人教版必修一細(xì)胞的分化教學(xué)設(shè)計(jì)

第2節(jié)細(xì)胞的分化●從容說課本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)完細(xì)胞的增殖開設(shè)的，教師要明確指出細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現(xiàn)象，僅有細(xì)胞的增殖，而沒有細(xì)胞的分化，生物體是不能正常發(fā)育的。有關(guān)細(xì)胞分化，課程原則的規(guī)定是“闡明細(xì)胞的分化”和“舉例闡明細(xì)胞的全能性”，這都是“理解”水平的規(guī)定；可是細(xì)胞分化概念對(duì)于學(xué)生來說要比細(xì)胞增殖的概念抽象得多，教師可結(jié)合人的受精卵的發(fā)育過程，從而引導(dǎo)學(xué)生展開本節(jié)的學(xué)習(xí)。在講述細(xì)胞的分化時(shí)，應(yīng)當(dāng)聯(lián)系初中學(xué)過的有關(guān)組織、器官、系統(tǒng)的知識(shí)；聯(lián)系不同組織中的細(xì)胞形態(tài)、構(gòu)造、成分等特點(diǎn)。從個(gè)體發(fā)育過程中，多個(gè)組織、器官、系統(tǒng)的建成角度來理解細(xì)胞分化的重要地位。在講述中，最佳結(jié)合運(yùn)用幾個(gè)細(xì)胞分化過程的示意圖和多媒體課件。在教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生理解好下列幾點(diǎn)：①普通多細(xì)胞生物體的發(fā)育起點(diǎn)是一種細(xì)胞(受精卵)，細(xì)胞的分裂只能繁殖出許多相似的細(xì)胞，只有通過細(xì)胞分化才干形成胚胎、幼體，并發(fā)育成成體。②分化的細(xì)胞所呈現(xiàn)出的形態(tài)、構(gòu)造和生理功效的變化，源于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的變化，如構(gòu)成構(gòu)造的蛋白質(zhì)和催化化學(xué)反映的酶。③細(xì)胞分化是一種漸變過程，在胚胎發(fā)育的早期，細(xì)胞外觀上尚未出現(xiàn)明顯變化前，細(xì)胞的分化前途就已經(jīng)決定，后來依次漸變，不能逆轉(zhuǎn)。因此，分化是一種持久的、穩(wěn)定的變化。④由于體細(xì)胞普通是通過有絲分裂繁殖而來的，普通已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相似的染色體，攜帶有本物種相似的DNA分子。因此，分化的細(xì)胞含有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能。在適宜的條件下，有些分化的細(xì)胞含有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個(gè)體的能力。細(xì)胞分化是多細(xì)胞生物體發(fā)育的基礎(chǔ)與核心。鑒于細(xì)胞分化的重要性，課程原則從知識(shí)層面對(duì)細(xì)胞分化的學(xué)習(xí)內(nèi)容提出了比較高的規(guī)定。本節(jié)內(nèi)容是這樣安排的：先介紹什么是細(xì)胞分化，細(xì)胞分化對(duì)多細(xì)胞生物體的發(fā)育有什么重要意義；再介紹已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然可能含有發(fā)育為完整個(gè)體的潛能，即含有全能性；最后安排“干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康”的資料收集與分析活動(dòng)。細(xì)胞分化是指在個(gè)體發(fā)育中，由一種或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后裔，在形態(tài)、構(gòu)造和生理功效上發(fā)生穩(wěn)定性差別的過程。在這個(gè)概念中，“穩(wěn)定性差別”這幾個(gè)字，內(nèi)涵很深刻，也是學(xué)生不好理解的。因此，教科書在有關(guān)細(xì)胞分化的概念的敘述上，不是采用演繹式寫法，而是采用歸納式，從動(dòng)植物體胚胎發(fā)育的具體事例入手，協(xié)助學(xué)生理解什么是細(xì)胞分化。動(dòng)物胚胎發(fā)育的過程，以紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞的分化為例；植物胚胎發(fā)育的過程，以葉肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞和儲(chǔ)藏細(xì)胞的分化為例。通過這些實(shí)例，協(xié)助學(xué)生理解早期胚胎中彼此相似的細(xì)胞，通過分裂和分化，發(fā)育為形態(tài)、構(gòu)造和功效上不相似的細(xì)胞，這一變化過程是持久性的，普通來說，分化了的細(xì)胞將始終保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。細(xì)胞分化的核心在于特異性蛋白質(zhì)的合成，而特異性蛋白質(zhì)合成的實(shí)質(zhì)在于基因選擇性體現(xiàn)。但是學(xué)生沒有學(xué)過基因體現(xiàn)，無法理解基因的選擇性體現(xiàn)是怎么回事。為了讓學(xué)生對(duì)細(xì)胞分化的認(rèn)識(shí)能夠進(jìn)一步到本質(zhì)，即基因水平，而不只是停留在表面現(xiàn)象，即不同類群細(xì)胞形態(tài)、構(gòu)造和功效的差別上，教科書先設(shè)問：“就一種個(gè)體來說，多個(gè)細(xì)胞含有完全相似的遺傳信息，但形態(tài)、構(gòu)造和功效卻有很大差別，這是怎么回事呢？”然后以紅細(xì)胞和肌細(xì)胞中，血紅蛋白基因和肌動(dòng)蛋白基因所處的開、關(guān)狀態(tài)不同為例，解釋在個(gè)體發(fā)育過程中，不同的細(xì)胞中遺傳信息執(zhí)行狀況不同，造成細(xì)胞形態(tài)、構(gòu)造、功效上的差別。通過具體的事例，協(xié)助學(xué)生理解基因的“選擇性”“體現(xiàn)”。緊接著提出下一種問題：高度分化的細(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞那樣，再分化成其它細(xì)胞嗎？由此引入對(duì)“細(xì)胞的全能性”的學(xué)習(xí)，植物細(xì)胞普通都含有全能性，而動(dòng)物和人體內(nèi)有無含有分裂和分化能力的細(xì)胞呢？在這個(gè)問題下，教科書引出了干細(xì)胞的概念。近年來哺乳動(dòng)物胚胎干細(xì)胞的分離成功，極大地增進(jìn)了人們對(duì)干細(xì)胞的認(rèn)識(shí)，并使干細(xì)胞的研究成為生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。干細(xì)胞的研究為替代病變的組織和器官、某些癌癥和遺傳病的治療帶來了新的但愿。教科書安排的“資料收集和分析”活動(dòng)，激勵(lì)學(xué)生通過報(bào)紙、刊物、書籍、互聯(lián)網(wǎng)等途徑收集有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展的資料，在關(guān)注與人類健康親密有關(guān)的生物學(xué)熱點(diǎn)問題的同時(shí)，培養(yǎng)資料收集和分析能力，以及體現(xiàn)與交流的能力?？偠灾竟?jié)內(nèi)容信息量比較大，概念抽象，內(nèi)容新鮮，因此教師要靈活運(yùn)用教學(xué)辦法，如討論法、發(fā)現(xiàn)法、講述法等等，使本節(jié)的教學(xué)達(dá)成新課標(biāo)的規(guī)定。●三維目的1.知識(shí)與技能（1）理解細(xì)胞的分化與生物體發(fā)育的關(guān)系，能闡明細(xì)胞的分化。（2）能舉例闡明細(xì)胞的全能性及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用。2.過程與辦法（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收集和分析。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過學(xué)習(xí)使學(xué)生體會(huì)生命的運(yùn)動(dòng)性，體會(huì)內(nèi)因和外因?qū)ιM(jìn)程的影響等哲學(xué)思想。（2）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)愛生命的美妙情感。●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?！窠虒W(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?！窠叹邷?zhǔn)備1.多個(gè)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)胞分化出多個(gè)血細(xì)胞圖片。4.植物體細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的錄像片斷。5.細(xì)胞分化的多媒體課件。6.學(xué)生用橡皮泥制作一種細(xì)胞持續(xù)兩次分裂的模型。7.人的受精卵發(fā)育成胎兒過程的視頻錄像?！駥W(xué)時(shí)安排1學(xué)時(shí)●教學(xué)過程［課前準(zhǔn)備］為了更加好地貫徹教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位，教師要先把上課所需要的多個(gè)圖片、資料、板書設(shè)計(jì)和視頻等用PowerPoint平臺(tái)制作成多媒體課件；教師在課前檢查學(xué)生收集有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康資料的狀況；學(xué)生用橡皮泥預(yù)先制作一種細(xì)胞持續(xù)兩次分裂的模型以供上課使用。［情境創(chuàng)設(shè)］教師先播放人的受精卵發(fā)育成胎兒過程的視頻錄像給學(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)愛好，（注：教材的問題探討有關(guān)骨髓移植來治療白血病的話題太沉重，我認(rèn)為不能用來作為情境創(chuàng)設(shè)，能夠放在介紹了細(xì)胞的全能性后來再討論）非常有助于本節(jié)課的學(xué)習(xí)；學(xué)生觀看后，教師提問學(xué)生回答下列問題。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(zhǎng)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)胞增殖的成果是細(xì)胞數(shù)量的增多，這些細(xì)胞是一堆相似的細(xì)胞。學(xué)生：出示用橡皮泥制作成細(xì)胞分裂成果模型。教師：從我們剛剛觀看的錄像認(rèn)識(shí)到在受精卵發(fā)育的過程中，只有細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)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FLASH動(dòng)畫。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，含有相似的遺傳物質(zhì)。教師：構(gòu)成胎兒的多個(gè)細(xì)胞組織是如何來的呢？用PowerPoint演示課本P117的圖6—8。見圖6—2—1和圖6—2—2。圖6-2-1圖6—2—2細(xì)胞和組織分化的不同途徑（*內(nèi)胚層只形成這些器官、系統(tǒng)的上皮）學(xué)生：思考和觀察，然后回答下列問題教師引導(dǎo)學(xué)生回答：細(xì)胞增殖的同時(shí)，這些細(xì)胞逐步向不同方向變化，如課本圖6-8，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)功效的蛋白質(zhì)。教師：如圖6—2—2，我們看到了構(gòu)成胎兒的多個(gè)細(xì)胞組織就是由于細(xì)胞的變化方向不同，使它們從相似的早期胚細(xì)胞變成了形狀構(gòu)造各異的多個(gè)各樣的細(xì)胞和所構(gòu)成的組織，（如圖6—2—3），這些不同的細(xì)胞組織就構(gòu)成了一種完整的生物體——胎兒。用PowerPoint演示課本P118的圖6—9，引導(dǎo)學(xué)生觀察。提出問題：植物的狀況如何呢？圖6-2-3多個(gè)不同形狀的細(xì)胞和不同組織的示意圖學(xué)生觀察。教師引導(dǎo)學(xué)生講出：植物也是同樣，同一植物體的多個(gè)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，同窗們明白什么是細(xì)胞分化嗎？提問學(xué)生回答。學(xué)生：在個(gè)體發(fā)育中，由一種或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后裔，在形態(tài)、構(gòu)造和生理功效上發(fā)生穩(wěn)定性差別的過程，叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化是一種持久性的變化，普通來說，分化了的細(xì)胞將始終保持分化的狀態(tài)，直到死亡。學(xué)生用多個(gè)顏色的橡皮泥操作一種細(xì)胞分化成多個(gè)細(xì)胞的模型。教師用PowerPoint演示同樣的過程。學(xué)生閱讀課本P118第二自然段和討論課本的想象空間的問題，加深對(duì)細(xì)胞分化的理解。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)成最大程度。細(xì)胞分化是穩(wěn)定有序的，普通是不可逆的。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，就不可能形成含有特定形態(tài)、構(gòu)造和功效的組織器官（課本P118圖6-10），生物體也就不可能正常發(fā)育。3.細(xì)胞分化使細(xì)胞的功效趨向?qū)ｉT化，有助于提高多個(gè)生理功效的效率。教師：創(chuàng)設(shè)問題：同窗們想過嗎？構(gòu)成生物體的多個(gè)各樣的細(xì)胞遺傳信息同樣嗎？學(xué)生：同一種生物個(gè)體中，多個(gè)各樣的細(xì)胞遺傳信息是完全相似的，都來自受精卵。教師：但這些細(xì)胞形態(tài)、構(gòu)造和功效卻有很大差別，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)行狀況是不同的，例如，在紅細(xì)胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處在活動(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)的基因則處在關(guān)閉狀態(tài)；在肌細(xì)胞中則相反。（注：基因的有關(guān)知識(shí)將在第二模塊中繼續(xù)學(xué)習(xí)）。也就是說，細(xì)胞分化是特定基因在一定的時(shí)間、空間體現(xiàn)的成果。討論到這里，同窗們能講出細(xì)胞分化的意義嗎？2.細(xì)胞分化的意義教師引導(dǎo)學(xué)生回答：多細(xì)胞生物通過細(xì)胞分化形成多個(gè)不同的細(xì)胞和組織，多細(xì)胞生物的個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)——受精卵，通過細(xì)胞分裂分化形成多個(gè)組織、器官和系統(tǒng)，進(jìn)一步構(gòu)成多細(xì)胞生物個(gè)體。教師創(chuàng)設(shè)問題：是不是全部分化的細(xì)胞都不能再分裂呢？教師：同窗們，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(zhǎng)成完整的植株并開花。我們?cè)賮砜匆环N例子，播放胡蘿卜經(jīng)組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的錄像片。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)胞仍然含有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細(xì)胞的全能性。同窗們能體現(xiàn)清晰嗎？（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，仍然含有發(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)胞都是含有全能性的細(xì)胞。同窗們能再舉出有關(guān)植物細(xì)胞全能性應(yīng)用的例子嗎？學(xué)生交流本地農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)基地組織培養(yǎng)的狀況，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，同窗們認(rèn)識(shí)到植物細(xì)胞都含有全能性，體現(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)育同樣通過細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化。那動(dòng)物細(xì)胞含有全能性嗎？和植物細(xì)胞同樣嗎？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步受到限制，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)胞核仍然含有全能性。這能夠從細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)以及其它的實(shí)驗(yàn)證據(jù)中得到證明。同窗們能舉出例子嗎？學(xué)生交流，教師補(bǔ)充：如我國(guó)的克隆山羊陽(yáng)陽(yáng)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)仍然保存著少數(shù)含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：由于健康人會(huì)不停產(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)展與人類健康的狀況。如：在我國(guó)的諸多大醫(yī)院，運(yùn)用骨髓移植已經(jīng)成功治愈了多例白血病患者；運(yùn)用胚胎干細(xì)胞哺育出肝組織，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。［教師精講］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，生物體才干完一生長(zhǎng)、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，仍然含有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。人類運(yùn)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。同窗們，努力吧！走科學(xué)研究的道路，勝利是屬于你們的。［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)胞分化的成果是細(xì)胞數(shù)目增加 B.形成組織C.生長(zhǎng) 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.全部細(xì)胞都含有分化的能力B.全部細(xì)胞都含有分裂的能力C.全部細(xì)胞的細(xì)胞核都含有全能性D.全部的細(xì)胞都含有全能性3.細(xì)胞分化達(dá)成最大程度的時(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)生變化 B.部分變化 C.不變化 D.是隨機(jī)的5.能克服有性雜交的不親和性的技術(shù)是A.組織培養(yǎng) B.細(xì)胞融合C.動(dòng)物胚胎移植 D.克隆技術(shù)6.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.B2.C3.B4.C5.A6.A［課堂小結(jié)］為了讓同窗們能更加好地理解本節(jié)的內(nèi)容，運(yùn)用下表來概括，以下：概念意義特點(diǎn)、特性原因細(xì)胞分化在個(gè)體發(fā)育中，由一種或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后裔，在形態(tài)、構(gòu)造和生理功效上發(fā)生穩(wěn)定性差別的過程通過細(xì)胞分化形成多個(gè)組織，使生物體能正常地生長(zhǎng)發(fā)育細(xì)胞的全能性：是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然含有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。高度分化的植物細(xì)胞仍然保持細(xì)胞的全能性——應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)。高度分化的動(dòng)物細(xì)胞核仍然含有全能性。干細(xì)胞仍具分裂的能力基因的選擇性體現(xiàn)［布置作業(yè)］課本P120的練習(xí)。2.