是卵裂期？卵裂期有什么特点？（胚胎早期一段时间在透明带内进行，称卵裂期，特点：进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少）

2. 每一个细胞都具有发育的全能性是哪个时期？开始出现分化的时期是？（桑椹期之前，囊胚期开始分化）

3. 内细胞团和滋养层将来各自发育成什么结构？（内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层将来发育成胎膜和胎盘）

4. 早期胚胎发育过程中出现的第1个腔称为什么？（囊胚腔）进一步发育又会形成的腔称什么？（原肠腔）

阅读后，总结得出答案进行小组内交流、讨论，由代表与大家分享观点，老师指导同学们相互交流，并点评、补充。

【知识总结】（三）胚胎的发育

【思考与探究】为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？结合课本的内容举例说明？（胚胎工程的许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基础上实现的。人们正是认识了体内受精和早期胚胎的发育，在体外进行有效的模拟，才使得卵母细胞能够在体外成熟；精子能在体外完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育）

三、课堂小结

这节课主要讲述了哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律，大家重点要掌握精子和卵子的产生、受精作用的过程、早期胚胎的发育过程的有关特点，为后续知识的学习奠定必要的基础。

四、课堂练习

1.精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（　　）

①顶体反应 ②透明带反应 ③卵黄膜封闭作用 ④精子穿越放射冠

A． ① ② B．② ③ C． ③ ④ D． ②④

2.在受精过程中，下列叙述正确的是（　　）

①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶

②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜

③卵细胞恢复并很快完成了第一次减数分裂

④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核

⑤ 透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生

A．①②⑤　B．①④⑤　　C．②③④　D．②④⑤

参考答案： 1.B 2.B

【板书设计】