“體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育”的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐夏焦兵

(安徽省宣城市第三中學(xué)

242000)摘要

圍繞知識主線構(gòu)建問題單元，按照整體感知→分步解疑→總結(jié)提升的思路展開教學(xué)。關(guān)鍵詞

體內(nèi)受精

早期胚胎發(fā)育

教學(xué)設(shè)計(jì)

1教材分析人教版現(xiàn)代生物科技專題3“胚胎工程”第1節(jié)“體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育”，內(nèi)容包括精子和卵子的發(fā)生、受精和胚胎發(fā)育。必修2已從染色體變化角度介紹過哺乳動(dòng)物的精卵形成和受精過程，本節(jié)重難點(diǎn)是介紹精卵發(fā)生與受精的一些細(xì)節(jié)，以及早期胚胎發(fā)育知識，一方面使學(xué)生對精卵形成有更全面的了解，另一方面為學(xué)習(xí)后2節(jié)打下基礎(chǔ)。而“受精和胚胎發(fā)育”的學(xué)習(xí)內(nèi)容，還能幫助學(xué)生樹立珍愛生命的意識。2教學(xué)目標(biāo)2.1

知識目標(biāo)

簡述哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生及受精過程；簡述哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育過程及其主要特點(diǎn)。2.2能力目標(biāo)

通過歸納整理哺乳動(dòng)物精卵發(fā)生、受精和早期胚胎發(fā)育等過程的特點(diǎn)和主線，發(fā)展閱讀觀察、理解交流和圖式轉(zhuǎn)換能力。2.3

情感目標(biāo)

認(rèn)同胚胎工程建立及發(fā)展的意義；通過精子細(xì)胞變形過程的學(xué)習(xí)，豐富結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的思想；通過受精和胚胎發(fā)育過程的學(xué)習(xí)，懂得生命的來之不易。3教學(xué)過程3.1

溫故知新導(dǎo)入復(fù)習(xí)提問：在“細(xì)胞工程”專題中我們學(xué)過怎樣利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛？在學(xué)生回憶的基礎(chǔ)上，教師指出其中的“胚胎移植”屬于“胚胎工程”，導(dǎo)入本專題。學(xué)生自學(xué)教材中胚胎工程的定義及其建立內(nèi)容。教師講述：胚胎工程的許多技術(shù)，實(shí)際是在體外條件下對動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。因此，了解哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律，就顯得十分重要。3.2

精子和卵子的發(fā)生3.2.1

精子的發(fā)生

第1步，借助PPT喚起學(xué)生回憶精子形成過程中染色體變化規(guī)律。第2步，學(xué)生自學(xué)課文，分3階段整體把握精子發(fā)生和成熟過程：①精原細(xì)胞形成初級精母細(xì)胞；②單倍染色體精子細(xì)胞的形成；③精子細(xì)胞變形成為精子。提問：課本為什么要這樣劃分3個(gè)階段？讓學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)3階段生物學(xué)意義。第3步，聚焦第3階段——精子細(xì)胞的變形。在同一張PPT中呈現(xiàn)精子細(xì)胞和精子圖片，讓學(xué)生根據(jù)自學(xué)指出彼此結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系，并說明其演變過程。組織討論：①精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，為什么細(xì)胞核和線粒體卻都保留下來？②高爾基體也以頂體的形式保留下來，這有何意義？這一問題提出來制造懸念，待學(xué)習(xí)受精過程時(shí)解疑。3.2.2

卵子的發(fā)生第1步，學(xué)生借助PPT回憶卵細(xì)胞形成過程中染色體變化規(guī)律，再自學(xué)新課，以減數(shù)分裂為線索整體把握卵子的形成過程。第2步，教師提問：①何為卵泡？何為卵子？一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)卵子？②卵子發(fā)育到什么階段從卵泡中排出？排出后如遇精子能否立即結(jié)合？③精卵在什么部位結(jié)合？結(jié)合的標(biāo)志是什么？凸顯卵泡形成、排卵和受精這3大事件與卵子發(fā)生和成熟的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生從這一側(cè)面進(jìn)行知識重構(gòu)（如下圖），加深理解記憶。

第3步，教師提示學(xué)生從精卵發(fā)生的過程上比較其相似點(diǎn)，從“時(shí)”（發(fā)生時(shí)間）、“空”（發(fā)生部位）、“數(shù)”（每個(gè)性原細(xì)胞產(chǎn)生的配子數(shù)量）、“形”（是否變形）上比較其不同點(diǎn)。過渡：精子排出后能立即與卵子結(jié)合（即受精）嗎？3.3

受精3.3.1

精子的準(zhǔn)備——獲能學(xué)生自學(xué)課文后，教師提問：①張明覺和奧斯汀是怎樣發(fā)現(xiàn)精子獲能現(xiàn)象的？這一發(fā)現(xiàn)有何意義？②“試管嬰兒”研究成果被授予20XX年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，張明覺雖被譽(yù)為“試管嬰兒”之父，但獲獎(jiǎng)人卻是英國科學(xué)家愛德華茲。這是為什么？欲知究竟，可上網(wǎng)查詢。將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣延伸至課外，探秘生物科學(xué)發(fā)展史上的重要事件。3.3.2

卵子的準(zhǔn)備

學(xué)生自讀獲知：排出的卵子在受精前也要經(jīng)歷類似精子的獲能過程，發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)才具備與精子受精的能力。在此基礎(chǔ)上，以新知帶出舊惑：在體細(xì)胞核移植過程中，采集的卵母細(xì)胞也要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期，二者是否巧合？通過聯(lián)想強(qiáng)化對重要生物學(xué)事實(shí)的記憶，并培養(yǎng)問題意識和假說能力，制造思維興奮點(diǎn)。3.3.3

精卵的結(jié)合

第1步，PPT展示一個(gè)具備受精能力的卵子結(jié)構(gòu)圖，指導(dǎo)學(xué)生觀察并思考：精子要與卵子結(jié)合成受精卵會(huì)經(jīng)過哪些步驟？第2步，自學(xué)討論：1）精子怎樣穿越放射冠和透明帶？提醒學(xué)生將高爾基體（頂體的來源）對分泌蛋白形成的作用與頂體酶的釋放相聯(lián)系，將頂體酶對卵丘細(xì)胞間物質(zhì)的溶解作用與動(dòng)物細(xì)胞工程中胰蛋白酶分散細(xì)胞的作用相類比，既有助于知識的同化與整合，還容易理解精子細(xì)胞變形時(shí)以頂體形式保留高爾基體的意義。2）如何保證單精入卵？學(xué)生習(xí)得了單精受精知識，一時(shí)間產(chǎn)生疑惑：雙胞胎會(huì)不會(huì)是2個(gè)精子同時(shí)入卵受精？此時(shí)雖可正面解疑，但不如順其思路質(zhì)疑：如果真發(fā)生2個(gè)精子與同一個(gè)卵子結(jié)合，那么受精卵是幾倍體？它會(huì)順利發(fā)育嗎？3）精子入卵后精子和卵子有什么變化？趣味探討：同一池塘里魚的精子和蛙卵相遇會(huì)結(jié)合嗎？為什么？一石激起千層浪，有學(xué)生談到頂體酶專一性、細(xì)胞識別、生殖隔離、缺乏誘導(dǎo)等，著實(shí)令人驚喜。第3步，引導(dǎo)學(xué)生以精子的運(yùn)行途徑為線索，歸納哺乳動(dòng)物的受精過程，并播放其動(dòng)畫。

3.4

胚胎發(fā)育第1步，學(xué)生自學(xué)，在教師所給有向線段中標(biāo)示胚胎發(fā)育各期時(shí)段和細(xì)胞分化大致始點(diǎn)。

第2步，教師提問：①卵裂期的特點(diǎn)是：細(xì)胞數(shù)量因______分裂而不斷增加，胚胎總體積__________，有機(jī)物總量因__________而_______。其它各期有什么特點(diǎn)？②胚胎發(fā)育中哪些細(xì)胞是全能細(xì)胞？細(xì)胞全能性的變化和其分化程度的高低一般有何關(guān)系？教師講述：細(xì)胞的分裂與分化是胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)。胚胎孵化前的發(fā)育主要表現(xiàn)為分裂造成的細(xì)胞量變，孵化后主要體現(xiàn)為分化造成的質(zhì)變，量變孕育質(zhì)變。（意圖：幫助學(xué)生對胚胎發(fā)育的認(rèn)識提升到哲學(xué)的層面，樹立唯物辯證的觀點(diǎn)。）第3步，完成P67“各種動(dòng)物受精卵發(fā)育及進(jìn)入子宮的時(shí)間”資料分析，使學(xué)生意識到關(guān)于胚胎發(fā)育的研究能為胚胎移植提供理論指導(dǎo)。3.5

視頻回顧與作業(yè)布置

播放人體受精和胚胎發(fā)育的視頻，讓學(xué)生在靜靜的觀察與思考中，既對整節(jié)內(nèi)容建立表象記憶，又能體會(huì)到生命的來之不易，應(yīng)該珍愛生命。最后，布置作業(yè)：結(jié)合本節(jié)內(nèi)容和下節(jié)預(yù)習(xí)，舉例說明關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)。4教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容是胚胎工程的理論基礎(chǔ)，因而知識教學(xué)的地位相對突出。但是，單純的知識介紹學(xué)生難記易忘。為此，筆者圍繞知識主線，精心設(shè)計(jì)問題，特別注重前后問題間的意義和邏輯聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生在深入理解的基礎(chǔ)上形成知識板塊。對學(xué)習(xí)來說，筆者認(rèn)為：知識的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，能力的培養(yǎng)是核心，而觀念的孕育才是靈魂。知識容易很快遺忘，而學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中形成的能力、情感態(tài)度和價(jià)值觀念則會(huì)在身上熔鑄，只有這些才是真正能從課堂上帶得走、留得住的東西。高中生物學(xué)是科學(xué)教育的重要組成部分，學(xué)生應(yīng)該能夠通過高中生物學(xué)課程的