《细胞的分化》教学案例

《细胞的分化》教学案例一、设计理念：课程标准的要求是“说明细胞的分化”和“举例说明细胞的全能性”，这都是“理解”水平的要求；课程标准建议开展的学生活动是“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。细胞分化是多细胞生物体发育的基础与核心。鉴于细胞分化的重要性，课程标准从知识层面对细胞分化的学习内容提出了比较高的要求。因此本节内容设计应结合实例分析。二、教材分析：学习细胞分化时，应该联系初中学过的有关组织、器官、系统的知识；联系不同组织中的细胞形态、结构和功能的特点。从个体发育过程中各种组织、器官、系统建成的角度来理解细胞分化的重要意义。关于细胞分化的概念和意义，在教学时应注意引导学生探讨以下问题。1.细胞分化在生物界普遍存在的实例。例如，在植物的胚根发育成根的过程中，分生区的细胞不断分裂，形成的细胞近似正方体，随着细胞的生长，变成伸长区的长方体细胞，后来分化成成熟区的输导组织的导管细胞、根毛细胞、薄壁细胞等形态、结构、功能各异的细胞。又如动物的胚胎细胞形成多细胞生物体，干细胞再生出各种细胞等。2.细胞分化的过程。在细胞外观尚未出现明显变化之前，细胞分化的前途就由遗传信息的执行情况决定了，分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，首先源于细胞内化学物质的变化，如结构蛋白和催化化学反应的酶，以后依次渐变，不能逆转，因此，分化是一种持久的、稳定的渐变过程。3.细胞分化的意义。一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（受精卵），细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体，细胞分化是生物个体发育的基础。细胞的全能性是教学的难点，可以从细胞有丝分裂结果，染色体和DNA数目不变来分析。由于体细胞一般是受精卵通过有丝分裂繁殖而来的，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。因此，分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。三、学情分析：学生已经学习了细胞的基本结构，细胞分裂，知道个体是由受精卵发育而来，个体是由多种细胞构成的，因此学生对于本节的学习有一定的知识基础。四、教学目标：1.说明细胞的分化。2.举例说明细胞的全能性。3.进行有关干细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析。五、重点和难点：1、重点（1）细胞分化的概念和意义。（2）细胞全能性的概念。2、难点细胞全能性的概念及实例六、教学过程：（一）引言：通过前面的学习，我们知道细胞主要是经过有丝分裂产生的。问题：一个受精卵，如果只进行细胞的分裂，能形成我们这些具有一定形态、结构和生理功能的生物体吗？细胞除了要进行细胞分裂之外，还需要进行怎样的变化呢？（二）新授内容：一、细胞分化及其意义请同学们结合新学案学习探究1、2、3、4，阅读教材P117-118页，并思考下列问题1.你能举出一些细胞分化的实例吗？2.构成不同组织和器官的细胞，为何形态、结构和功能多样？3.细胞分化的特点和意义有哪些？4.细胞的分裂与细胞的分化有哪些异同点？5.细胞出现了分化，是不是遗传物质发生了改变？（或各种细胞具有完全相同的遗传信息，为什么会出现细胞的分化呢？）教师结合多媒体课件，提供大量的有关细胞形态、结构多样的图像信息，学生观察，引发思考，相互讨论，以解决第1和第2个思考题。并进一步引发学生思考，到底什么是细胞的分化？（同学们讨论解决）学生通过自主学习，比较、归纳等方法，可以答出细胞分化的概念及细胞分化的特点及意义，也就是第3个思考题。第1、2、3小题的答案如下：1.细胞分化的实例：如根尖的分生区细胞不断的分裂、分化，形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；胚珠发育成种子，子房发育成果实；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙；骨髓造血都包涵着细胞的分化。2.因为不同的组织和器官的细胞，在分化过程中，要执行不同的功能。为了使结构与功能相适应，所以在结构和形态上也有了变化，具有了多样性。3.细胞分化的特点是持久的、稳定的渐变过程，是不能逆转的过程。细胞分化是生物个体发育的基础；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。4、比较细胞分裂和细胞分化。由于在前面的章节中，刚刚讲过关于细胞分裂的问题，在引出细胞分化的时候，也涉及细胞的分裂，因此教师可以从细胞发生的变化、发生的时间、在个体发育过程中的意义角度，通过列表的形式来进行分析。同时也起到了温故知新的目的，提高了学生的学习兴趣，增强了信心。列表如下：即第4小题的答案细胞分裂细胞分化细胞变化数量增多细胞形态、结构、生理功能发生稳定性差异，且这种变异是不可逆转的发生时间从受精卵开始，有些部位的细胞终生保持分裂能力，有的细胞发育到一定的时期就停止分裂。胚胎早期开始出现细胞分化，是一种持久性的变化，在胚胎期达到最大限度。在个体发育中的意义保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性。没有细胞分化，生物体就不能进行正常的发育。5不是；虽然各种细胞具有完全相同的遗传信息，但在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的，在某些细胞中，控制性状的基因是打开的，而控制另外一些性状的基因是关闭的，即基因的选择性表达，所以出现了功能不同的细胞，也就是细胞的分化。二、细胞的全能性问题：体细胞一般是经过受精卵的有丝分裂产生的，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。这些高度分化的细胞，是否还能像早期胚胎一样，再分化成其他细胞？学生阅读课本P118－120页，并思考下列问题：1.既然细胞分化的结果是产生稳定性变异，且这种变异是不可逆转的，为什么高度分化的细胞还具有全能性？2.克隆人能不能实现？为什么？教师结合多媒体课件，展示胡萝卜组织培养产生完整植株的画面，并总结：由胡萝卜韧皮部分离的细胞，在适宜条件下，经过分裂和分化又能发育成新的植株，说明已经分化的细胞仍然有发育的潜能，这就是细胞的全能性。提问：为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞，经培养表现出了全能性？1.细胞全能性强调的是“潜能”，虽然变异是不可逆转的，但是已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的全套基因，并且没有因细胞分化而失去基因。在某些特定的情况下，它就可以经分裂和分化而形成新的生物体。问题：动物细胞具有全能性吗？为什么动物细胞的细胞核具有全能性？引出人体干细胞的问题及干细胞的应用。分化程度越低的细胞，全能性就越强，高度分化的生殖细胞也具有较强的全能性。要求同学们搜集有关干细胞的资料，关注人类生命健康。多媒体课件展示一下克隆羊多莉和细胞核移植的过程。以便解决第2个问题。第2题答案如下：2.克隆人虽然在理论上是可以的，但它违背了社会发展的客观规律和人类的伦理道德，所以不会实现。但我们可以利用克隆技术来克隆人的器官，以解决某些病人的疾苦。七、教学反思在教学设计中，本着自主学习与合作学习的教育理念，采用半开放式的课堂教学，引导学生结合图像信息、多媒体课件及相关的阅读资料、思考讨论题等，在教师的指导下完成本课的探究教学，从而增大了学生学习活动的空间，使其更加主动地参与到学习中来，养成爱学、会学的学习习惯。本课内容涉及细胞分化的概念及在个体发育中的意义，由高度分化的细胞能否继续进行分化引出细胞的全能性，在细胞全能性的教学中，尽量结合生产实际，把与之相关的内容展现在学生的面前，以使学生更易于理解。细胞分化是多细胞生物个体发育的基础，学习中要注意理解细胞分裂和细胞分化在个体发育中的不同作用。一般多细胞生物体的发育起点是受精卵，通过细胞分裂可以增加细胞的数量，但需经过细胞分化才能使生物体中的细胞形成具有特定形态、结构、功能的组织和器官，并最终发育成性成熟的个体。细胞分化的原因，是细胞中相关基因的打开与关闭的结果。对于本课的教学，结合图像信息、多媒体课件等形势，把细胞的形态结构多样、功能多样以感性材料的形式展现在同学们面前，让他们通过听、看、思考等形式去领悟分化的内涵，区分分化与分裂的不同。同时设计出本部分的探究思考题，引导学生自主的学习探究。由分裂的结果，染色体和DNA数目不变来分析细胞的全能性问题。一般来说，生物体都是由一个受精卵细胞经过细胞的有丝分裂繁殖而来，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。因此分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。在一定的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化的能力。在教学中，结合当前的社会热点问题，如克隆羊多莉、胚胎移植、干细胞移植等引起学生的兴趣，从而有利于本节的教学。