资源描述
昆虫的生殖和发育
●教学目标
知识目标
1．通过观察和饲养家蚕等实践活动，理解变态发育的概念和过程。
2．联系生活实际，举例说出昆虫的生殖和发育过程及特点。
3．举例说出昆虫在人类生活、生产中的作用，关注生物科学技术在社会发展中的作用。
能力目标
激发学生热爱生物科学，并立志在仿生学方面钻研、创新、有所成就。
情感目标
1．使学生认识动物与人类生活息息相关，并养成爱护动物，保护动物，好好学习生物学知识的良好品质。
2．通过本节学习，帮助学生树立远大理想。
●教学重点
1．理解变态发育的概念和过程。
2．昆虫与人类生活的联系，生物科技在生物发展中的作用。
●教学难点
1．通过观察和饲养家蚕等实践活动，理解变态发育的概念和过程。
2．了解不完全变态的概念和过程。
●教学方法
讨论、竞赛、启发、诱导等。
●教具准备
教师准备：投影片，昆虫多样性以及家蚕生殖和发育过程的多媒体教学片。
●课时安排
1课时
●教学过程
一、［复习反馈，导入新课］
二、自主学习
学生以小组为单位，自主阅读教材，回答如下问题
多媒体课件如下：
1．在家蚕的生殖和发育过程中，经历了几次“风雨的洗礼”？
2．家蚕是通过哪种生殖方式繁殖后代的？你能简单地介绍出这种生殖方式的特点是什么吗？
3．根据日常生活中的观察，你发现了还有哪些动物与家蚕的生殖和发育方式相
4．你从下面这幅图发现了一些新东西了吗？
5．它的发育过程和蚕的相同吗？
6．你还知道哪些生物有与此相似的发育过程呢似呢？
课堂小结
板书：一、家蚕的生殖和发育——变态发育
1．定义——在发育过程中要经历卵、幼虫、蛹和成虫四个时期，幼虫的形态结构和生活习性与成虫的显著不同，这样的发育过程叫做完全变态。
2．例如：蜜蜂、菜粉蝶、蝇、蚊等。
板书：二、其他昆虫的发育——不完全变态
1．定义——个体的发育经过卵、若虫、成虫的发育过程。
2．例如：蟋蟀、螳螂等。
［课堂小结，作业练习，结束新课］
教师：我们这节课主要以家蚕和蝗虫为例，学习了昆虫的生殖和发育。通过学习我们知道，昆虫是以________（学生接述：有性生殖）的方式进行繁殖的，它的发育过程可根据形态的变化分为完全变态发育和不完全变态发育两种。有些昆虫对人类农业生产是有害的，而有的则是有利的，也促进了中外文明史的发展。
［巩固练习］
一、找朋友
1．蚕茧代表家蚕的（ ）
A．卵期 B．幼虫期 C．蛹期 D．成虫期
答案：C
2．家蚕从幼虫到蛹要经过________次蜕皮
A．3 B．4 C．5 D．6
答案：B
3．蝗虫的不完全变态发育过程是（ ）
A．卵→若虫→蛹→成虫
B．卵→蛹→若虫→成虫
C．卵→若虫→成虫
D．卵→蛹→成虫
答案：C
4．跳蝻是蝗虫的幼虫，它与成虫的本质区别是（ ）
A．形态结构不同
B．生活习性不同
C．身体较大
D．生殖器官没有发育成熟
答案：D
二、请你填下表
5．
形态特点
生活习性
幼虫
成虫
蛹
答案：见《教师用书》P22。
●板书设计
第二节 昆虫的生殖和发育
一、家蚕的生殖和发育——完全变态
1．定义——在发育过程中要经历卵、幼虫、蛹和成虫四个时期，幼虫的形态结构和生活习性与成虫有显著不同，这样的发育过程叫做完全变态。
2．例如：蜜蜂、菜粉蝶、蝇、蚊等。
二、其他昆虫的生殖和发育——不完全变态
1．定义——个体的发育经过卵、若虫、成虫的发育过程。
2．例如：蟋蟀、螳螂等。
●活动与探究
1．亲手饲养家蚕，并列表作出记录。
2．查阅资料，寻找以下问题的答案。
（1）人的平均寿命现为65～70岁左右，家蚕和蝗虫有年龄吗？如何来计算？
（2）为什么家蚕和蝗虫的发育过程中都出现蜕皮现象？
（3）搜集与昆虫有关的仿生学知识，做出剪报。
●备课资料
1．昆虫的通讯工具——信息素
昆虫飞舞在花草丛中，奔走于田间小道，取食贮粮、修巢筑穴、交配产卵，御敌避害。它们时而分散，时而集中，其个体之间是怎样联系的呢？
昆虫学家研究发现许多昆虫除用感觉器官传递信息外，还依靠特殊的通讯工具——信息素与同种昆虫联络。信息素是昆虫分泌到体外的具有挥发性的化学物质。昆虫的信息素根据其化学结构和功能大致可分成四类，即聚集信息素、告警信息素、追踪信息素和性信息素。
聚集信息素能使分散的昆虫个体聚集在一起。有一种无刺蜜蜂经常占领其他蜜蜂的巢。当一只无刺蜜蜂偷偷地溜进其他蜂的巢内时，蜂巢的主人就会同它搏斗，偷入的蜜蜂终因寡不敌众而被击倒。被击倒的无刺蜜蜂会从大腭腺释放出信息素——一种柠檬酸，巢内立刻充满了这种化学物质的气味，主人们晕头转向不知所措，而偷入的蜜蜂同类却“闻讯赶来”，乘机抢占了该蜂巢。这种使无刺蜜蜂聚集在一起的柠檬酸，就是一种聚集信息素。
小蠹甲虫在寄主树上建立群体也是聚集信息素的作用。当一只小蠹甲虫找到一棵寄主植物后，便从后肠释放出聚集信息素，受到这种信息激素刺激的同种雌雄个体都聚集过来，在寄主树上建立群体进行危害。此外，蜜蜂在分蜂或蜂群失散时，蜂王也能分泌聚集信息素，把所有的蜜蜂都聚集在自己的周围。
告警信息素是昆虫处于危险状态时，所释放出的一种化学物质。椿象的若虫在受到惊动时，就会释放出这种告警信息素，使椿象群扩散，以逃避危险。蚂蚁遇到其他捕食者攻击时，便很快释放出这种告警信息素来通知同伙，同伙根据这种信息，或聚之拒敌，或分散逃离。很多种类的蚂蚁在离巢的情况下得到告警信息素的信息后，便会迅速扩散以免受敌伤害。
追踪信息素是很多种膜翅目、等翅目昆虫经常使用的一种联络工具。侦察工蚁若发现一个过大的食物一次不能运回巢内时，就回去招引同伴，一路上它的腿部和腹部末端腺体不断把追踪信息素散布在地面上形成一条“臭迹”，招引来的蚂蚁就很容易跟踪追迹找到食物源。有一种没有舞蹈语言的蜂，在飞行时领队蜂不断把信息素分泌到草、树木、石头和其他物体上，为其他蜂的飞行定向。
性信息素是昆虫在性成熟期分泌的用于引诱同种异性个体前来交配的化学物质。许多蛾类的雌蛾在性成熟后，常在夜间向体外释放出性信息素，通过空气的流动，扩散到四面八方，同种雄蛾的触角感觉到这种化学物质后就飞向雌蛾进行交配。
信息素作为昆虫传递信息的通讯工具是昆虫长期适应于环境的结果。目前，人们对昆虫信息素中的性信息素的研究和了解最多，并已在害虫防治中加以利用。
2．家蚕
家蚕，原产我国，至少3千多年前已开始人工饲养。欧洲在希腊罗马时代所用的蚕丝都由我国输入，被视为珍品。一直到公元6世纪，才由传教士带回蚕卵，开始在欧洲饲养。幼虫通称为蚕；刚孵化时，体表密生黑毛，特称为毛蚕或蚁蚕。以桑叶为食，长大后转呈青白色，毛也随之减少。体圆柱形，分头、胸、腹三部分，头部淡红色，左右各侧有6个单眼。触角短，仅3节，口器咀嚼式。胸部3节，各节有一对单爪式的胸足，用来抓食。腹部10节，第二至第五腹节背面各带一涡状纹。第三至第六腹节各有一对腹足，用来爬行；末一腹节的一对尾足则作抱枝之用。腹足和尾足在化蛾时都消失，因此合称假足。此外，第八腹节背面还有一尾角，具平衡身体的作用。第一胸节以及前8个腹节两侧各有一对气孔。丝腺一对，位于体内胃的左、右两侧。在第四次蜕皮以后，丝腺迅速生长，可分产丝、储丝和吐丝三部分。产丝部从血液中吸收可形成丝的物质，储丝部可存储丝浆，吐丝部吐出丝浆，使之凝固成丝。幼虫蜕皮4次，经一月余的时间，吐丝作茧，每茧丝长1000～1500 m。再经10余日，幼虫在茧内变成蛹，蛹再羽化为成虫，即蚕蛾，破茧而出。蚕蛾体大翅小，丧失飞行能力。口器退化，不摄食。雄蛾较小，雌蛾腹部特别大，交配后产卵，雌雄都死亡，以卵越冬。
3．蝗灾一二三
几千年来，蝗虫是农作物的头等害虫。唐贞元年（公元785年），我国陇海一带发生蝗灾，“东自海，西尽河陇，蔽天旬日不息，所至草木叶及畜毛靡有孑
遗，饿殣枕道。”明崇祯13年（公元1640年），洛阳发生蝗灾，“草木兽皮虫蝇皆食尽，父子兄弟夫妇相食，死尸载道。”1889年，红海上空出现蝗群，约有蝗虫2500亿只，质量约5.5×105 t，蝗群飞过时声振数里，遮天蔽日，太阳也为之黯然失色。1979年美国密苏里河西部14个州的农田和牧场，都被蝗虫覆盖，造成的经济损失十分惨重。
4．真假昆虫——军警得力助手
美国法医史密特日前在国际刑警组织召开的法医工作交流会上，介绍了他利用昆虫侦破发生在迈阿密的一起凶杀案经过。
两具女尸的腰部以下只剩骷髅，腰部以上已成干尸状。其中一人穿的是薄衬衣，另一人的上衣则是较厚的针织毛线衣。显然两人死于不同的季节。
根据不同昆虫在不同气温下活动的规律，史密特从穿夏衣的死尸上发现了夏天的虫子，而另一具发现了冬天的虫子。他还发现尸体上的虫子已停止生长，这是因为凶手把尸体隐藏在地下室的墙洞里，墙洞是用木板和石灰筑成的。
经验证明，如果发现双翅目昆虫，那么死亡就发生在天热的时候，即在3月至11月之间；如果没有发现这类昆虫，那么死亡就是在11月至次年2月间。史密特确定在两年半以前。
最后，凶手终于被抓获。他的供词与史密特鉴定报告中所陈述的细节完全相同。
昆虫学家早就知道某些昆虫对腐肉的食欲同尸体的腐烂程度有关。史密特说：“把昆虫的生物周期同尸体的腐烂程度联系在一起，法医就可以确定死亡时间，甚至知道尸体是否被转移。”
史密特指出尸体腐烂的7个阶段及相关的昆虫是：
（1）肿胀腐烂阶段：发生于死亡后的头6个月，这个阶段首先出现的是丽蝇和麻蝇。
（2）油脂发酵阶段：在死亡6到9个月间，体内脂肪（常温下）发酵，这时出现的是蛀虫和一种带绒毛的昆虫。
（3）冒气发酵阶段：10个月以后，尸体散发的硫化氢和其他气体吸引着又小又亮的酪蝇。
（4）氨发酵阶段：在24至48个月间，在这个阶段先出现OPHYRA和PHORA等小昆虫和甲虫。
（5）干燥阶段：死后2～3年间，尸体完全脱水，这时候出现的是螨虫。
（6）干燥组织的破坏阶段：这时出现的是长着坚硬口器的昆虫。
（7）清扫骷髅阶段：4年后TINE BRIO等甲虫将骷髅上剩下的残渣吃光。
昆虫学家不但可以判断日期，还可提供其他死亡情况。如被害者在死前受伤或肢体残缺，伤口部位的苍蝇和蛆多于其他部位。
昆虫对于寻找腐烂尸体的毒药也是很有用的。如果在死者的头发、血液、尿或指甲内找不到毒药，那就可以利用尸体上的蛆虫。法医们曾从这种蛆虫中提取出可卡因、海洛因、汞和各种农药。研究人员还发现美国人自杀时常用的杀虫剂马拉硫磷能使麻蝇对死者的嘴不感兴趣。所有这些能向警方提供通过其他手段得不到的线索。
5．昆虫与航天技术
（1）蝴蝶·卫星
人造地球卫星在太空运行时，受到太阳的辐射，向阳的一面温度可高达200℃，而背阴的一面可低到-200℃。由于温差极大，卫星上的精密仪器很容易受损坏，这使科学家们大伤脑筋。为解决这个问题，科学家们从蝴蝶身上的鳞片的巧妙开合有调节体温的作用受到启发：当太阳直射时，体温高，鳞片便会自动打开，并转换一个角度，以减少对太阳能的吸收；当外界气温下降时，鳞片便自动闭合紧贴体表，以便吸收更多的太阳能。于是，科学家为人造卫星设计制造出一种高效率的调控温度的装置，从而延长了卫星的使用寿命。
（2）苍蝇·平衡
苍蝇只用一对长翅飞行，后一对翅膀退化成了一对哑铃状的平衡小棒。这一对小棒的作用是在飞行时保持身体平衡和调整飞行的方向，平衡棒以每秒300次的频率振动。科学家根据苍蝇的平衡棒原理，研制出一种新的灵巧的导航仪，航天器（及飞机）上装上这种导航仪，就可以避免在大幅度翻滚和急转弯时栽跟斗。
（3）蚂蚁·机械臂
蚂蚁身体虽小，但力量很大，如果与自身重量相比的话，那么世界上最有力气的动物就要数蚂蚁了。蚂蚁为何会是个大力士呢？科学家通过研究发现，它的脚爪里的肌肉是由几十个“微小”的发动机组成的，而“机器”的“燃料”，是结构非常复杂的含磷化合物，它能使潜在的能量转化为机械能，效率高达80%以上。目前，仿生学家还研制出一种带状“人造肌肉”，把它放到酸性溶液中，就会蜷缩起来；而放到碱性溶液中，它又会伸展开来，于是，在它收缩和舒张的过程中便产生了一种力。据测定，1 cm宽的“人造肌肉”，可以提起100 kg的重物，能直接将化学能转变为机械能，且几乎没有热损耗，利用率高达90%以上。这种“人造肌肉”可以取代人的手臂在飞船里进行必要的“工作”。
（4）蜘蛛·宇航员
宇航员驾驶飞船在以光年来计算空间距离的星际中遨游，生活的寂寞是难以想象的，况且人的生命又不算长，在上百光年的飞行中，人的寿命难以达到。怎样解决这一问题呢？不久前，英国科学家在研究亚马逊河沿岸的一种蜘蛛时受到启发。这种蜘蛛虽然有毒，却不会毒死昆虫、小鸟和鼠类等猎获物，只是使它们长时间处于麻醉状态以保鲜活。他们根据这种蜘蛛的毒液研制出了一种无害的安眠药，准备提供给宇航员使用，以便使他们在未来的星际飞行中处于预定时限的休眠状态，从而延长他们的生命，最终完成星际间的航行。
6．机器昆虫间谍
“机器昆虫间谍”是美国国防部高级防御研究所耗资数百万美元研制出的侦察高手。这种昆虫间谍总重量只有18 g，长度也只有5.08 cm，但它在战场上发挥的作用却十分巨大。
这种“昆虫间谍”具有十分清晰的“侦察意识”：它能侦察出有多少的敌方武器或坦克埋伏在十分隐蔽的掩体内，也能探测出刚遭到轰炸的建筑物里是否仍然埋伏着狙击手。参与研制的一位机械工程专家说，在作战中最糟糕的是不知道敌人在哪里，而这种“昆虫间谍”能准确发现敌人的埋伏地点，并及时获取十分重要的情报。在它的上面装备有摄像机和有高灵敏度的感应器，它们一边缓慢地向前爬行，一边传送信息给在后方等待情报的指挥官。情报的内容翔实广泛，包括敌人轻重机枪的数量和分布以及火箭，火炮的方位等等。
设计者将它设计成昆虫的样式是一个精巧的选择，因为他们认为生物系统中的东西比实验室中培育出来的更高效，也更不易为人所发现。工程师们为它装配了4个反“V”字型的脚，成为一个稳定的结构，这对于它越过崎岖或泥泞的地形非常有利。
虽然这种“昆虫间谍”还有待完善。但是美国国防部高级御防研究所的官员们对昆虫间谍用于实战持乐观态度。
参加研制的科学家们说，一旦所有的问题解决了，他们估计每只“昆虫间谍”的成本仅为十几美元，因为生产它所需要的金属条和电子器件，可以比较廉价地获得。
7．蝴蝶的婚嫁
蝴蝶——大自然的舞姬，这是人类对蝴蝶的称颂，自古以来，中外皆然。蝴蝶可入诗、入画、入歌、入舞，轶闻趣事，更是多多。全世界有蝴蝶17800余种，我国有1300多种。蝴蝶有一对触角、两对翅膀、三对足；身体分为头、胸、腹；一生经历四个（卵、幼虫、蛹、成虫）生命阶段。
成虫即蝴蝶，有雌雄之分。雄蝶发现雌蝶后，不管它是否“婚配”都会追求。若雌蝶未婚，便会带领雄蝶到枝叶茂密的阴暗之处。这时，雌雄蝶一前一后，似热恋中的情人形影不离、缠缠绵绵。经过几个回合的亲密飞行，若雌蝶接受了雄蝶的求爱，就会停留在树叶或枝条上。起初，雌蝶会展开翅膀，平放在身体两侧，此时，雄蝶就开始作献舞飞行了。它会快速振动着双翅，就像直升机一样，将身体不前不后，不上不下，不左不右在雌蝶上空飞舞，有时雄蝶还会翻出生殖器，并散发荷尔蒙来刺激雌蝶，激动起来的雄蝶还会以雌蝶为中心作来回钟摆状飞行或环绕雌蝶飞舞。
雄蝶婚前舞蹈的时间，一般在10～30分钟左右。欣赏了雄蝶的舞姿和殷勤，芳心已动的雌蝶会慢慢地将翅膀并拢停在背上，此时，雄蝶就迫不及待地飞过去交配。但也有例外，那些身体肥胖的大型蝴蝶，会省略婚前的舞蹈表演，求偶飞行一旦成功，立刻进行交配。
蝴蝶的交配时间多在1小时左右。正常情况下，它们就停在原地交配，直到雄蝶完全把精液输入到雌蝶腹部的贮精囊内，并分泌胶状物质封住雌蝶泄殖腔为止。
若在交配过程中，受到敌人攻击或骚扰，它们便在飞行中交配。通常是雌蝶展翅拖着雄蝶飞行，雄蝶则仍然紧闭着翅膀继续交配。由于仅由1只蝴蝶飞行，所以飞得很吃力，很慢。倘若敌人迫近陷入危机时，它们则不得不中断交配，各自避敌，全速逃离。
交配后，雌蝶的卵并没有立刻在体内受精，精液仍停留在贮精囊中。只有当雌蝶要排卵时，卵粒才会经过贮精囊一一受精。雌蝶交配后第一件大事就是尽快寻找寄主植物，它们通常喜欢找嫩叶。一旦找到了嫩叶，雌蝶就以蜻蜓点水的方式，将腹部往下一弯，把卵产在叶片的背面。绝大多数的雌蝶会精确地计算出幼虫的食叶数，因为幼虫孵化出来之初，牙齿嫩、体力差、爬不动。它们总是在原地食完卵壳后，又在原地食这片嫩叶，所以雌蝶是将卵分散产在叶片上，以免大家抢食。
雌蝶一生只交配一次，交配过的雌蝶，必定会拒绝其他雄蝶的追求。若雄蝶仍穷追不舍，雌蝶则会快速从上向下飞行，让雄蝶一时看不见自己到哪里去了。此时，雄蝶才会产生自知之明，退却飞走。由此亦可见雌蝶为妻的“忠贞”，这也是自然界生物婚恋之准则吧。
8．我国古代治蝗人物与传奇故事
我国是一个蝗灾频繁发生的国家。近2700年来，有记载的蝗灾发生达842次，历史上有几十个帝王对防治蝗灾下过旨令，同时还涌现了许多治蝗人物和传奇故事。
宰相治蝗
姚崇（649～721年），本名元崇，陕州人，曾任唐朝的夏官侍郎、春官尚书、紫微令、中书令、宰相等职。开元三年（715年）六月，山东大蝗，紫微令姚崇差御史下诸道，采用驱赶、扑打、焚烧、挖沟土埋等多种办法消灭了蝗虫，是岁田收有获，人不甚饥。开元四年，山东、河南、河北蝗大起，山东百姓皆烧香礼拜，眼看食苗，手不敢捕，河南、河北的蝗虫所经之处，苗稼皆尽。面对如此严重的蝗灾，姚崇仍主张采用驱扑焚瘗的办法除治蝗虫。但不少人认为：“蝗是天灾，岂可制以人力”。是除治还是不除治，在当时两种思潮的斗争十分激烈。最后，姚崇用很多历史故事讲明了治蝗的意义，并用官爵向皇帝担保，“治不下去，并请消除”。这样姚崇的治蝗主张才得到皇帝的支持。在姚崇的领导下，派御史为捕蝗使分道杀蝗，全国捕蝗900万担，蝗虫因此亦渐止息。
徐光启（1562～1633年），字子先，上海人，是我国明代杰出农业科学家。先后任翰林院纂修、河南道监察御史、礼部尚书、宰相等职。徐光启一生写下大量关于农业方面著作，其代表作是《农政全书》。《除蝗疏》在《农政全书》中占有重要的地位。在《除蝗疏》中，徐光启对历史上从春秋至元朝记载的111次蝗灾发生时间进行了认真的统计分析，得出了蝗灾发生“最盛于夏秋之间，与百谷长养成熟之时正相值，故为害最广”的结论。又通过对元朝百年之间蝗灾发生地点的分析，得出：“幽涿以南，长淮以北，青兖以西，梁宋以东，都郡之地，湖巢社衍，旱溢无常，谓之涸泽，蝗则生之”的结论。首次划出了中国蝗虫宜蝗区范围，并提出了“涸泽者，蝗之原本也，欲除蝗，图之此在矣”改造蝗区的根本治蝗意见，同时还通过对老农的访问和自己对蝗虫习性的观察，提出了很多正确有效的治蝗办法，有些办法则一直沿用到建国初期，如挖掘蝗卵法、收买蝗虫法、开沟埋蝗法等。
刘猛将军庙与治蝗传说
沧州东部中捷农场境内有一座高台，数百年前这高台上还有庙宇一座，这便是“蚂蚱神”刘猛将军庙。据这里的老者讲，过去这座庙青砖绿瓦，红门红窗，庄重而典雅，庙内有形象逼真的刘猛将军泥塑。相传有一年渤海滩一带发生了蝗灾，飞蝗遍野，禾稼一空，百姓上书朝廷，刘猛将军领命率兵前来灭蝗。刘将军到渤海滩一看，果真了不得，蝗虫聚似山丘，涌如波涛，不禁大惊失色。刘猛率兵昼夜捕打，蝗虫还是有增无减，直打到筋疲力尽，口吐鲜血，刘猛走到哪儿，蝗虫就跟到哪儿。看着这漫天涌来的蝗群，刘猛毫无对策，又觉得灭不了蝗虫回去无法交差，于是把心一横打马直奔渤海，成群的蝗虫也随之而去，渤海涌起3米巨浪，刘猛不见了，成群成群的蝗虫也卷入了海底，蝗灾消除了。后人念刘猛将军能除治蝗灾，保护禾苗，便在武帝台上修建了这座庙宇，以祈人寿年丰。
蚂蚱剩的故事
1943年夏，黄骅县发生了一场严重的蝗灾。蝗虫吃光庄稼和芦苇之后，又像洪水一样涌进村庄，连窗户纸，房檐草都吃光了。县城北周青庄有一徐氏人家，白天大人出去捕打蝗虫，把一个不满周岁的婴儿放在了家里。回来时老远就听见孩子哭叫，进屋一看，屋里到处是蝗虫，孩子脸上、身上都爬满了，徐氏急忙抱起孩子，只见孩子的脸和耳朵都被蝗虫咬烂了，鲜血直流，真是死里逃生。长大后大家都管他叫“蚂蚱剩”，意思说他是蚂蚱吃剩下的孩子。后人形容这次蝗灾“蚂蚱发生联四邻，飞在空中似海云，落地吃光青稞物，啃平房檐咬活人”。
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