摘要： 由于体外受精和胚胎发育的概念离日常生活较远，学生难以对这些概念产生直观、感性的认识，笔者设计了一个创新型实验“斑马鱼早期胚胎发育”。设想通过显微镜观察斑马鱼胚胎的发育过程，来完善学生对胚胎发育的认知，同时也锻炼学生的实验操作能力。
正文：
1 教材分析
“胚胎工程”是浙科版高中生物学教材选修3第三章的内容，主要是围绕动物从受精卵发育至幼体胚胎的过程，介绍体外受精的基础上，进一步拓展胚胎体外培养、胚胎移植等胚胎工程方面的先进科学进展。由于体外受精和胚胎发育的概念离日常生活较远，学生难以对这些概念产生直观、感性的认识。因此，若能以观察实验的方式将早期胚胎发育过程呈现在学生面前，让他们自己通过显微镜来见证胚胎发育的全过程，将会在锻炼实验操作能力的同时，深化对教材知识的理解，同时培养对生物学的兴趣。
2 学情分析
2.1 实验操作方面 教材中有多个实验需要使用显微镜。因此，学生对显微镜已经有了较为丰富的使用经验。但以往用显微镜观察的样品均为切、压后的处理样品，而这次观察的样品却为立体的、发育中的圆形胚胎。因此，学生需要掌握在镜下的操作方法，即在目镜观察的同时，用毛细枪头的尖端对胚胎进行拨动和调整位置。这对学生的协调能力和使用显微镜的水平提出较高的要求，将会极大地锻炼学生的实验技能，调动他们的主观能动性，同时又增强实验的参与感。
2.2 知识储备方面 在本次实验之前，学生已经学习了减数分裂与受精作用相关知识，了解了生殖发育的基本规律，对高等动物均由受精卵发育而来的事实有了初步的认同。但对受精卵的形态结构、发育过程只有较为模糊的印象。
3 实验准备
3.1 斑马鱼简介 斑马鱼(Danio rerio)是原产于印度恒河的热带淡水鱼，因体侧有蓝白色的纵纹似斑马而得名。斑马鱼体型较小，易于饲养，产卵量大，体外受精，胚胎早期发育迅速且透明，因而成为重要的模式脊椎动物。
3.2 实验材料 雌雄斑马鱼两对，配鱼用的鱼缸、鱼捞，小型的透明培养皿(多个)，塑料吸管，毛细枪头的尖端(多个)，体视显微镜(两人一台)。
3.3 准备步骤 在实验前一天的夜里，将雌雄斑马鱼放入同一鱼缸，但需用挡板将雌雄隔开。斑马鱼习惯于清晨产卵。因此，实验宜选择在早晨8～10时进行。
4 教学过程
4.1 从生活中见闻导入教学 设问： 大家肯定都吃过鱼，在看到家人清洗鱼肚过程中，有没有见到过成条的黄色鱼籽？(生： 有，是一颗颗粘在一起的。)这些黄色的鱼籽其实就是雌鱼的卵细胞，雌鱼被雄鱼追尾后就会将这些卵细胞排出体外，与雄鱼的精子结合形成受精卵，受精卵(胚胎)再发育成小鱼。今天大家就一起来观察一下这个过程。
4.2 实验演示体外受精现象 鱼缸里的雌雄斑马鱼处于被挡板分隔的状态，先向学生简单介绍斑马鱼的基本知识，雌鱼的肚子比雄鱼略大，因为里面有许多待受精的卵细胞。之后将隔板取出，雄鱼便会开始追逐雌鱼，然后雌鱼会向水中排出卵细胞，这些卵细胞在水中碰到雄鱼排出的精子，形成受精卵。可让学生近距离观察追尾的过程，约5min后雌鱼开始产卵，请学生收集沉降在鱼缸底部的胚胎，并记录下这个时间点。
4.3 小组观察受精卵发育状况 每2位学生一组，每组分发约10枚胚胎。每组学生在显微镜下观察胚胎的发育状况(图1，20×)。在观察过程中发现胚胎的最外围为一层薄的卵壳，里面的球体上半部分为透明状突起，下面很大的部分则为半透明的物质。向学生讲解上面的透明状部分为受精卵，并可在此处设问： 下面大部分体积的半透明物质是什么呢？
图1 斑马鱼受精卵镜下图
通过逐步提供信息引导学生得出正确答案： 雌鱼把鱼卵直接产在体外，这些胚胎靠什么营养长成小鱼呢？这种营养物质就是现在观察到下面大部分半透明的物质，它富含丰富的营养，称为卵黄。了解了这些背景知识，受精卵的观察就有了一定的目的性。学生慢慢地会发现： 所提供的10枚胚胎，有的是受精卵朝着镜头，有的却是卵黄朝着镜头。怎么让后者的受精卵朝着镜头呢？这时可用到所提供的毛细枪头。毛细枪头十分柔软，它的尖端可以用来轻轻拨动受精卵，使得受精卵旋转而变换位置。在拨动受精卵的同时，眼睛注视着目镜，观察拨动的情况，手上再做出相应的调整。这样的镜下操作需要一定时间来练习，能极大地锻炼学生的协调能力和实验操作能力，还能够让学生对下一步学习的胚胎移植技术产生认同。
在胚胎最初发育的1～2min内，受精卵会逐渐鼓起，这一过程可直观地在显微镜下观察到。
4.4 观察胚胎发育到2细胞期 经过约20min显微镜下操作的训练，学生已经变得熟练。此时斑马鱼胚胎的受精卵已经开始分裂，即将进入2细胞期(图2)。
图2 斑马鱼胚胎2细胞期镜下图
学生在镜下观察从单个受精卵分裂为2个细胞的过程，并记录下每枚胚胎进入2细胞期的时间(表1)。小组内部先比较这10枚胚胎到2细胞期所需时间的差异，然后再与其他小组比较平均时间的差异。实验结果表明，各组的胚胎具有相似的发育时间，呈现出同步性。学生经过思考得出结论： 胚胎的发育过程是受到精确调控的。
表1 胚胎进入2细胞期时间记录表
4.5 胚胎发育过程的后期观察 实验结束后，可将胚胎放在28℃且较为湿润的地方继续发育。并为学生提供一张斑马鱼的胚胎发育时间表(表2)，让他们根据兴趣自由选择在课间、课后等各个时间节点来观察自己小组的胚胎发育状况[1]。
表2 斑马鱼胚胎发育的时间表
例如,24h后胚胎发育到原基第5期，此时胚胎已经具备了幼鱼的雏形，且能在镜下观察到心脏的跳动(图3)。通过这样的观察，学生能够切身地感受单个细胞的受精卵发育为完整个体的全过程，并认同这一过程的阶段性、准确性。
主要参考文献
张 倩，张 博.2007.遗传学实验常用模式生物的饲养方法——斑马鱼.北京： 高等教育出版社
图3 发育至24h的斑马鱼胚胎镜下图
