生物的個體發(fā)育
教學目標
知識目標
了解高等植物受精卵發(fā)育成胚、受精極核發(fā)育成胚乳的過程,理解個體發(fā)育的概念;了解從受精卵、囊胚、原腸胚至形成幼體的胚的發(fā)育過程;了解蛙胚后發(fā)育的主要特點;理解個體發(fā)育的一般概念。
能力目標
通過系統復習被子植物生活史及相關知識,培養(yǎng)學生對知識進行歸納、綜合的學習能力;通過學習種子的形成有關內容培養(yǎng)學生觀察、分析和解決問題的能力;通過胚胎發(fā)育過程的觀察、思考,經過語言表述將思維外化,培養(yǎng)學生觀察、思維、表達能力。
情感目標
種子的萌發(fā)、植株的生長和發(fā)育等內容與農業(yè)生產密切相關,通過這部分知識的學習,應培養(yǎng)學生理論聯系實際的好學風;通過學習動物個體發(fā)育主要由遺傳物質決定,并受外界環(huán)境條件的影響,使學生樹立“事物發(fā)展是內因和外因共同作用的結果”的辯證唯物主義觀點;通過學習陸生脊椎動物羊膜的出現,培養(yǎng)進化論的思想以及生物與環(huán)境相適應的觀念。
教學建議
本節(jié)知識結構圖解
重難點分析
1.教學重點:
(1)植物胚的發(fā)育
植物個體發(fā)育的過程的主線是,受精卵→胚→幼苗→成熟植株,這一過程可分為兩個階段,即胚的發(fā)育和胚后發(fā)育。胚后發(fā)育是從種子萌發(fā)開始,初中教材已介紹了這部分內容。教材著重從細胞水平介紹植物胚的發(fā)育過程,體現了高中生物教學的特點。植物胚的發(fā)育體現了發(fā)育的一般過程,即從受精卵開始,經過細胞分裂、組織分化、器官形成,直至形成植物幼體——胚。受精卵是個體發(fā)育起點,這是植物進化的胚胎學證據之一。
(2)蛙胚的發(fā)育
蛙個體發(fā)育過程包括胚的發(fā)育和胚后發(fā)育。對胚后發(fā)育學生有較多的感性認識,初中教材做了較詳實的介紹,但側重在個體(至多是器官)的水平;高中教材從細胞水平介紹胚的發(fā)育過程,揭示了動物個體從受精卵到幼體的結構變化,使學生對生命現象的認識更深刻、全面,也為學習生物進化的胚胎學證據打下了知識基礎。另外,在這部分內容的教學中可介紹現代生殖工程技術,如試管嬰兒、克隆動物等,以充分體現素質教育的要求。
2.教學難點:
(1)被子植物個體發(fā)育的生活史
由于學生缺乏有關生活史全面、系統的認識,因此,不清楚被子植物個體發(fā)育的時空概念,造成對本課新知識在理解上的困難。教師應安排一定時間復習初中的知識,掃清學習障礙,使學生對被子植物生活史有較系統的認識,并且培養(yǎng)其對知識的綜合能力。
(2)被子植物的個體發(fā)育知識與有性生殖知識的關系
教材僅介紹了高等動物生殖過程中的減數分裂和受精作用,而被子植物在這方面存在著特殊性(見小資料),教材卻缺乏相關的內容。比如,在教材有關于胚、胚乳細胞染色體數目的練習題,這就涉及到高等植物減數分裂、雙受精等內容,需要在教學中予以明確。
(3)動物的個體發(fā)育與環(huán)境的關系
對“個體發(fā)育主要受遺傳物質控制”的認識,由于學生遺傳學知識的不足,難以深刻、全面地理解;環(huán)境因素對個體發(fā)育影響很大,如環(huán)境污染對生物生殖發(fā)育的危害等,其中內在機理很難講清;個體發(fā)育過程是遺傳和環(huán)境因素共同作用的結果,這一結論比較抽象,需要結合具體實例說明。這些內容是理解基因型和表現型的關系(第五章)、生物與環(huán)境關系(第七章)的知識基礎。
教法建議
可采用討論與學生自學相結合的方式進行教學。
課時安排:兩課時。
第一課時:以討論為主的綜合課。在復習被子植物的種子和果實形成的基礎上,重點討論胚的發(fā)育、胚乳的發(fā)育,最后小結被子植物的生活史。
第二課時:以討論為主的綜合課。通過對蛙胚胎發(fā)育過程的圖解的觀察、分析、討論,學習高等動物胚胎發(fā)育的過程,并形成對生物個體發(fā)育的整體概念和認識。
動物的個體發(fā)育歌訣
受精卵分動植極,胚胎發(fā)育四時期,
卵裂囊胚原腸胚,組織器官分化期。
外胚表皮附神感,內胚腺體呼消皮,
中胚循環(huán)真脊骨,內臟外膜排生肌。
蛙的原腸胚發(fā)育歌訣
內胚兩道上肝胰,外胚表附神感器,
中胚脊索和真皮,肌內瀉殖循環(huán)系。
(“兩道上”是最基本的消化道和呼吸道上皮,肝和胰則是腺體的代表)
教學設計方案
引言:“開門見山”引入課題,在學習生物的生殖知識后,開始研究生物的發(fā)育。
第二節(jié) 生物的個體發(fā)育
過渡:以被子植物為例學習植物的個體發(fā)育。
一 被子植物的個體發(fā)育
1.設問:被子植物通過種子繁殖,發(fā)育的起點是否是種子?
利用菜豆種子、玉米種子結構圖,討論下列問題:菜豆種子結構如何?玉米種子結構如何?兩者的主要區(qū)別在哪兒?種子結構中最重要的部分是什么?它由哪幾部分構成?
引導學生復習種子的結構。明確種子最重要的結構——胚,已經是植物體的雛形。因此,種子不是發(fā)育的起點。
2.設問:整個種子、胚從何而來?
指出種子由胚珠發(fā)育而來。出示桃子房壁和胚珠結構模式圖(圖3-7),討論下列問題:
。1)胚珠位于哪兒?其結構如何?
。2)胚珠內部結構中與生殖有關的細胞是哪些?
。3)被子植物的受精是如何完成的?受精方式有何特點?
復習被子植物子房和胚珠的結構、雙受精特點,了解種子和果實的形成過程。指出,子房是未發(fā)育的果實,胚珠是未發(fā)育的種子,如荷蘭豆、西瓜果實中含未成熟的種子。指出,胚珠在子房內,胚珠外有珠被,內有胚囊,胚囊中與生殖直接有關的是近珠孔處的卵細胞和中央的兩個極核。極核和卵細胞一樣是經過減數分裂形成的,所以都含有n條染色體。
被子植物進行受精時,花粉管中的兩個精子分別與卵細胞和2個極核結合,形成受精卵(2n)和受精的極核(3n)。受精卵是植物個體發(fā)育的起點;受精卵將發(fā)育成胚,受精極核發(fā)育成胚乳,珠被發(fā)育成種皮,整個胚珠發(fā)育成種子。
3.通過表解方法總結被子植物的個體發(fā)育概況。
第一階段:種子和果實的形成。
第二階段:種子萌發(fā)成幼苗,長成成熟植株。被子植物個體發(fā)育過程:
4.胚的發(fā)育。
出示標本或掛圖,簡要介紹薺菜的分類學特點。
出示薺菜胚的發(fā)育圖。指導學生認識胚珠的結構及受精卵、受精極核的位置,明確胚發(fā)育的場所;請學生根據圖解大致描述胚的發(fā)育過程(細胞分裂、分化),按下列表解總結:
指出,胚的發(fā)育進行的是有絲分裂;球狀胚體細胞繼續(xù)分裂,細胞數目增多,同時形態(tài)和機能發(fā)生分化,形成胚根、胚芽、胚軸、子葉,這四部分組成胚。
5.胚乳的發(fā)育。
玉米、水稻、小麥等大多數單子葉植物種子有胚乳。結合教材玉米胚乳發(fā)育圖,讓學生描述胚乳發(fā)育過程,教師總結。
指出,形成胚乳過程中進行有絲分裂;絕大多數雙子葉植物種子形成后胚乳被子葉吸收,絕大多數單子葉植物種子保留胚乳。
另外,請學生考慮:胚的發(fā)育和胚乳的發(fā)育關系?胚乳發(fā)育先于胚的發(fā)育,有何生物學意義?胚乳為胚的發(fā)育提供營養(yǎng)。
6.總結被子植物的生活史。提問并以圖解(圖3-8)的方式回顧被子植物“種子→種子”的過程。
強調:①減數分裂發(fā)生的時間、部位;②植物開花、傳粉、受精的生殖特點;③受精卵是發(fā)育起點,發(fā)育成胚,胚珠發(fā)育成種子;④種子在適宜條件下萌發(fā),通過營養(yǎng)生長和生殖生長,長成成熟植株,開花結實,繼續(xù)繁衍。
二 高等動物的個體發(fā)育
引言:直接引入課題。本課時研究動物的個體發(fā)育。以蛙為研究對象的理由是:蛙進行體外受精,受精卵在體外發(fā)育,受精卵外保護性結構較少,易于觀察和研究。
1.通過下列問題的討論,介紹蛙的胚后發(fā)育(屬于變態(tài)發(fā)育)的特點。
。1)青蛙是由什么變來的?
。2)蝌蚪和青蛙在形態(tài)、結構和功能方面有哪些不同?
。3)蝌蚪是怎樣發(fā)育為青蛙的?(早期蝌蚪用外鰓呼吸,后轉用內鰓呼吸;蝌蚪先生后肢,再出前肢;尾部逐步萎縮,開始用肺呼吸,皮膚輔助呼吸,登陸為幼蛙,逐漸長為成蛙。)
出示蛙個體發(fā)育過程的掛圖和青蛙生活史的浸制標本,指導學生進行觀察、討論。指出除表中列出的不同點外,蛙和蝌蚪在內部結構和生理功能上也存在差別,如蝌蚪的心臟一心房一心室,血液循環(huán)為單循環(huán);蛙的心臟為兩心房一心室,血液循環(huán)為不完全雙循環(huán)等。
生活環(huán)境
呼吸
四肢
尾
幼體(蝌蚪)
水中
鰓
無
有
指出,蝌蚪具有魚類的特征,說明了兩棲類是由古代魚類進化而來的。
2.通過提問“蝌蚪是從哪來的?”,引導學生得出“蝌蚪自受精卵發(fā)育而來”。小結蛙的個體發(fā)育過程:
高等動物的個體發(fā)育包括胚的發(fā)育和胚后發(fā)育。胚的發(fā)育是指受精卵發(fā)育成幼體的過程;胚后發(fā)育是指由幼體從卵膜內孵化出來(卵生動物)或從母體生出來(胎生動物)并發(fā)育為成體的過程。如人在母體中的“十月懷胎”即胚的發(fā)育,分娩后的嬰兒進入胚后發(fā)育階段。因此,從出生之日起計算人的年齡并不科學,所謂“虛歲”更符合實際。
3.按下列所示思路,利用蛙胚發(fā)育掛圖和模型,引導學生觀察、描述和討論,講解蛙胚發(fā)育過程和各個時期的特點。
。1)在介紹蛙胚發(fā)育起點時,可先復習有關青蛙的生殖現象(抱對、受精、受精卵特征)。出示蛙卵模型,指導學生觀察上下部的區(qū)別。教師指出,由于顏色淺的一部分(植物極)含卵黃多、比重大,顏色深的一部分(動物極)含卵黃少、比重小,因此,在水中始終動物極朝上,植物極朝下。問:這有何生物學意義?(保護色、便于吸收大量的陽光,保證受精卵發(fā)育需要的溫度條件。)
。2)指出卵裂是一種有絲分裂,細胞體積不增加。
(3)囊胚的組成細胞沒有發(fā)生分化,這些細胞具有全能性。實驗胚胎學證明,將這些細胞進行物理性分離后,各自能發(fā)育成完整的胚胎。人的同卵雙生(即受精卵分裂為兩個,各自完成發(fā)育過程)的孿生嬰兒從性別、外貌等特征是一致的,也說明了早期分裂產生的子細胞還沒有分化,具有全能性。
(4)囊胚經過動物極外包、植物極內陷,形成原腸腔和原腸胚。這個微觀的動態(tài)過程,僅憑借掛圖、模型、語言很難準確地表述出來,可用帶帽里的帽子或氣不足的皮球來演示。強調原腸胚后期內卷的動物極細胞,在外胚層和內胚層之間,形成了中胚層,這時胚體的細胞已發(fā)生分化,以后的胚胎發(fā)育是三胚層的進一步分化。
。5)利用教材中的表解,講解三個胚層分別發(fā)育成哪些器官和組織。對于蛙胚發(fā)育的組織器官分化階段,外、中、內三個胚層分化成相應的器官、組織,學生在記憶上有一定困難。在理解知識的基礎上,可考慮由于外胚層、內胚層發(fā)育出的組織、器官種類少,指導學生先記住內、外胚層發(fā)育的組織、器官名稱,而其它的組織器官則由中胚層發(fā)育而來。
4.展示爬行動物胚胎示意圖,引導學生分析認識羊膜卵的結構。
5.講解蛙的胚后發(fā)育。并引導學生分析:由于蛙的個體發(fā)育在體外進行,因此受環(huán)境因素影響很大。目前,某些地區(qū)環(huán)境條件惡化,導致蛙的種類和數量急劇減少,還出現了五條、三條腿的畸形青蛙。
6.小結個體發(fā)育的一般概念。在了解動物、植物個體發(fā)育的基礎上,要求學生總結。
個體發(fā)育的起點是受精卵;發(fā)育過程:細胞分裂、組織分化、器官形成;發(fā)育方向決定于遺傳因素(內因)和環(huán)境因素(外因)的共同作用。
板書提綱
第二節(jié) 生物的個體發(fā)育
一 被子植物的個體發(fā)育
被子植物個體發(fā)育過程:
1.種子和果實的形成。
2.胚的發(fā)育
3.胚乳的發(fā)育
4.被子植物的生活史
營養(yǎng)生長和生殖生長
二 高等動物的個體發(fā)育
蛙的個體發(fā)育過程:
1.胚胎發(fā)育
2.羊膜和羊膜卵
3.胚后發(fā)育——變態(tài)發(fā)育
4.小結
個體發(fā)育的起點是受精卵;發(fā)育過程:細胞分裂、組織分化、器官形成;發(fā)育方向決定于遺傳因素(內因)和環(huán)境因素(外因)的共同作用。
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