2.3.1胚胎工程的理论基础教学设计-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第二章 细胞工程 第3节 胚胎工程 一 胚胎工程的理论基础 教学分析 · 教学目标 1. 分析受精的具体过程，掌握精子和卵子的准备过程，探讨生物技术在濒危物种保护中的应用，增强社会责任感。（生命观念、社会责任） 2. 分析胚胎早期发育的过程及特点，探讨生物体发育的基本规律，增强对生命的尊重。（生命观念、科学思维） · 教学重难点 重点：1.掌握受精的基本过程，理解胚胎早期发育的基本阶段及其特征。 2.胚胎早期发育的基本过程。 难点：分析受精过程中精子和卵子的生理变化，理解这些变化对胚胎发育的影响。 · 教学方法 演示法：结合受精过程视频，使学生直观感受受精过程。 讨论法：围绕精子和卵子在受精前的准备过程，分析其适应性及应用价值。 探究法：设计迁移应用情境，如如何运用胚胎工程技术拯救濒危动物。 · 课时安排 1课时 · 教学准备 多媒体，学案，PPT等。 导入新课教学设计 北方白犀牛曾广泛分布在非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛死亡，该物种仅剩下两头雌性，难以通过自然繁育产生后代。 我们如何防止北方白犀牛的灭绝？先让学生进行头脑风暴，小组讨论可行的解决方案，再引入胚胎工程的概念。 根据学生的回答情况，课件展示胚胎工程的概念，分析胚胎工程的操作对象、技术手段、理论基础及实质，并通过问题引导学生掌握受精的概念、场所与阶段。 (设计意图:图片导入，结合濒临灭绝的北方白犀牛材料，激发学生的学习兴趣，同时激发学生对保护濒临灭绝生物的责任感和使命感，并通过问题引入本节课的学习内容，效果较好。) 任务一、受精——准备阶段 教学任务：引领学生自主阅读教材，通过问题，分析受精前的准备阶段中，精子、卵子的准备过程，并通过【迁移应用】对所学知识进行应用，培养应用所学知识解决实际问题的能力。通过答案展示，掌握受精前准备阶段精子、卵子的准备过程。 教学实施： 【师】通过阅读学案中的资料及教材，自主完成学案中第1个思考题，分析受精前精子的准备过程。 【生】自主完成并回答。 【师】结合精子的结构图，完成学案【思考】题目。 【生】自主完成并进行回答：①细胞核是遗传物质储存的场所，决定后代的遗传特性，且参与受精过程。线粒体是精子进行有氧呼吸的主要场所，为精子的生存和运动提供能量。 ②不完全相同。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。 【师】追问：为什么不同动物的获能液成分不同？这些成分如何影响精子的获能效率？ 【生】学生讨论并回答。 【师】对学生的回答进行评价，并通过PPT进行展示，拓展相关知识点。 【师】继续完成学案中的第2个问题。 【生】回答：不同动物排出的卵子成熟程度不同。排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 【师】展示几种动物排出卵子的成熟情况，对学生的答案进行点评并PPT展示。 请同学们结合所学知识，思考【迁移应用】中的问题，并回答。 【生】回答：白犀牛的精子在人工配制的获能液中获能；白犀牛的卵母细胞在体外培养至MII期。 评价设计： 根据学生的回答情况，检测学生受精前准备阶段相关内容的掌握情况，及对所学知识的应用情况。 (设计意图:通过分析教材中受精前的准备阶段，深度理解在受精前的准备阶段中精子、卵细胞的准备过程，通过【迁移应用】对知识进行应用。) 任务二、受精——受精阶段 教学任务：通过播放受精过程视频，让学生直观地了解受精过程。引领学生自主阅读教材“受精阶段”内容，通过阅读教材，学案中问题的思考与回答，掌握受精阶段的具体过程及在受精过程中精子、卵子的生理变化，这些变化如何影响受精成功率？通过学生自主设计表格对桑葚胚、囊胚、原肠胚时期特点进行归纳总结，理顺胚胎早期发育中主要时期的特点。 教学实施： 【师】播放“受精过程”视频。结合视频内容，阅读教材，自主完成学案中的3个思考题。 【生】根据教材内容独立思考，回答学案中的3个思考题。 回答：（1）透明带反应（阻止多精入卵的第一道屏障）；卵细胞膜反应（阻止多精入卵的第二道屏障）。（2）①精子：入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂并形成一个新核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核——雄原核；精子线粒体被包裹起来，在后续的胚胎发育过程中逐渐被降解消失。②卵子：精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂II，排出第二极体，形成雌原核。 【师】追问：卵子这一变化有何意义？ 【生】意义：保证染色体数目稳定；激活卵细胞代谢。 受精的标志：观察到透明带和卵细胞膜之间有两个极体或雌、雄原核。受精完成的标志：雌雄原核融合，形成合子（受精卵）。 【师】结合学案中的问题，对受精过程进行讲解。结合受精过程的分析，请同学们回答学案中第2部分中的3个问题。完成后进行小组讨论，完善答案。 【生】回答：（1）保证受精卵中染色体数目与亲代体细胞的染色体数目相同，从而保证遗传的稳定性。 “思考”部分：多精受精，若透明带反应延迟或缺失，多个精子可进入卵细胞，形成多倍体合子，导致染色体数目异常。通常会导致胚胎无法正常发育。 （2）简述减数分裂过程，并回答：多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成三个极体。 【师】追问：在透明带和卵细胞膜之间的是哪两个极体？ 【生】思考并回答：第一极体和第二极体。 （3）受精卵细胞核中的DNA是精子和卵子各占一半；受精卵细胞质中的DNA几乎全部来自卵子。 【师】【归纳总结】尝试用你擅长的方式概括受精的两个阶段。 【生】投影展示所完成的【归纳总结】内容。 评价设计： 根据学生学案问题、追问问题的回答情况及【归纳总结】展示情况，检测学生对受精阶段具体过程及受精过程中精子、卵子的生理变化的掌握情况。归纳总结内容全面、基本正确即为达标。 (设计意图:学生通过学案问题的引导，及课件中追问问题的思考，掌握受精阶段的具体过程及受精过程中精子、卵子的生理变化。对所学知识进行归纳总结，有利于培养学生对知识进行归纳总结的能力。) 任务三、胚胎早期发育 教学任务：通过播放“胚胎早期发育”的视频，让学生初步了解胚胎早期发育过程，并结合教材知识，画图分析胚胎早期发育的各阶段胚胎的特点。思考学案中的相关问题，掌握胚胎早期发育的基本过程及各时期的特点。设计表格对胚胎早期发育中主要时期的特点进行整理。 教学实施： 【师】播放“胚胎早期发育”视频。结合视频阅读教材，分组绘制胚胎从受精卵至桑葚胚、再至囊胚各个阶段的转变图，并分享各阶段的特征。 【生】小组展示绘制的胚胎早期发育各阶段的转变图，并描绘各阶段的主要特点。 【师】结合绘制的图像，自主完成学案中的3个思考题。 【生】回答：1.场所：输卵管、子宫；分裂方式：有丝分裂。填写PPT中表格所呈现的内容。 2.内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。 3.孵化：囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。 【师】强调“孵化”的地位。PPT展示原肠胚相关内容，让学生列表总结桑葚胚、囊胚、原肠胚时期的特点。 【生】对桑葚胚、囊胚、原肠胚时期的特点进行列表归纳，并投影展示。 评价设计： 根据学生对学案中思考题的回答情况，检测学生对胚胎早期发育基本过程的掌握情况。对各时期特点归纳总结准确即为达标。 (设计意图:通过回答问题对基本知识进行梳理，掌握胚胎发育的基本过程及各时期的特点。通过总结胚胎早期发育过程中主要时期的特点，让学生对知识进行记忆。) 评价反馈 完成学案中的当堂训练。 课堂小结 本节课通过简要设计培育“试管北方白犀牛”的方案，让学生理解胚胎工程：获取精子和卵子→分别处理精子和卵子，使精子获能、卵子成熟→让精子和卵子在体外受精→进行早期胚胎培养→将发育到一定阶段的胚胎移入代孕犀牛子宫继续发育→获得“试管北方白犀牛”。 布置作业 完成课后作业（30分钟）。 教学反思 本节课采用问题引导的方式开展教学。在整个教学过程中，充分发挥了学生学习的主动性，鼓励他们大胆去发表自己的想法、主动地获取知识，打造高效课堂，并通过“如何防止北美白犀牛的灭绝？”问题引发学生保护濒临灭绝生物的责任感。反思整堂课，主要在以下几方面做得较好：（1）通过问题引导、课件中问题的追问、小组讨论、归纳总结等方式进行课堂学习，使学生学习的积极性提高；（2）通过本节课的学习，大部分学生能够掌握胚胎工程的理论基础相关内容。 本节课也有不足之处：（1）时间分配不够合理：在教学过程中，教师追问问题的引导与学生的回答浪费较多时间，学生在练习中遇到问题来不及充分思考和交流，影响了教学效果。可在课前让学生回顾减数分裂的相关内容，缩短课堂中问题回答的时间。设计不同层次的问题，让基础较好的学生思考更深入的问题，而对基础薄弱的学生提供更基础的引导问题。 板书设计 备课资源 原肠胚 高等动物（包括人类）的胚胎发育都要经历桑葚胚期、囊胚期、原肠胚期等阶段，其中原肠胚期是一个重要的时期。当囊胚腔逐渐缩小时，胚胎开始形成双胚层，外层为外胚层，内层为内胚层。由内、外胚层的接触而形成的空腔称为原肠腔，这是原始的肠道。具有原肠腔的胚胎称为原肠胚。原肠腔的开口叫作原口或胚孔。对于人类等后口动物，胚孔最终发育为肛门，随胚胎伸长逐渐缩小并位于尾端。 随着胚胎发育的进行，原肠胚由两个胚层逐渐分化为三个胚层，即在外、内胚层之间还出现了中胚层。随后，各种器官原基相继形成，每种器官一般由一种以上的胚层细胞构成。这三个胚层的细胞具有不同的发育潜能，外胚层细胞主要分化形成表皮和神经系统，内胚层细胞主要分化形成消化道上皮和消化腺，中胚层细胞分化形成心、肾、性腺、结缔组织、血细胞等。 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$