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《細(xì)胞的分化》教學(xué)設(shè)計(jì) 生物組 謝芳 一、三維目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 （1）了解細(xì)胞的分化與生物體發(fā)育的關(guān)系，能說明細(xì)胞的分化。 （2）能舉例說明細(xì)胞的全能性及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用。 2.過程與方法 （1）培養(yǎng)學(xué)生分析比較的能力。 （2）培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。 （3）學(xué)會(huì)有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康的資料搜集和分析。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)今世界面臨的重大社會(huì)問題和人類的健康問題。激發(fā)社會(huì)責(zé)任感和使命感，激發(fā)學(xué)生關(guān)愛生命的美好情感。 二、教學(xué)重點(diǎn) 1.細(xì)胞分化的概念和意義。 2.細(xì)胞全能性的概念。 3.細(xì)胞分化與細(xì)胞分裂的關(guān)系。 三、教學(xué)難點(diǎn) 1.細(xì)胞分化的概念。 2.細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例。 四、教具準(zhǔn)備 1.各種不同形狀的細(xì)胞和不同組織的圖片。 2.植物體細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株示意圖。 3.骨髓中造血干細(xì)胞分化出各種血細(xì)胞圖片。 4.細(xì)胞分化的多媒體課件。 五、課時(shí)安排 1課時(shí) 六、教學(xué)過程 ［情境創(chuàng)設(shè)］ 教師先播放人的受精卵發(fā)育成胎兒過程的圖片給學(xué)生觀看，這是人的生理常識(shí)，學(xué)生會(huì)很迫切想認(rèn)識(shí)這個(gè)過程，大大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 教師：這個(gè)過程中包含了我們前面學(xué)過的哪些方面的細(xì)胞學(xué)知識(shí)？ 學(xué)生：細(xì)胞的增殖，細(xì)胞的生長等知識(shí)。 教師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了細(xì)胞增殖的知識(shí)，認(rèn)識(shí)到細(xì)胞增殖的結(jié)果是細(xì)胞數(shù)量的增多，這些細(xì)胞是一堆相同的細(xì)胞。在受精卵發(fā)育的過程中，只有細(xì)胞的增殖和生長是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要有我們今天要學(xué)習(xí)的細(xì)胞的分化。什么是細(xì)胞的分化呢？下面我們一起來討論。 ［師生互動(dòng)］ （一）細(xì)胞分化及其意義 1.什么是細(xì)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(xué)生：觀察和討論。 教師引導(dǎo)學(xué)生回答：胚胎發(fā)育的早期，各個(gè)細(xì)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(zhì)。 教師：組成胎兒的各種細(xì)胞組織是怎樣來的呢？ 教師引導(dǎo)學(xué)生回答：細(xì)胞增殖的同時(shí)，這些細(xì)胞逐漸向不同方向變化，如PPT圖片，紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞都來自一群相似的胚胎細(xì)胞。后來，有的細(xì)胞發(fā)育為紅細(xì)胞，合成運(yùn)輸氧的血紅蛋白；有的細(xì)胞發(fā)育為肌細(xì)胞，合成行使運(yùn)動(dòng)功能的蛋白質(zhì)。 教師：我們看到了組成胎兒的各種細(xì)胞組織就是因?yàn)榧?xì)胞的變化方向不同，使它們從相似的早期胚細(xì)胞變成了形狀結(jié)構(gòu)各異的各種各樣的細(xì)胞和所組成的組織，這些不同的細(xì)胞組織就組成了一個(gè)完整的生物體——胎兒。提出問題：植物的情況怎樣呢？（PPT圖片） 學(xué)生觀察。 教師引導(dǎo)學(xué)生講出：植物也是一樣，同一植物體的各種細(xì)胞，如葉肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞、儲(chǔ)藏細(xì)胞等細(xì)胞也都來自一群彼此相似的早期胚細(xì)胞。 教師：我們認(rèn)識(shí)到這里，同學(xué)們明白什么是細(xì)胞分化嗎？提問學(xué)生回答。 學(xué)生：在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化的狀態(tài)，直到死亡。 1.細(xì)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(gè)生命進(jìn)程中，但在胚胎發(fā)育期最旺盛，最頻繁，達(dá)到最大程度。細(xì)胞分化是穩(wěn)定有序的，一般是不可逆的。 2.細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。僅有細(xì)胞的增殖，而沒有細(xì)胞的分化，就不可能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織器官，生物體也就不可能正常發(fā)育。 3.細(xì)胞分化使細(xì)胞的功能趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。 教師：創(chuàng)設(shè)問題：同學(xué)們想過嗎？組成生物體的各種各樣的細(xì)胞遺傳信息一樣嗎？ 學(xué)生：同一個(gè)生物個(gè)體中，各種各樣的細(xì)胞遺傳信息是完全相同的，都來自受精卵。 教師：但這些細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大差異，這是怎么回事呢？原來，在個(gè)體發(fā)育過程中，不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如，在紅細(xì)胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動(dòng)狀態(tài)，與肌動(dòng)蛋白（肌細(xì)胞中的一種蛋白質(zhì)）合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細(xì)胞中則相反。也就是說，細(xì)胞分化是特定基因在一定的時(shí)間、空間表達(dá)的結(jié)果。 教師創(chuàng)設(shè)問題：是不是所有分化的細(xì)胞都不能再分裂呢？ 教師：同學(xué)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(shí)間，枝條長成完整的植株并開花。我們?cè)賮砜匆粋€(gè)例子，課本上美國科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜經(jīng)組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的圖片。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)表明什么問題呢？學(xué)生討論。 教師：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細(xì)胞的全能性。 （二）細(xì)胞的全能性 1.細(xì)胞全能性的概念 教師引導(dǎo)學(xué)生講出：細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 教師：其實(shí)受精卵和早期胚胎細(xì)胞都是具有全能性的細(xì)胞。同學(xué)們能再舉出有關(guān)植物細(xì)胞全能性應(yīng)用的例子嗎？ 學(xué)生交流當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地組織培養(yǎng)的情況，認(rèn)識(shí)組織培養(yǎng)的優(yōu)越性。 教師：通過學(xué)習(xí)和交流，同學(xué)們認(rèn)識(shí)到植物細(xì)胞都具有全能性，表現(xiàn)出細(xì)胞全能性需要前提條件：必須是離體的細(xì)胞或組織器官、適宜的條件，且個(gè)體發(fā)育同樣經(jīng)過細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化。那動(dòng)物細(xì)胞具有全能性嗎？和植物細(xì)胞一樣嗎？ 學(xué)生閱讀課本P119第四、五自然段。 教師：動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨著細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制，細(xì)胞分化潛能變窄，這是指整體細(xì)胞而言?？墒羌?xì)胞核則不同，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(xì)胞分化而失去基因，因此，高度分化的動(dòng)物細(xì)胞核仍然具有全能性。這可以從細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)以及其他的實(shí)驗(yàn)證據(jù)中得到證實(shí)。同學(xué)們能舉出例子嗎？ 學(xué)生交流，教師補(bǔ)充：如我國的克隆山羊陽陽等，學(xué)生討論當(dāng)今熱門話題——“克隆人”可能嗎？提出克隆人體器官對(duì)醫(yī)學(xué)上人體器官移植的作用。 學(xué)生討論課本P117的問題探討，引出干細(xì)胞有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。 2.什么叫干細(xì)胞 在動(dòng)物和人體內(nèi)仍然保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫做干細(xì)胞。如：胚胎干細(xì)胞和骨髓中的造血干細(xì)胞等。為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會(huì)隨著血細(xì)胞的殘廢而減少？ 學(xué)生：因?yàn)榻】等藭?huì)不斷產(chǎn)生新的血細(xì)胞，補(bǔ)充到血液中去。 學(xué)生交流有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)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(jīng)成功治愈了多例白血病患者；利用胚胎干細(xì)胞培育出肝組織，為重肝病患者帶來佳音。教師教育學(xué)生要有愛心，關(guān)愛生命，維護(hù)人體健康。 ［評(píng)價(jià)反饋］ 用PowerPoint演示下列題目，學(xué)生搶答，統(tǒng)計(jì)正誤，進(jìn)行反饋。 1.細(xì)胞分化的結(jié)果是 A. 細(xì)胞數(shù)目增加 B.形成組織 C.生長 D.細(xì)胞衰老 2.組織培養(yǎng)和克隆技術(shù)應(yīng)用的原理是 A.所有細(xì)胞都具有分化的能力 B.所有細(xì)胞都具有分裂的能力 C.所有細(xì)胞的細(xì)胞核都具有全能性 D.所有的細(xì)胞都具有全能性 3.細(xì)胞分化達(dá)到最大限度的時(shí)期是 A.受精卵時(shí)期 B.胚胎時(shí)期 C.有絲分裂時(shí)期 D.細(xì)胞的增殖時(shí)期 4.在細(xì)胞分化過程中，遺傳物質(zhì)將 A.發(fā)生改變 B.部分改變 C.不改變 D.是隨機(jī)的 5.細(xì)胞分化發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的 A.整個(gè)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(xí)。 2.預(yù)習(xí)第三節(jié)，收集有關(guān)社會(huì)老齡化的相關(guān)資料。 ［課后拓展］ 圖所示為某植株的形成層細(xì)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(duì)染色體。 （1）愈傷組織是形成層細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，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(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)。 （2）試管苗的細(xì)胞核中含有___________個(gè)DNA分子。 （3）該實(shí)驗(yàn)說明植物細(xì)胞具有___________性。 （4）該試管苗的形成經(jīng)歷了_________________等幾個(gè)過程。 解析：本題考查細(xì)胞全能性的概念及多細(xì)胞生物體的形成過程，同時(shí)還考查了對(duì)染色體成分的掌握情況，在了解上述知識(shí)后，可知正確答案。 參考答案： （1）水、無機(jī)鹽、維生素 （2）20 （3）全能 （4）細(xì)胞分裂細(xì)胞分化組織器官的形成新個(gè)體的形成 ［教師小結(jié)］ 細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現(xiàn)象，細(xì)胞的分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，通過細(xì)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(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。人類利用植物細(xì)胞的全能性，通過組織培養(yǎng)，生產(chǎn)出大量的植物良種，拯救珍稀物種，為人類造福；對(duì)動(dòng)物和人體干細(xì)胞的研究，將為人類戰(zhàn)勝病魔帶來福音。同學(xué)們，努力吧！走科學(xué)研究的道路，勝利是屬于你們的。 七、板書設(shè)計(jì) 6-2 細(xì)胞的分化 一、細(xì)胞的分化 1.概念：在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細(xì)胞分化。 2.特點(diǎn)：持久性、不可逆性、穩(wěn)定性。 3.時(shí)間：整個(gè)生命進(jìn)程，胚胎期達(dá)到最大限度。 4.意義：多細(xì)胞生物經(jīng)過細(xì)胞分化形成各種不同的細(xì)胞和組織，使生物體能正常生長和發(fā)育。 5.機(jī)理：基因的選擇性表達(dá)。 二、細(xì)胞的全能性 1.概念：指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 2.基礎(chǔ)：細(xì)胞內(nèi)含有該物種的所有遺傳信息。 3.類型： 三、干細(xì)胞 1.概念：動(dòng)物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。 2.類型：