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《細胞的分化》教學設計 生物組 謝芳 一、三維目標 1.知識與技能 （1）了解細胞的分化與生物體發(fā)育的關系，能說明細胞的分化。 （2）能舉例說明細胞的全能性及其在科學研究中的應用。 2.過程與方法 （1）培養(yǎng)學生分析比較的能力。 （2）培養(yǎng)學生聯(lián)系實際靈活運用知識的能力。 （3）學會有關干細胞研究進展與人類健康的資料搜集和分析。 3.情感態(tài)度與價值觀 引導學生關注當今世界面臨的重大社會問題和人類的健康問題。激發(fā)社會責任感和使命感，激發(fā)學生關愛生命的美好情感。 二、教學重點 1.細胞分化的概念和意義。 2.細胞全能性的概念。 3.細胞分化與細胞分裂的關系。 三、教學難點 1.細胞分化的概念。 2.細胞全能性的概念及實例。 四、教具準備 1.各種不同形狀的細胞和不同組織的圖片。 2.植物體細胞培養(yǎng)產生完整植株示意圖。 3.骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞圖片。 4.細胞分化的多媒體課件。 五、課時安排 1課時 六、教學過程 ［情境創(chuàng)設］ 教師先播放人的受精卵發(fā)育成胎兒過程的圖片給學生觀看，這是人的生理常識，學生會很迫切想認識這個過程，大大地激發(fā)學生學習興趣。 教師：這個過程中包含了我們前面學過的哪些方面的細胞學知識？ 學生：細胞的增殖，細胞的生長等知識。 教師：上節(jié)課我們學習了細胞增殖的知識，認識到細胞增殖的結果是細胞數(shù)量的增多，這些細胞是一堆相同的細胞。在受精卵發(fā)育的過程中，只有細胞的增殖和生長是遠遠不夠的，還要有我們今天要學習的細胞的分化。什么是細胞的分化呢？下面我們一起來討論。 ［師生互動］ （一）細胞分化及其意義 1.什么是細胞分化？ 教師：播放人的胚胎發(fā)育過程的圖片。提出問題：胚胎的早期和后期有什么不同？ 學生：觀察和討論。 教師引導學生回答：胚胎發(fā)育的早期，各個細胞彼此相似；它們都來自受精卵的分裂，具有相同的遺傳物質。 教師：組成胎兒的各種細胞組織是怎樣來的呢？ 教師引導學生回答：細胞增殖的同時，這些細胞逐漸向不同方向變化，如PPT圖片，紅細胞和心肌細胞都來自一群相似的胚胎細胞。后來，有的細胞發(fā)育為紅細胞，合成運輸氧的血紅蛋白；有的細胞發(fā)育為肌細胞，合成行使運動功能的蛋白質。 教師：我們看到了組成胎兒的各種細胞組織就是因為細胞的變化方向不同，使它們從相似的早期胚細胞變成了形狀結構各異的各種各樣的細胞和所組成的組織，這些不同的細胞組織就組成了一個完整的生物體——胎兒。提出問題：植物的情況怎樣呢？（PPT圖片） 學生觀察。 教師引導學生講出：植物也是一樣，同一植物體的各種細胞，如葉肉細胞、表皮細胞、儲藏細胞等細胞也都來自一群彼此相似的早期胚細胞。 教師：我們認識到這里，同學們明白什么是細胞分化嗎？提問學生回答。 學生：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。細胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化的狀態(tài)，直到死亡。 1.細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現(xiàn)象，發(fā)生在生物體的整個生命進程中，但在胚胎發(fā)育期最旺盛，最頻繁，達到最大程度。細胞分化是穩(wěn)定有序的，一般是不可逆的。 2.細胞分化是個體發(fā)育的基礎。僅有細胞的增殖，而沒有細胞的分化，就不可能形成具有特定形態(tài)、結構和功能的組織器官，生物體也就不可能正常發(fā)育。 3.細胞分化使細胞的功能趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。 教師：創(chuàng)設問題：同學們想過嗎？組成生物體的各種各樣的細胞遺傳信息一樣嗎？ 學生：同一個生物個體中，各種各樣的細胞遺傳信息是完全相同的，都來自受精卵。 教師：但這些細胞形態(tài)、結構和功能卻有很大差異，這是怎么回事呢？原來，在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如，在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白（肌細胞中的一種蛋白質）合成有關的基因則處于關閉狀態(tài)；在肌細胞中則相反。也就是說，細胞分化是特定基因在一定的時間、空間表達的結果。 教師創(chuàng)設問題：是不是所有分化的細胞都不能再分裂呢？ 教師：同學們，看過家里的爺爺種花，他摘取月季花的一段枝條，把它種到地里，過一段時間，枝條長成完整的植株并開花。我們再來看一個例子，課本上美國科學家斯圖爾德用胡蘿卜經組織培養(yǎng)產生完整植株的圖片。這兩個實驗表明什么問題呢？學生討論。 教師：這兩個實驗表明，高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細胞的全能性。 （二）細胞的全能性 1.細胞全能性的概念 教師引導學生講出：細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。 教師：其實受精卵和早期胚胎細胞都是具有全能性的細胞。同學們能再舉出有關植物細胞全能性應用的例子嗎？ 學生交流當?shù)剞r業(yè)試驗基地組織培養(yǎng)的情況，認識組織培養(yǎng)的優(yōu)越性。 教師：通過學習和交流，同學們認識到植物細胞都具有全能性，表現(xiàn)出細胞全能性需要前提條件：必須是離體的細胞或組織器官、適宜的條件，且個體發(fā)育同樣經過細胞分裂、細胞分化。那動物細胞具有全能性嗎？和植物細胞一樣嗎？ 學生閱讀課本P119第四、五自然段。 教師：動物細胞的全能性隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，細胞分化潛能變窄，這是指整體細胞而言?？墒羌毎藙t不同，它含有保持本物種遺傳性所需要的全套基因，并且并沒有因細胞分化而失去基因，因此，高度分化的動物細胞核仍然具有全能性。這可以從細胞核移植實驗以及其他的實驗證據(jù)中得到證實。同學們能舉出例子嗎？ 學生交流，教師補充：如我國的克隆山羊陽陽等，學生討論當今熱門話題——“克隆人”可能嗎？提出克隆人體器官對醫(yī)學上人體器官移植的作用。 學生討論課本P117的問題探討，引出干細胞有關內容的學習。 2.什么叫干細胞 在動物和人體內仍然保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。如：胚胎干細胞和骨髓中的造血干細胞等。為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的殘廢而減少？ 學生：因為健康人會不斷產生新的血細胞，補充到血液中去。 學生交流有關干細胞研究進展與人類健康的情況。如：在我國的很多大醫(yī)院，利用骨髓移植已經成功治愈了多例白血病患者；利用胚胎干細胞培育出肝組織，為重肝病患者帶來佳音。教師教育學生要有愛心，關愛生命，維護人體健康。 ［評價反饋］ 用PowerPoint演示下列題目，學生搶答，統(tǒng)計正誤，進行反饋。 1.細胞分化的結果是 A. 細胞數(shù)目增加 B.形成組織 C.生長 D.細胞衰老 2.組織培養(yǎng)和克隆技術應用的原理是 A.所有細胞都具有分化的能力 B.所有細胞都具有分裂的能力 C.所有細胞的細胞核都具有全能性 D.所有的細胞都具有全能性 3.細胞分化達到最大限度的時期是 A.受精卵時期 B.胚胎時期 C.有絲分裂時期 D.細胞的增殖時期 4.在細胞分化過程中，遺傳物質將 A.發(fā)生改變 B.部分改變 C.不改變 D.是隨機的 5.細胞分化發(fā)生在個體發(fā)育的 A.整個生命過程中 B.胚胎期 C.受精卵分裂期 D.性成熟期 答案:1.B 2.C 3.B 4.C 5.A ［布置作業(yè)］ 1.課本P120的練習。 2.預習第三節(jié)，收集有關社會老齡化的相關資料。 ［課后拓展］ 圖所示為某植株的形成層細胞，通過無菌操作，接入試管苗的培育過程，已知該植株有10對染色體。 （1）愈傷組織是形成層細胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細胞團，在愈傷組織的形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得____________和小分子有機物等營養(yǎng)物質。 （2）試管苗的細胞核中含有___________個DNA分子。 （3）該實驗說明植物細胞具有___________性。 （4）該試管苗的形成經歷了_________________等幾個過程。 解析：本題考查細胞全能性的概念及多細胞生物體的形成過程，同時還考查了對染色體成分的掌握情況，在了解上述知識后，可知正確答案。 參考答案： （1）水、無機鹽、維生素 （2）20 （3）全能 （4）細胞分裂細胞分化組織器官的形成新個體的形成 ［教師小結］ 細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現(xiàn)象，細胞的分裂是細胞分化的基礎，通過細胞的分裂和分化，生物體才能完成生長、發(fā)育和繁殖的過程。細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。人類利用植物細胞的全能性，通過組織培養(yǎng)，生產出大量的植物良種，拯救珍稀物種，為人類造福；對動物和人體干細胞的研究，將為人類戰(zhàn)勝病魔帶來福音。同學們，努力吧！走科學研究的道路，勝利是屬于你們的。 七、板書設計 6-2 細胞的分化 一、細胞的分化 1.概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。 2.特點：持久性、不可逆性、穩(wěn)定性。 3.時間：整個生命進程，胚胎期達到最大限度。 4.意義：多細胞生物經過細胞分化形成各種不同的細胞和組織，使生物體能正常生長和發(fā)育。 5.機理：基因的選擇性表達。 二、細胞的全能性 1.概念：指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。 2.基礎：細胞內含有該物種的所有遺傳信息。 3.類型： 三、干細胞 1.概念：動物和人體內具有分裂和分化能力的細胞。 2.類型：