受精与早期胚胎发育

第3章胚胎工程第1节体内受精和早期胚胎发育第2课时授课对象：高中二年级学生授课时间：40分钟学情分析在上一节课中学生们已经比较详细的学习了“精子和卵子的发生”，本节课是建立在此基础之上的，上节课的教学效果还比较理想，为这节课打下了较好的基础。“受精”同样在必修二中有所涉及，但基本上只是概念、意义的认同；此节中，教材首先给出了“受精”的概念，然后依次介绍了准备阶段1——精子获能、准备阶段2——卵子的准备，并结合图形详细说明受精阶段的各种反应变化，作为体外受精技术理解的基础，它在此具有承上启下的作用，这将是本节学习的重点。“胚胎发育”随着受精而来，也将是后面“胚胎早期培养”的的理论基础,同样是本节的重点。教材用一幅图依次展示了胚胎发育各阶段的形态特点，化无形为有形，帮助学生理解。“资料分析”里的内容明显是在给下一章节的内容做铺垫，接下来的“思考探究”则是帮助学生总结复习本节的内容。最后的“课外活动”如果在条件允许的情况下得以实施，将很好的帮助学生在生活实践中感受生物的奥秘。教学目标知识目标1、简述体内受精的基本过程；2、简述早期胚胎发育的基本过程；能力目标1、在知识学习的过程中，学会结合图形理解抽象知识的能力情感目标1、认同胚胎工程建立及发展的意义。2、感受并认同生命发生与发育的神奇与奥秘。教学重点1、哺乳动物的受精过程。2、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。教具准备PPT、视频教学内容教学流程教学过程时间受精作用(准备阶段)引出受精作用分两个阶段：准备阶段和受精阶段，然后以张明觉先生的发现精子获能的科学史引出对准备阶段的详细讲解。上节课我们已经学习了精子和卵细胞的形成，那性原细胞经过减数分裂行成的精子和卵细胞是不是直接就可以进行受精呢？（学生：不是）经过科学家的研究，确实是不能。我们的“试管婴儿之父”张明觉先生以兔作为研究对象，在1951年发现“精子获能”现象，发现我们的精子在受精前还要经过一个准备阶段，这为哺乳动物体外受精奠定了理论基础。“精子获能”具体又是指的什么呢？请同学们看课本64页相应的内容进行勾画。同学们想一想，这里的精子获能，获得的是能量吗？如果不是应该是什么？（不是，应该是获得受精能力）很好，精子需要获能过程才能完成受精，那我们从母本获得了卵子是不是就能直接受精呢？同学们先思考两个问题1.卵子排出卵泡的时候处于减数分裂的什么时期？（初级卵母细胞或次级卵母细胞）2.减数分裂什么时期的卵细胞才具有受精的能力？（减数第二次分裂中期）所以通过排卵进入输卵管的卵子也需要进一步的完成减数分裂进而形成具有受精能力的成熟卵子（MII中期），我们把这叫做卵子的准备。5min受精作用(受精阶段)先带领学生分析成熟卵子的结构，明确要完成受精作用精子所需要穿越克服的障碍依次有：放射冠、透明袋、卵细胞膜，进而结合图片、动画详细的讲解受精阶段的过程现在我们的精子、卵子都已经完成了受精前的准备工作，也就意味着可以开始完成受精作用了。我们先来看屏幕，这是一张成熟的卵子的图片，那由图中我们可以看出假若此时精子已经经过长途跋涉，完成精子获能，来到了它的面前，如果要完成受精会面临着那些障碍？（放射冠、透明袋、卵细胞膜）很好，那我们的获能精子具体是怎么跨越这重重障碍，最终完成受精的呢？请同学们阅读课本64—65页的内容，思考下面三个问题：1.精子如何穿越放射冠和透明带？2.精子如何进入卵细胞？3.精子核和卵细胞核如何融合？大家应该都看得差不多了，我们一起来看。精子要完成受精，则需要穿越放射冠，进而穿越透明袋，看了书，同学们能不能告诉我具体是怎么穿越他们的呢？（顶体反应）具体指的20min是？（当精子遇到放射冠时头部的顶体会释放顶体酶，溶解卵丘细胞间的物质形成孔道，进而穿越放射冠；同样的顶体酶会进一步溶解透明带形成孔道，穿越透明带）是不是所有到达卵子的细胞都能完成受精作用？（不是）为什么？有什么意义？（因为如果可以多个精子同时完成受精作用，生物将无法维持物种的稳定遗传。）很好，看来同学们都很聪明。那生物是怎样防止多精入卵的呢？（透明袋反应）具体是？（当精子穿越透明带，到达卵细胞膜时，透明带会发生阻止其他精子穿过的反应）那接下来精子又是如何穿过卵细胞膜的呢？请哪位同学结合课本和屏幕上的这副图给大家介绍一下。（精子到达卵细胞膜后被其表面大量的微绒毛抱合，进而细胞膜互相融合，最后精子头部入卵）这个过程依据的原理是？（细胞膜的流动性）进一步思考下为什么是头部入卵？（......)大家说的都有一定道理，其实这就是由受精作用的实质决定的，即精子和卵细胞核的融合。在前面我们已经经过讨论认同了生物防止多精入卵的重要性，所以为了确保万无一失，在精子穿越卵细胞膜的时候还有另一道防止多精入卵的屏障，是？（卵细胞膜反应）。很好，现在精子头部已经入卵，也就到了受精的最后，具体的原核形成以及细胞和融合是怎么实现的呢？（精子头部发生核膜重构形成雄原核，卵子进一步完成减数第二次分裂释放第二极体，并形成雌原核，最后两原核相互靠近，融合，完成受精）讲到这里，相信有的同学已经发现了，我们前面说可以把在卵细胞膜和透明带的间隙看到两个极体当作受精完成的标志，但由刚刚学的我们知道这准不准确？（不准确，只能说明在进行受精）很好，所以在此老师要给大家更正一下，在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体只能作为受精的标志，即它只能证明生物在受精的过程中；而受精完成的标志应该是：雌雄原核的融合。带领学生再次复习防止多精入卵的屏障（透明带反应、卵细胞膜反应），总结梳理受精的整个过程。最后给学生播放“受精作用”的视频，帮助理解记忆。早期胚胎发育以受精卵为媒介过渡到胚胎发育，先通过问题串引导学生探究发育的实质，接着安排学生自主阅读相关内容，再通过问题串和讲解带领学生一起梳理早期胚胎发育各阶段的特点我们知道精子与卵细吧完成受精以后形成受精卵，受精卵作为发育的起点，有是经过了怎样的变化才形成了屏幕上这可爱的婴儿，进而形成在座的一位位帅哥美女的呢？我们先一起来看三个简单的问题：1.受精卵是几个细胞？（1个）2.人是单细胞生物还是多细胞生物？（多细胞）3.人体所有的细胞结构和功能都相同吗？原因是？(不同，基因的选择性表达）很好，那由以上的三个问题，有没有同学能给我们的胚胎发育下一个定义呢？（胚胎发育就是指受精卵经分裂、分化过程形成幼体的过程）接下来我们再具体来看一下，请同学们阅读课本66—67页的内容，梳理总结：胚胎早期发育经历了哪些具体阶段？各阶段有什么特点？（桑椹胚、囊胚、原肠胚、卵裂期）我们一起来看，受精卵经过有丝分裂依次形成桑椹胚、囊胚、原肠胚，进而经过细胞增多、组织分化形成幼体是胚胎发育的整个过程，由于我们现在只研究胚胎的早期发育，所以一般只看到原肠胚。经过看书，同学们应该知道了，在胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，我们把它叫做卵裂期，可卵裂期具体持续到什么时候呢？（囊胚期）对不对呢，我们一起看一下教材67页右上角的那句话“囊胚进一步扩大，会......这一过程叫做孵化。”所以我们可以知道卵裂期应该一直持续到了囊胚期以后到孵化为止。那卵裂期有什么特点呢？（细胞有丝分裂；细胞数量不断增加；胚胎总体积并不增加或略缩小）这些都是书上有的，大家有没有什么不理解的？那我就提一个问题：其中有机物的种类和总量是怎么变化的？大家注意在胚胎发育早期还没跟母体取得联系时，其分裂发育需的营养是由其自身提供的（有机物种类增多，总量减少）15min很好，我们再依次来看看各个时期的特点。受精卵经有丝分裂不断增加数量，当细胞数目达到32个左右时，胚胎细胞团形似桑椹，也就形成了我们的桑椹胚。这个时期胚胎最大的特点是？（细胞都具有发育成完整胚胎的潜能—全能细胞）接下来经过进一步发育形成囊胚，其主要特点有？（细胞开始出现分化，形成内细胞团、滋养层和囊胚腔）很好，但在这里要注意下，内细胞团仍然具有很高的全能性。接下来就是形成原肠胚，此时细胞进一步发生胚层分化，通过阅读同学们应该知道具体变化是？（内细胞团的表层细胞发育成外胚层，下方细胞发育成内胚层，滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘）还要注意，在这个时期胚胎又形成了一个新的腔——原肠腔，所以原肠胚是同时具有囊胚腔和原肠腔的。最后我们再看一个有关胚胎发育的视频，请大家结合我们刚刚学习的内容，更直观的来感受一下生命的奥秘。