师:同学们好,今天这节课我们来学习鸟的生殖和发育。首先,请大家欣赏一组摄影作品。这种鸟叫朱鹮,它是我国一级保护动物。1981 年,全球仅在中国陕西省发现 7 只野生朱鹮。经过科学家们几十年的努力,现在已有 2000 多只。从 7 只到 2000 多只,朱鹮数量的增长离不开鸟的生殖和发育。那么,鸟的生殖方式是怎样的呢?它和两栖动物、爬行动物一样,都是通过产卵来繁殖后代。在生活中,你们见到过鸟卵吗?同学们可能马上会想到,平时吃的鸡蛋、鸭蛋都属于鸟卵。大家来猜一猜,这是哪种鸟的卵?它看起来非常大,仅仅半颗几乎就装满了整只碗。这是鸵鸟的卵。我们知道鸵鸟的卵很大,其实地球上曾经还有过比鸵鸟卵大 5 倍的象鸟卵,而最小的鸟卵要数蜂鸟的卵,它就像一颗小豆子。实际上,无论鸟卵大小,基本结构都是一样的。今天这节课,我们就以鸡卵为例,介绍鸟卵的结构。想要观察一只鸡卵,我们应该怎么做呢?下面请同学们通过短片,了解观察鸡卵的步骤。
本次实验我们用到的材料用具有镊子、放大镜、剪刀、培养皿、新鲜鸡卵。取一枚新鲜鸡卵,用放大镜观察卵壳表面,有什么发现?用手捏捏卵壳,感受它的承重能力,推测卵壳的作用是什么。仔细观察鸡卵外形,这是尖端,这是钝端。用剪刀的一侧将鸡卵的钝端轻轻敲出裂纹,用镊子将破裂的卵壳除去。
在卵壳下方,会看到两层卵壳膜,紧贴卵壳的是外壳膜,内侧的叫内壳膜。在外壳膜和内壳膜之间有一个小空腔,是气室,推测它的功能是什么。用镊子或剪刀将气室下面的内壳膜剪破,使卵壳内的卵白和卵黄流到培养皿中。日常生活中,卵白和卵黄是我们食用的部分,推测它们的功能是什么呢?对照鸡卵结构图,观察鸡卵的其他结构,注意卵黄上是否能找到一个乳白色小圆点,这是什么结构,又具有怎样的功能?期待大家的解答。实验结束后,请整理桌面,养成良好的实验习惯。温馨提示,洁净的鸡卵加工后可食用,尽量不要造成浪费。
首先,我们来看鸡卵的外形,它呈椭圆形,但不是标准椭圆,而是一头大、一头小。小的这一端称为尖端,大的一端称为钝端。鸡卵给人的感觉很容易碎,它真的这么脆弱吗?如果用手握住一枚鸡卵,会发现即使很用力,也很难握碎。有人做过实验,使用 256 枚小小的鸡卵,居然能承载起一台汽车的重量,且每个鸡卵都完好无损。这说明鸡卵具备一定承重能力,孵卵时才不会被母鸡压碎。
这要归功于鸡卵表面的卵壳。卵壳虽薄,但特殊的拱形结构能分散压力,对里面的部分起到保护作用。生活中,我们在施工现场见到的安全帽,设计原理就和卵壳的保护原理一样。有的同学可能会问,卵壳保护功能这么好,这么结实,里面的小鸡会不会很难破壳而出呢?我们来简单感受一下。
取一枚卵壳,用筷子从外侧敲击卵壳,会发现很难敲破,但用同样大小的力气从内侧敲击,是不是很容易就破了呀?这说明卵壳从外面能起到保护作用,从里面也不妨碍小鸡出壳。这样的结构对鸟的生殖和发育非常有帮助。下面我们再看看卵壳表面是光滑的吗?用手摸好像是,但用放大镜仔细观察,会发现上面有一个个小小的凹陷,这些凹陷是一个个小坑,还是贯穿卵壳的小孔呢?我们来看一个小实验。把新鲜鸡卵浸泡在温水中,过一段时间会发现在卵壳表面有小气泡出现。这说明卵壳上有小孔,这些小孔就是气孔。一个鸡卵表面大约有 7000 个左右的气孔,氧气和二氧化碳可以通过这些气孔进出,保证里面胚胎的呼吸。如果把卵壳去除,里面的部分会流出来吗?我们再来看这样一枚鸡卵。这是一枚用白醋浸泡了三天的鸡卵,它看起来保持了原来的形状,但用手捏一捏,会发现现在变得非常有弹性。此时,最外层的卵壳已被醋溶解,现在最外面的是卵壳膜。失去卵壳,仅靠卵壳膜就能让它保持原来形状,并阻止水分流失,说明卵壳膜对里面部分具有保护作用。
那卵壳膜有几层呢?把鸡卵的钝端轻轻敲出裂纹,剥去碎裂的卵壳,这时能看见一层白色薄膜,它就是卵壳膜。如果把卵壳膜轻轻撕开,仔细观察,里面还有一层更薄、更透明的薄膜,这也是卵壳膜。外面紧贴卵壳的这层叫外壳膜,里面的这层就是内壳膜。
在两层卵壳膜中间,又发现了什么呢?有一个小小的空腔,这个空腔就是气室。正是因为有气室,我们平时吃的白煮蛋,这里看起来总会缺一块。气室里储存着空气,可以提供胚胎发育所需。如果把这层内卵壳膜也轻轻撕开,把里面部分倒入培养皿中,这时又看见了什么呢?有熟悉的卵黄和卵白,这都是食用部分。我们提倡青少年正处于生长发育高峰期,应该多吃鸡蛋,就是为了获得卵黄和卵白中的营养物质。在鸡卵中,这些营养能供给胚胎发育。
有的同学吃白煮蛋时不爱吃蛋黄,觉得噎,吃蛋白时却不会有这种感觉,这是为什么呢?其实卵白里含有更多水分,这些水分能保证胚胎发育过程中水分的供给。我们再来仔细观察这张照片。卵黄其实是液态的,但照片中它呈现圆形,且在卵黄和卵白之间能看到明显分界。这个分界是一层透明薄膜,叫卵黄膜,卵黄膜对里面部分具备保护功能。我们平时吃的白煮蛋,切开能看到外面是卵白,中间是卵黄。但像右边这种完全分不清卵黄和卵白的黄金蛋,大家见过吗?这其实就是普通鸡蛋,只不过煮之前通过工具让它高速旋转。在高速旋转过程中,卵黄和卵白均匀混合在一起,就形成了黄金蛋。它吃起来有卵白的口感,但味道更像卵黄,有兴趣的同学可以自己在家试试。
我们再来看这样一个结构,白色絮状结构,叫系带。在卵黄两端各有一根系带,现在右边这一侧的系带被卵黄压住了,用筷子轻轻把卵黄翻过来就能看见。系带一端连接卵黄膜,另一端连接卵壳膜,左边一根系带,右边一根系带,就能把卵黄固定在鸡卵中央。但我们吃的白煮蛋,卵黄经常偏向一侧,这是因为系带在加热过程中渐渐失去作用,卵黄就逐渐偏离中心。也就是说,系带能固定卵黄,胚胎发育时才不会晃来晃去,更安全。有的同学可能还会注意到,这里有个圆盘状小白点,叫胚盘,胚盘里有细胞核。现在鸡卵的各个结构我们都了解了,能告诉我是哪个结构最终发育成雏鸡吗?自然情况下,鸡的胚胎发育在不透明卵壳中完成,我们无法直接用眼睛观测这个动态过程,有人就发挥奇思妙想,做了新尝试。下面我们来听一听国内第一只无壳孵化小鸡的讲述,亲眼看看鸡的胚胎发育过程是怎样的。
