2022年高中生物第二节有性生殖第2课示范教案 苏教版

2022年高中生物第二节有性生殖第2课示范教案 苏教版师：高等植物在其生长、发育过程中，要经过有性生殖，由亲体产生精子、卵细胞，再由精子、卵细胞两两结合产生受精卵，由受精卵发育为新植物体。多细胞动物的有性生殖过程和植物一样，在亲体的精巢和卵巢内分别形成精子和卵细胞，由精卵细胞的两两结合形成受精卵，再由受精卵发育为新个体。师：脊椎动物的受精卵是如何发育为新个体的？板书：二、脊椎动物的有性生殖师：人类生殖过程中，受精卵是在哪儿形成的？生：在女性的输卵管内。师：我们知道，有时怀孕的女性可能产下双胞胎。那么，这是否意味着是由于一个卵细胞与两个精子受精导致的呢？学生活动：学生小组讨论，提出个人见解。师：(1)双胞胎可以分为同卵双生的双胞胎与异卵双生的双胞胎。(2)但是，不管是同卵双生的双胞胎，还是异卵双生的双胞胎，都是一个卵细胞与一个精子受精产生的受精卵发育而来的。(3)通常，女性每次只能有一个卵细胞成熟后排出，极少数情况下，有两个或两个以上的卵细胞同时排出。(4)假如一个卵细胞成熟后排出，在女性的输卵管内与精子受精后产生一个受精卵，但是在胚胎发育过程中，胚胎裂成两个独立的个体，各自独立发育，就形成了同卵双生的双胞胎，其性别相同。(5)假如两个成熟的卵细胞同时排出，分别与两个精子受精，产生两个受精卵，各自独立发育成为胎儿，就是异卵双生的双胞胎，性别可能不同。师：你了解脊椎动物的个体发育吗？ 板书：三、脊椎动物的个体发育师：(1)脊椎动物的有性生殖与个体发育和人的基本相同。(2)脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。胚胎发育是指从受精卵发育到幼体的过程，胚后发育是指幼体从卵膜中孵化出来或从母体内生出来后发育为性成熟的个体的过程。师：你知道，哪些脊椎动物通常属于卵生？又有哪些动物通常为胎生呢？相对而言，卵生与胎生哪一种更为进化呢？学生活动：结合阅读文本，小组讨论，代表发言。生甲：脊椎动物中鱼类、两栖类、爬行类、鸟类为卵生；哺乳类为胎生。生乙：胎生动物因为具有体内受精、体内发育、哺乳的特点，因而更能适应环境。师：鸡的受精卵发育成刚出壳的小雏鸡，所需要的营养物质直接来自卵黄还是来自于母鸡？或者是食物？还是细胞分裂不需要养料呢？生：鸡属于卵生，卵生动物胚的发育所需的养料来自卵黄，因此来自于卵黄。师：脊椎动物胚胎的发育是如何进行的呢？我们以蛙的胚胎发育过程为例来了解。课件展示：(1)每年的四、五月在稻田里或池塘边，常能听到呱呱鸣叫声，你们知道这是什么动物吗？你了解这种动物的生活习性吗？(2)你了解这种动物的幼体吗？你知道这种动物的幼体是由什么发育来的呢？(3)你了解这些问题后，请与你的学习伙伴交流一下你的观点学生活动：学生小组合作讨论、交流，代表回答。生甲：春天四、五月间正是青蛙繁殖期，这类动物既能生活在水中，也能生活在陆地上，但在繁殖时则必须生活在水中。生乙：青蛙的幼体是蝌蚪，生活在水中，靠鳃呼吸；蝌蚪是由受精卵发育来的。课件展示：受精卵聚集成团(实图)。师：青蛙个体发育的起点是受精卵，受精卵是怎样产生的呢？生青蛙的雄性个体向水中排出大量精子，雌性个体向水中排出卵细胞，精子和卵细胞在水中结合成受精卵。课件展示：受精卵(模式图)。师：青蛙的受精卵有什么特点？受精卵的这些特点，对青蛙的发育有什么好处呢？学生活动：观察受精卵的模式图，小组讨论问题。生青蛙的受精卵可分为颜色深的动物半球和颜色浅的植物半球两部分。动物极朝向上端，比重小，卵黄少；植物极偏向下端，比重大，卵黄多。动物极细胞可以吸收太阳光热，满足胚胎发育所需的温度条件，植物半球的卵黄可满足胚胎发育所需的营养条件。课件展示：卵裂的过程模式图与动画模拟。师：(1)青蛙胚胎发育是从受精卵的细胞分裂开始的，受精卵的细胞分裂叫做卵裂。卵裂是怎样进行的？(2)前三次卵裂是如何进行的？为什么会形成动物半球四个细胞小，植物半球四个细胞大？学生活动：学生小组讨论问题，代表发言。生甲：受精卵的卵裂是有丝分裂，前两次细胞分裂是纵裂，第三次分裂为横裂。生乙：由于动物半球细胞分裂快，分裂的细胞还来不及长大又开始分裂了，所以，动物半球的四个细胞较植物半球的四个细胞小。课件显示：动画模拟卵裂的继续进行，直到囊胚的形成。师：(1)卵裂继续进行，会发生什么样的变化呢？(2)卵裂进行到一定时间细胞增多，形成了一个内部有腔的球状胚，这个时期的胚称为什么胚？我们一般把这个腔称为什么腔？学生活动：学生自主观察多媒体信息，小组讨论后，由小组代表发言。生甲：随着卵裂的继续进行，动物半球细胞分裂加快。植物半球细胞分裂较慢。生乙：卵裂到一定的时期，细胞增多，于是就形成了一个内部有腔的球状胚。这个时期的胚胎叫做囊胚，里面的腔叫做囊胚腔。师：囊胚以后胚体如何发展？教师：演示：用一个较空瘪的球，用手指按住表面向内部挤压。师：用手指按住表面向内部挤压处为植物半球的细胞。由于动物半球细胞分裂的速度比植物半球的要快得多，因此动物半球的细胞从上到下覆盖了整个分裂球体，植物半球的细胞被挤入了内部。内陷的植物半球细胞之间形成了一个腔，即为原肠腔。此时，在动物半球内部囊胚腔仍然存在。课件展示：原肠胚的纵剖面模式图。师：原肠胚的三个胚层是怎样形成的？生外面的动物半球的细胞形成了外胚层，内陷的植物半球细胞形成了内胚层，内外胚层之间分化出了中胚层。课件展示：三个胚层形成的动态过程。师：原肠胚具有什么特点？生：原肠胚具有三个胚层，一个正在扩大的原肠腔，一个正在缩小的囊胚腔，一个胚孔。师：这三个胚层继续发育，经过细胞分化，形成组织、器官，最后发育成一个完整的幼体。动物体的各器官、系统分别是由胚胎的哪个部分发育而成的呢？师：(1)1929年，德国胚胎学家福格特想出了一个巧妙办法。他用无毒的染料将琼脂薄片染上颜色，再将薄片紧贴在早期原肠胚的表面。经过一段时间，一些胚胎细胞就被染上了颜色。(2)由于所用的颜料不会影响胚胎的正常发育，这样，在胚胎发育的晚期，通过解剖观察染色细胞位于什么器官，就知道形成这个器官的原始细胞在早期胚胎上的位置了。(3)近年来，动物胚胎学家用同位素标记等方法研究原肠胚三个胚层的发育，同样取得了理想的结果。(4)研究结果表明，原肠胚的外胚层发育成神经系统、感觉器官、表皮及其附属结构；中胚层发育成骨骼、肌肉以及循环、排泄、生殖系统等；内胚层发育成肝、胰等腺体，以及呼吸道、消化道的上皮。师：当青蛙的三个胚层分化成的组织、器官、系统都分化完成了，幼体就可以从卵膜内孵化出来形成蝌蚪了，胚的发育过程就完成了。其他动物的胚的发育过程也大致相同。课件展示：青蛙的胚后发育的动态过程。师：青蛙的胚后发育有何特点？生：有尾的蝌蚪生活在水中，用鳃呼吸，用鳍游泳，发育的过程中，尾逐渐缩去，长出了四肢，用肺呼吸，皮肤辅助呼吸，逐渐会长成具生殖能力的青蛙，此为蛙的胚后发育。师：什么叫做变态发育？生像蛙这样，胚后发育的过程中，幼体与成体在生活环境、机体的形态结构方面都有较大的差异，我们称青蛙的胚后发育为变态发育。师：其他脊椎动物的胚后发育也是这样吗？你能举例说明吗？生：不是。例如：鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类，这些动物的幼体和成体在形态结构、生活环境上差别不大，为直接发育。师：动物界中有像两栖类这样的胚后发育类型吗？生：昆虫中有很多是这样的，如：家蚕、蝴蝶、蜜蜂、苍蝇、蚊子等。生物在有性生殖中，由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本。因此，由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性，这对于生物的生存和进化具有重要的意义。生物的生殖方式除了有性生殖，还有无性生殖方式。课件展示：草履虫、水螅、青霉、草莓的生殖画面。师：以上这些生物的生殖方式是什么？生：草履虫进行分裂生殖，水螅进行出芽生殖，青霉进行孢子生殖，草莓进行营养生殖。师：进行无性生殖的生物可以保持亲本的性状，可以更多地繁殖出后代。建议教师：选择“原生生物及其生殖”的录像片放给学生看。二、脊椎动物的有性生殖三、脊椎动物的个体发育探究题目：设计实验探究酵母菌出芽生殖的环境因素说明：环境因素包括温度、PH、氧气、二氧化碳以及营养因素等。酵母菌的采集、培养与观察：(1)取材：酵母菌很容易采集到，在发面水、糯米酒中均可采到。购鲜酵母水溶后制片也可观察到。(2)培养：用糯米酒曲少许(或鲜酵母或发面水)，蔗糖2克，食盐少许，水100毫升，放在一广口瓶中，置于温暖地方，21 h后即产生大量酵母菌，可作观察出芽生殖的材料。(3)观察：取酵母培养液制片置显微镜下观察，在低倍镜的视野中可见大量单细胞的酵母菌，换高倍镜观察，就可看到一个个椭圆形的小细胞，细胞中有明显的液泡。加碘液染色，可见被染成黄色的细胞核和被染成蓝色的淀粉粒。仔细寻找，还可看到有些细胞上产生大小不同的突起，这就是酵母菌的出芽生殖。有时还可见到酵母菌细胞上出芽后，几代芽细胞相连，形成假菌丝的情况。教师：组织学生分组设计实验：实验建议：(1)在探究温度对酵母菌出芽生殖的影响时，可分别将酵母菌放于4 、20 、37 、60 条件下培养2448 h。(2)探究pH的影响时，可分别将酵母菌置于pH为3、5、7、9的条件下培养。(3)探究氧气的影响时，可以采用深层琼脂法来测定，即在深层培养基试管各个深度均接种酵母菌，培养后观察其在不同深度的出芽生殖情况。1解析：试管婴儿是利用有性生殖的原理，让精子和卵细胞在体外结合，待到形成初期胚胎再移入子宫内发育。组织培养试管苗是利用植物细胞的全能性进行的，属无性繁殖。克隆羊多利是利用细胞核的全能性进行的，也是无性繁殖过程。该题也可以从另一角度去认识，试管婴儿是利用有性生殖的原理，受精卵里有双亲的遗传物质，克隆羊多利的细胞内也是有不同基因的结合，而组织培养试管苗内的遗传物质纯粹来自于亲本。答案：B或C2解析：有性生殖是指雌、雄个体产生有性生殖细胞，再由两性生殖细胞两两结合产生合子的过程。受精卵到新个体是生物的个体发育过程。答案：B3解析：种子中胚和胚乳的发育在胚珠中，胚珠发育为种子的过程中，会产生生长素促进子房发育为果实。而花药提供精子是在传粉、受精过程中，非发育过程中。答案：D4解析：精子、卵细胞、雌配子都是生殖细胞，而受精卵是精子和卵细胞结合成的，不是生殖细胞。答案：B5解析：在被子植物的结构中，胚珠是受精卵分裂分化来的，属于体细胞。而精子来源于小孢子母细胞经减数分裂形成小孢子，再由小孢子有丝分裂得到的；大孢子母细胞经减数分裂产生大孢子，其中一个大孢子形成胚囊，胚囊再经有丝分裂形成卵细胞和极核。答案：C6解析：减数分裂使得生殖细胞中染色体数目减少了一半，而受精作用又使染色体数目恢复到体细胞的染色体数目。这样可使生物体前、后代的染色体数保持相对的稳定性，对生物的遗传和变异都有一定的意义。答案：C7解析：被子植物的双受精是一个精子和卵细胞结合成受精卵，另一个精子和极核结合成受精极核的过程，而非两个精子和两个极核分别受精的过程。答案：B8解析：人的汗腺属于皮肤的附属结构，来自于外胚层。答案：A9解析：从蛙胚的纵剖面可看出该胚有一胚孔、两个腔，为晚期原肠胚，由动物极细胞形成外胚层，植物极细胞形成内胚层，两者之间分化出中胚层。蛙的胚后发育为变态发育。答案：(1)晚期原肠胚(2)外胚层(3)中胚层(4)内胚层(5)变态发育1人的胚胎发育(1)卵裂和胚泡植入人的受精作用发生在输卵管靠近卵巢的1/3处。1天后开始卵裂，4天时分裂为32个细胞的桑葚胚，5天时发育成相当于囊胚的胚泡并进入子宫，6天后胚泡被植入子宫壁上，并从母血取得营养而继续发育。胚泡表面的滋养层细胞逐渐发育成绒毛膜，胚泡内的细胞团逐渐发育成胚胎。(2)胚胎外膜陆生脊椎动物胚胎外面有4层膜，即羊膜、绒毛膜、卵黄膜和尿囊膜。羊膜是从胚胎自身长出来的膜，包在胚胎外面。胚胎浴于羊膜腔的羊水中，可免受震动。羊膜是动物从水生进入陆生重要的适应。羊膜之外的绒毛膜紧贴在母亲的子宫壁上，绒毛膜与子宫壁共同形成胎盘。其中有丰富的血液供应，但胎儿与母亲的血液并不相通。胎儿的血液经毛细血管与母亲子宫壁中的血液进行气体和物质交换。人的尿囊很小，它是胚胎消化管的延伸部分；爬行类和鸟类的尿囊是收集含氮废物的器官。卵黄囊也是消化管伸出的囊。在卵生脊椎动物的卵黄素内充满卵黄。人的尿囊和卵黄囊是退化器官，无生理功能。羊膜、尿囊和卵黄囊都是从胚胎的腹面延伸出来的结构，在胚胎发育过程中，由它们参与形成胎儿的脐带。胎儿的血管通过脐动脉和脐静脉伸入到胎盘中，而后分散成毛细血管网。胎儿通过毛细血管网从母亲的血液中吸收氧气和营养物质，排出二氧化碳和其他含氮代谢废物。(3)胚胎发育人从受精到出生约280天。胚胎植入子宫壁后，羊膜即开始发育，将胚胎包裹起来。约21天，绒毛膜和尿囊膜发生，胎盘逐渐形成。具3个胚层的胚胎长约2毫米，2个月时各器官都具雏形，胚胎初具人形。自此之后，胚胎改称胎儿。3个月时胎儿坐高达7.59厘米，外生殖器已分化，可辨男女。大脑皮质发育长大，感觉器官、心脏等均基本形成，胎儿已能摆手、踢足。5个月时，胎儿长可达20厘米，全身覆以软毛，头发长出，心搏每分钟120160次。6个月时胎儿基本长成。从7个月起，胎儿迅速生长，很多神经通路形成，在母亲腹壁可测出胎儿的脑电波，胎儿的生理状态已接近成人。一般在分娩前一个月，胎儿从母体获得抗体，出生后胎儿的免疫系统才健全起来，产生自己的抗体。2对胚胎发育问题的探讨(1)古希腊的研究据文献记载，早在公元前6世纪，古希腊自然哲学家就已经开始研究生殖和胚胎发育问题了。亚里斯多德以动物的出生方式和出生时的发育阶段作为分类的重要依据，所以他对胚胎发育研究特别重视，成为胚胎学的先驱。他研究鸡胚发育的论文是胚胎学上的经典。在生殖问题上人们的主要争论在于雄性和雌性在生殖中的作用，在胚胎发育问题上的主要争论在于形态究竟是预成的还是渐成的。按照亚里斯多德的观点，雄性的精液决定了后代的形式，而雌性的亲本仅提供发育所需的营养物质。中国古代说人是“父精母血而成”，与亚氏观点一致。在预成的还是渐成的问题上，亚氏倾向于渐成，使得渐成论曾长期处于主导地位。然而生殖和胚胎发育问题太复杂了，人们虽然可以提出各种理论，但任何一种理论都难以给出令所有人都满意的说明和确切证据，从同样的资料不同的观点者可以得出不同的结论，因此，对这些问题长期争论不休就在所难免了。(2)预成论在近代的兴起随着机械论哲学的兴盛，预成论观点从17世纪末逐渐取代渐成论占据主导地位，因为它更符合机械论学。如果认为胚胎发育过程不是预先就存在的微小形态的长大，而是从无结构逐渐形成各种结构，那么是什么力量使然呢？那时预成论者的回答一般具有活力论的倾向。显微镜的发明使人可以看到微小胚胎的形态，应当有利于渐成论的观点，因为胚胎发育过程中形态毕竟是逐渐形成的。令人费解的是，使用显微镜的几位先驱却是预成论者。毛细血管发现者马尔比基宣称他在未曾孵化的鸡蛋中看到了小鸡；斯旺麦丹说在昆虫的蛹中可以看到成虫的形态，蝌蚪的皮下已有四肢的雏形；列文虎克发现微生物的结构也非常复杂而有趣，因此推测微小的胚胎也是如此；哈特索克甚至说他看见了精子中的“小人”，还画出了草图。理论误导加上显微镜质量不高，导致了严重的误观察。预成论者又可分为卵源论和精源论两派，分别认为胚胎的原始结构来自卵子和精子。如果每个生物的形态都是预成论的，存在于其父的精子或其母的卵子中，那么一代一代地追上去，最早的形态来自何方？对此很多人求靠神学帮助，比如认为每个人的形态都可追溯到上帝创造的亚当或夏娃。(3)向预成论的挑战随着科学的发展，预成论从18世纪后期遇到有力挑战，首先发起这场挑战的是沃尔弗。他批判说，预成论观点实际上是认为生物体只有生长而没有发育，实际上否认了研究胚胎结构的重要性，因此只需研究成体就行了。沃尔弗通过研究植物叶、花的发生，为渐成论提供了根据。沃尔弗的观点影响了一些生物学家。随着显微镜的提高。随着细胞学说的形成，对胚胎发育过程的观察描述越来越精细，预成论观点逐渐被抛弃。贝尔总结出了生物发生律：高等动物的胚胎发育要经历与低等动物相似的阶段，在胚胎发育过程中共同的性状先出现。后来海克尔把这一定律概括为“个体重演系统发生”，此话虽然简洁明了，却使胚胎学沦为进化论的附庸。(4)新的预成论与渐成论之争19世纪后期，胚胎学家不再满足于对胚胎发育过程的描述，开始用实验方法探讨发育机制，即胚胎发育的原因分析。3无性生殖无性生殖是较原始的生殖方式，生殖过程中不形成特殊的性细胞，而从母体直接产生出子代。从遗传物质来看，无性生殖没有不同基因的结合，亲代的特性能稳定地传递给子代。由一个亲体经无性生殖繁殖的一代代遗传性能相同的后代，总称为一个克隆。无性生殖过程中新细胞的增加是是有丝分裂来实现的。4裂体生殖裂体生殖亦称分裂生殖、裂殖或二分裂生殖，是由母体纵裂或横裂成两个子体，即由一个个体分裂为两个个体。单细胞有机体如细菌、原生动物、单细胞藻类多采用这种方式。细菌是原核生物，没有成形的染色体，也没有微管，因此没有有丝分裂过程，一般是横分裂。原生动物及单细胞藻类则是有丝分裂，纤毛虫类(如草履虫)一般是横裂，而鞭毛虫类(如眼虫)一般是纵裂。原生生物在逆境时往往进行有性生殖。5动物的个体发育歌诀受精卵分动植极，胚胎发育四时期，卵裂囊胚原肠胚，组织器官分化期。外胚表皮附神感，内胚腺体呼消皮，中胚循环真脊骨，内脏外膜排生肌。6蛙的原肠胚发育歌诀内胚两道上肝胰，外胚表附神感器，中胚脊索和真皮，肌内泻殖循环系。(“两道上”是最基本的消化道和呼吸道上皮，肝和胰则是腺体的代表。)