细胞的分化

细胞的分化陈剑如教学目标：1.知识与技能（1）了解细胞的分化与生物体发育的关系，能说明细胞的分化。（2）能举例说明细胞的全能性及其在科学研究中的应用。2.过程与方法（1）培养学生分析比较的能力。（2）培养学生联系实际灵活运用知识的能力。（3）学会有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析。3.情感态度与价值观（1）通过学习使学生体会生命的运动性，体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想。（2）引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类的健康问题。激发社会责任感和使命感，激发学生关爱生命的美好情感。教学重点：1.细胞分化的概念和意义。2.细胞全能性的概念。3.细胞分化与细胞分裂的关系。教学难点：1.细胞分化的概念。2.细胞全能性的概念及实例。教具准备：1.各种不同形状的细胞和不同组织的图片。2.植物体细胞培养产生完整植株示意图。3.骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞图片。4.植物体细胞培养产生完整植株的录像片断。5.细胞分化的多媒体课件。6.学生用橡皮泥制作一个细胞连续两次分裂的模型。7.人的受精卵发育成胎儿过程的视频录像。教学过程：［情境创设］教师先播放人的受精卵发育成胎儿过程的视频录像给学生观看，这是人的生理常识，学生会很迫切想认识这个过程，大大地激发学生学习兴趣，非常有利于本节课的学习；学生观看后，教师提问学生回答问题。教师：这个过程中包含了我们前面学过的哪些方面的细胞学知识？学生：细胞的增殖，细胞的生长等知识。教师：上节课我们学习了细胞增殖的知识，认识到细胞增殖的结果是细胞数量的增多，这些细胞是一堆相同的细胞。出示用橡皮泥制作成细胞分裂结果模型。教师：从我们刚才观看的录像认识到在受精卵发育的过程中，只有细胞的增殖和生长是远远不够的，还要有我们今天要学习的细胞的分化。什么是细胞的分化呢？下面我们一起来讨论。［师生互动］（一）细胞分化及其意义1.什么是细胞分化？教师：播放人的胚胎发育过程的FLASH动画。提出问题：胚胎的早期和后期有什么不同？学生：观察和讨论。胚胎发育的早期，各个细胞彼此相似；它们都来自受精卵的分裂，具有相同的遗传物质。教师：组成胎儿的各种细胞组织是怎样来的呢？用PowerPoint演示课本P117的图6—8。见图6—2—1和图6—2—2。图6-2-1图6—2—2细胞和组织分化的不同途径（*内胚层只形成这些器官、系统的上皮）学生：细胞增殖的同时，这些细胞逐渐向不同方向变化，如课本图6-8，红细胞和心肌细胞都来自一群相似的胚胎细胞。后来，有的细胞发育为红细胞，合成运输氧的血红蛋白；有的细胞发育为肌细胞，合成行使运动功能的蛋白质。教师：如图6—2—2，我们看到了组成胎儿的各种细胞组织就是因为细胞的变化方向不同，使它们从相似的早期胚细胞变成了形状结构各异的各种各样的细胞和所组成的组织，这些不同的细胞组织就组成了一个完整的生物体——胎儿。用PowerPoint演示课本P118的图6—9，引导学生观察。提出问题：植物的情况怎样呢？学生：观察。讲出：植物也是一样，同一植物体的各种细胞，如叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞等细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。教师：我们认识到这里，同学们明白什么是细胞分化吗？学生：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化了的细胞将一直保持分化的状态，直到死亡。学生用各种颜色的橡皮泥操作一种细胞分化成多种细胞的模型。加深对细胞分化的理解。1.细胞分化是生物界中普遍存在的一种生命现象，发生在生物体的整个生命进程中，但在胚胎发育期最旺盛，、最频繁，达到最大程度。细胞分化是稳定有序的，一般是不可逆的。2.细胞分化是个体发育的基础。仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织器官（课本P118图6-10），生物体也就不可能正常发育。3.细胞分化使细胞的功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。教师：同学们想过组成生物体的各种各样的细胞遗传信息一样吗？学生：同一个生物个体中，各种各样的细胞遗传信息是完全相同的，都来自受精卵。教师：但这些细胞形态、结构和功能却有很大差异，这是怎么回事呢？资料展示：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的，例如，在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。教师：阅读了上面的资料，你能说出细胞分化的原因吗？学生：细胞分化是特定基因在一定的时间、空间表达的结果。教师：细胞分化的意义是什么？学生：多细胞生物经过细胞分化形成各种不同的细胞和组织，多细胞生物的个体发育起点——受精卵，通过细胞分裂分化形成各种组织、器官和系统，进一步构成多细胞生物个体。教师：是不是所有分化的细胞都不能再分裂呢？我们再来看一个例子，播放胡萝卜经组织培养产生完整植株的录像片。这两个实验表明什么问题呢？学生讨论。教师：这个实验表明，高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞的全能性。（二）细胞的全能性1.细胞全能性的概念教师：什么是细胞的全能性呢？学生：细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的能力。教师：其实受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞。同学们能再举出有关植物细胞全能性应用的例子吗？学生交流当地农业试验基地组织培养的情况，认识组织培养的优越性。教师：通过学习和交流，同学们认识到植物细胞都具有全能性，表现出细胞全能性需要前提条件：必须是离体的细胞或组织器官、适宜的条件，且个体发育同样经过细胞分裂、细胞分化。那动物细胞具有全能性吗？和植物细胞一样吗？学生阅读课本P119第四、五自然段。教师：动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。可是细胞核则不同，它含有保持本物种遗传性所需要的全套基因，并且并没有因细胞分化而失去基因，因此，高度分化的动物细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。同学们能举出例子吗？学生：克隆羊的培育过程。学生讨论课本P117的问题探讨，引出干细胞有关内容的学习。教师：在动物和人体内仍然保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。如：胚胎干细胞和骨髓中的造血干细胞等。为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的残废而减少？学生：因为健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。学生交流有关干细胞研究进展与人类健康的情况。如：在我国的很多大医院，利用骨髓移植已经成功治愈了多例白血病患者；利用胚胎干细胞培育出肝组织，为重肝病患者带来佳音。教师教育学生要有爱心，关爱生命，维护人体健康。教师：细胞分化是生物界中普遍存在的一种生命现象，细胞的分裂是细胞分化的基础，通过细胞的分裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。人类利用植物细胞的全能性，通过组织培养，生产出大量的植物良种，拯救珍稀物种，为人类造福；对动物和人体干细胞的研究，将为人类战胜病魔带来福音。同学们，努力吧！走科学研究的道路，胜利是属于你们的。