体内受精和早期胚胎发育的教学设计与实践

“体内受精和早期胚胎发育”的教学设计与实践夏焦兵

(安徽省宣城市第三中学

242000)摘要

围绕知识主线构建问题单元，按照整体感知→分步解疑→总结提升的思路展开教学。关键词

体内受精

早期胚胎发育

教学设计

1教材分析人教版现代生物科技专题3“胚胎工程”第1节“体内受精和早期胚胎发育”，内容包括精子和卵子的发生、受精和胚胎发育。必修2已从染色体变化角度介绍过哺乳动物的精卵形成和受精过程，本节重难点是介绍精卵发生与受精的一些细节，以及早期胚胎发育知识，一方面使学生对精卵形成有更全面的了解，另一方面为学习后2节打下基础。而“受精和胚胎发育”的学习内容，还能帮助学生树立珍爱生命的意识。2教学目标2.1

知识目标

简述哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程；简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。2.2能力目标

通过归纳整理哺乳动物精卵发生、受精和早期胚胎发育等过程的特点和主线，发展阅读观察、理解交流和图式转换能力。2.3

情感目标

认同胚胎工程建立及发展的意义；通过精子细胞变形过程的学习，丰富结构与功能相适应的思想；通过受精和胚胎发育过程的学习，懂得生命的来之不易。3教学过程3.1

温故知新导入复习提问：在“细胞工程”专题中我们学过怎样利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛？在学生回忆的基础上，教师指出其中的“胚胎移植”属于“胚胎工程”，导入本专题。学生自学教材中胚胎工程的定义及其建立内容。教师讲述：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。3.2

精子和卵子的发生3.2.1

精子的发生

第1步，借助PPT唤起学生回忆精子形成过程中染色体变化规律。第2步，学生自学课文，分3阶段整体把握精子发生和成熟过程：①精原细胞形成初级精母细胞；②单倍染色体精子细胞的形成；③精子细胞变形成为精子。提问：课本为什么要这样划分3个阶段？让学生深刻领会3阶段生物学意义。第3步，聚焦第3阶段——精子细胞的变形。在同一张PPT中呈现精子细胞和精子图片，让学生根据自学指出彼此结构的对应关系，并说明其演变过程。组织讨论：①精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，为什么细胞核和线粒体却都保留下来？②高尔基体也以顶体的形式保留下来，这有何意义？这一问题提出来制造悬念，待学习受精过程时解疑。3.2.2

卵子的发生第1步，学生借助PPT回忆卵细胞形成过程中染色体变化规律，再自学新课，以减数分裂为线索整体把握卵子的形成过程。第2步，教师提问：①何为卵泡？何为卵子？一个卵泡中能形成几个卵子？②卵子发育到什么阶段从卵泡中排出？排出后如遇精子能否立即结合？③精卵在什么部位结合？结合的标志是什么？凸显卵泡形成、排卵和受精这3大事件与卵子发生和成熟的关系，引导学生从这一侧面进行知识重构（如下图），加深理解记忆。

第3步，教师提示学生从精卵发生的过程上比较其相似点，从“时”（发生时间）、“空”（发生部位）、“数”（每个性原细胞产生的配子数量）、“形”（是否变形）上比较其不同点。过渡：精子排出后能立即与卵子结合（即受精）吗？3.3

受精3.3.1

精子的准备——获能学生自学课文后，教师提问：①张明觉和奥斯汀是怎样发现精子获能现象的？这一发现有何意义？②“试管婴儿”研究成果被授予20XX年诺贝尔生理学或医学奖，张明觉虽被誉为“试管婴儿”之父，但获奖人却是英国科学家爱德华兹。这是为什么？欲知究竟，可上网查询。将学生的学习兴趣延伸至课外，探秘生物科学发展史上的重要事件。3.3.2

卵子的准备

学生自读获知：排出的卵子在受精前也要经历类似精子的获能过程，发育到减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力。在此基础上，以新知带出旧惑：在体细胞核移植过程中，采集的卵母细胞也要在体外培养到减数第二次分裂中期，二者是否巧合？通过联想强化对重要生物学事实的记忆，并培养问题意识和假说能力，制造思维兴奋点。3.3.3

精卵的结合

第1步，PPT展示一个具备受精能力的卵子结构图，指导学生观察并思考：精子要与卵子结合成受精卵会经过哪些步骤？第2步，自学讨论：1）精子怎样穿越放射冠和透明带？提醒学生将高尔基体（顶体的来源）对分泌蛋白形成的作用与顶体酶的释放相联系，将顶体酶对卵丘细胞间物质的溶解作用与动物细胞工程中胰蛋白酶分散细胞的作用相类比，既有助于知识的同化与整合，还容易理解精子细胞变形时以顶体形式保留高尔基体的意义。2）如何保证单精入卵？学生习得了单精受精知识，一时间产生疑惑：双胞胎会不会是2个精子同时入卵受精？此时虽可正面解疑，但不如顺其思路质疑：如果真发生2个精子与同一个卵子结合，那么受精卵是几倍体？它会顺利发育吗？3）精子入卵后精子和卵子有什么变化？趣味探讨：同一池塘里鱼的精子和蛙卵相遇会结合吗？为什么？一石激起千层浪，有学生谈到顶体酶专一性、细胞识别、生殖隔离、缺乏诱导等，着实令人惊喜。第3步，引导学生以精子的运行途径为线索，归纳哺乳动物的受精过程，并播放其动画。

3.4

胚胎发育第1步，学生自学，在教师所给有向线段中标示胚胎发育各期时段和细胞分化大致始点。

第2步，教师提问：①卵裂期的特点是：细胞数量因______分裂而不断增加，胚胎总体积__________，有机物总量因__________而_______。其它各期有什么特点？②胚胎发育中哪些细胞是全能细胞？细胞全能性的变化和其分化程度的高低一般有何关系？教师讲述：细胞的分裂与分化是胚胎发育的基础。胚胎孵化前的发育主要表现为分裂造成的细胞量变，孵化后主要体现为分化造成的质变，量变孕育质变。（意图：帮助学生对胚胎发育的认识提升到哲学的层面，树立唯物辩证的观点。）第3步，完成P67“各种动物受精卵发育及进入子宫的时间”资料分析，使学生意识到关于胚胎发育的研究能为胚胎移植提供理论指导。3.5

视频回顾与作业布置

播放人体受精和胚胎发育的视频，让学生在静静的观察与思考中，既对整节内容建立表象记忆，又能体会到生命的来之不易，应该珍爱生命。最后，布置作业：结合本节内容和下节预习，举例说明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。4教学反思

本节内容是胚胎工程的理论基础，因而知识教学的地位相对突出。但是，单纯的知识介绍学生难记易忘。为此，笔者围绕知识主线，精心设计问题，特别注重前后问题间的意义和逻辑联系，引导学生在深入理解的基础上形成知识板块。对学习来说，笔者认为：知识的学习是基础，能力的培养是核心，而观念的孕育才是灵魂。知识容易很快遗忘，而学生在学习知识的过程中形成的能力、情感态度和价值观念则会在身上熔铸，只有这些才是真正能从课堂上带得走、留得住的东西。高中生物学是科学教育的重要组成部分，学生应该能够通过高中生物学课程的