1.6.2《细胞分化》的教学设计

第1页《细胞分化》的教学设计教师周建愉学科生物班级授课时间章节名称（教学内容）《细胞分化》这一节内容是人教版必修1第五章第二节，是在学生了解了细胞的结构、功能和增殖的基础上，向学生展现了当今细胞生物学的重要研究课题――细胞的分化与细胞全能性及干细胞。本节内容中，细胞分化是核心内容，《标准》对此要求达到的层次为理解水平，而全能性、干细胞都可由细胞分化的内容拓展而来。本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸，又为学习遗传、变异打下基础。同时，细胞全能性及干细胞的知识又是选修课本中克隆技术和胚胎工程的理论基础，因此学好本节内容对学习后面的有关知识是非常必要的。计划学时1课时教学内容及学情简析高中阶段的学生已经有了一定的抽象思维能力和综合思维能力。由于此部分知识比较抽象，学生将抽象知识具体化、形象化的能力还不够，需要教师由浅入深，从生活中的事例入手，从学生身边常见的实例展开组织教学活动。同时，由于学生的心理特征存在个体差异，对新鲜知识的接收与认知程度不一，因此，教学中要注意从学生的具体实际出发，抓住学生的认知特点，采用恰当的教学策略，使生物科学知识有效地整合到学生原有认知结构中去，丰富和发展原有知识体系，在大脑中建构起新的知识、能力、价值观联系。教学目标1、知识目标举例说明细胞分化的概念和生物学意义；说出什么是细胞全能性并举例说明细胞的全能性理论在动植物克隆技术中的应用；举例说明干细胞的种类、特点和应用。2、能力目标通过公共信息资源（如图书馆、电视、互联网等）收集有关细胞分化和干细胞研究方面的资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息，形成评估有关信息科学性的意识和能力，并尝试科技小论文的写作。3、情感态度与价值观ks5u关注人类的健康问题，认同良好的生活习惯对身体健康的重要意义，树立内因与外因影响生命活动的辩证唯物主义观点，确立积极的生活态度和健康的生活方式。教学重点具体内容解决措施细胞分化的概念和意义，细胞全能性的概念。细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的。通过设疑：多细胞生物体中有数以亿万计的，几百种细胞，但是却由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成的。帮助学生理解彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态、结构和功能上不相同的细胞，这一变化过程即为细胞分化。然后通过联系社会中的职业分工的不同，将职业与生物体内各类细胞承担的生理功能类比，引导学生想象如果没有细胞分化，多细胞生物体内将是怎样的状况？从而加深学生对细胞分化重要意义的理解。教学难点细胞全能性、干细胞概念及实例。从介绍植物细胞的组织培养和蛙的核移植实验使学生明确动植物细胞都具有全能性。通过设疑：如何补充分化了的细胞引入干细胞的知识，从而介绍干细胞的种类和特征。教学资源准备教师安排学生分组，呈现教学目标。让学生自己阅读课本，明确教材中已有内容，提出问题：针对细胞的分化这部分内容，除了教材安排的内容外，我们还需要了解哪些方面的知识内容？开展讨论，确立需要补充的资料范围。教师根据讨论结果，最终确定收集资料的方向和重点。并分配内容到各学习小组。A组收集“骨髓移植”方面的资料。B组收集“克隆技术”方面的资料。C组收集“干细胞研究与应用”方面的资料。各小组明确目的后，通过公共信息资源（如图书馆、互联网等）收集有关的资料，一段时间后，各小组进行资料的汇总归类。教师可以帮助学生进行筛选与补充，学生选择符合本小组收集范围的内容进行整合，并开展组间交流，分享资料第2页教学内容、过程备注教学子内容1［情境创设］教师活动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，（注：教材的问题探讨有关骨髓移植来治疗白血病的话题太沉重，我认为不能用来作为情境创设，可以放在介绍了细胞的全能性以后再讨论）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？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。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。学生活动学生：细胞的增殖，细胞的生长等知识。学生：出示用橡皮泥制作成细胞分裂结果模型。教学子内容2（一）细胞分化及其意义1.什么是细胞分化？教师活动教师：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？教师引导学生回答：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。教师引导学生回答：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，（如图6—2—3），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？教师引导学生讲出：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？提问学生回答。教师用PowerPoint演示细胞分化过程的过程。教师：创设问题：同学们想过吗？组成生物体的各种各样的细胞遗传信息一样吗？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？原来，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。（注：基因的有关知识将在第二模块中继续学习）。也就是说，细胞分化是特定基因在一定的时间、空间表达的结果。讨论到这里，同学们能讲出细胞分化的意义吗？学生活动学生：观察和讨论。学生：思考和观察，然后回答问题。学生观察。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，第3页直到死亡。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。学生阅读课本P118第二自然段和讨论课本的想象空间的问题，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。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。教学子内容3（一）细胞分化及其意义2.细胞分化的意义教师活动教师引导学生回答：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。教师创设问题：是不是所有分化的细胞都不能再分裂呢？教师：同学们，看过家里的爷爷种花，他摘取月季花的一段枝条，把它种到地里，过一段时间，枝条长成完整的植株并开花。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？教师：这两个实验表明，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。同学们能表达清楚吗？学生活动学生讨论。教学子内容4（二）细胞的全能性1.细胞全能性的概念教师活动教师引导学生讲出：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。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？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？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？学生活动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。学生阅读课本P119第四、五自然段。学生交流，教师补充：如我国的克隆山羊阳阳等，学生讨论当今热门话题——“克隆人”可能吗？提出克隆人体器官对医学上人体器官移植的作用。学生讨论课本P117的问题探讨，引出干细胞有关内容的学习。教学子内容52.什么叫干细胞第4页教师活动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？［教师精讲］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。学生活动学生：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。教学子内容6课堂小结教师活动为了让同学们能更好地理解本节的内容，利用下表来概括，如下：概念意义特点、特征原因细胞分化在个体发育中，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通过细胞分化形成各种组织，使生物体能正常地生长发育细胞的全能性：是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。高度分化的植物细胞仍然保持细胞的全能性——应用于植物组织培养。高度分化的动物细胞核仍然具有全能性。干细胞仍具分裂的能力基因的选择性表达［布置作业］课本P120的练习。学生活动学生安表填写回答进行小结形成性练习学习目标与目标对应的形成性练习题说明（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。1.细胞分化的结果是A.细胞数目增加B.形成组织C.生长D.细胞衰老2.组织培养和克隆技术应用的原理是A.所有细胞都具有分化的能力B.所有细胞都具有分裂的能力C.所有细胞的细胞核都具有全能性D.所有的细胞都具有全能性3.细胞分化达到最大限度的时期是A.受精卵时期B.胚胎时期C.有丝分裂时期D.细胞的增殖时期4.在细胞分化过程中，遗传物质将A.发生改变B.部分改变C.不改变D.是随机的5.能克服有性杂交的不亲和性的技术是A.组织培养B.细胞融合C.动物胚胎移植D.克隆技术6.细胞分化发生在个体发育的A.整个生命过程中B.胚胎期C.受精卵分裂期D.性成熟期答案:1.B2.C3.B4.C5.A6.A7.图6—2—4所示为某植株的形成层细胞，通过