2019-2020年高一生物 細胞的分化示范教案 新人教版.doc

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2019-2020年高一生物 細胞的分化示范教案 新人教版 ●從容說課 本節(jié)內容是在學生學習完細胞的增殖開設的，教師要明確指出細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現象，僅有細胞的增殖，而沒有細胞的分化，生物體是不能正常發(fā)育的。關于細胞分化，課程標準的要求是“說明細胞的分化”和“舉例說明細胞的全能性”，這都是“理解”水平的要求；可是細胞分化概念對于學生來說要比細胞增殖的概念抽象得多，教師可結合人的受精卵的發(fā)育過程，從而引導學生展開本節(jié)的學習。 在講述細胞的分化時，應該聯系初中學過的有關組織、器官、系統(tǒng)的知識；聯系不同組織中的細胞形態(tài)、結構、成分等特點。從個體發(fā)育過程中，各種組織、器官、系統(tǒng)的建成角度來理解細胞分化的重要地位。在講述中，最好結合運用幾種細胞分化過程的示意圖和多媒體課件。 在教學中，教師應當引導學生理解好以下幾點：①一般多細胞生物體的發(fā)育起點是一個細胞(受精卵)，細胞的分裂只能繁殖出許多相同的細胞，只有經過細胞分化才能形成胚胎、幼體，并發(fā)育成成體。②分化的細胞所呈現出的形態(tài)、結構和生理功能的變化，源于細胞內化學物質的變化，如組成結構的蛋白質和催化化學反應的酶。③細胞分化是一個漸變過程，在胚胎發(fā)育的早期，細胞外觀上尚未出現明顯變化前，細胞的分化前途就已經決定，以后依次漸變，不能逆轉。因此，分化是一種持久的、穩(wěn)定的變化。④由于體細胞一般是通過有絲分裂繁殖而來的，一般已分化的細胞都有一整套和受精卵相同的染色體，攜帶有本物種相同的DNA分子。因此，分化的細胞具有發(fā)育成完整新個體的潛能。在合適的條件下，有些分化的細胞具有恢復分裂、重新分化發(fā)育成完整新個體的能力。 細胞分化是多細胞生物體發(fā)育的基礎與核心。鑒于細胞分化的重要性，課程標準從知識層面對細胞分化的學習內容提出了比較高的要求。本節(jié)內容是這樣安排的：先介紹什么是細胞分化，細胞分化對多細胞生物體的發(fā)育有什么重要意義；再介紹已經分化的細胞，仍然可能具有發(fā)育為完整個體的潛能，即具有全能性；最后安排“干細胞研究進展與人類健康”的資料搜集與分析活動。 細胞分化是指在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。在這個概念中，“穩(wěn)定性差異”這幾個字，內涵很深刻，也是學生不好理解的。因此，教科書在關于細胞分化的概念的敘述上，不是采取演繹式寫法，而是采取歸納式，從動植物體胚胎發(fā)育的具體事例入手，幫助學生理解什么是細胞分化。動物胚胎發(fā)育的過程，以紅細胞和心肌細胞的分化為例；植物胚胎發(fā)育的過程，以葉肉細胞、表皮細胞和儲藏細胞的分化為例。通過這些實例，幫助學生理解早期胚胎中彼此相似的細胞，經過分裂和分化，發(fā)育為形態(tài)、結構和功能上不相同的細胞，這一變化過程是持久性的，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。 細胞分化的關鍵在于特異性蛋白質的合成，而特異性蛋白質合成的實質在于基因選擇性表達。但是學生沒有學過基因表達，無法理解基因的選擇性表達是怎么回事。為了讓學生對細胞分化的認識能夠深入到本質，即基因水平，而不只是停留在表面現象，即不同類群細胞形態(tài)、結構和功能的差異上，教科書先設問：“就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳信息，但形態(tài)、結構和功能卻有很大差異，這是怎么回事呢？”然后以紅細胞和肌細胞中，血紅蛋白基因和肌動蛋白基因所處的開、關狀態(tài)不同為例，解釋在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息執(zhí)行情況不同，導致細胞形態(tài)、結構、功能上的差異。通過具體的事例，幫助學生理解基因的“選擇性”“表達”。 緊接著提出下一個問題：高度分化的細胞，還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其他細胞嗎？由此引入對“細胞的全能性”的學習，植物細胞一般都具有全能性，而動物和人體內有沒有具有分裂和分化能力的細胞呢？在這個問題下，教科書引出了干細胞的概念。近年來哺乳動物胚胎干細胞的分離成功，極大地促進了人們對干細胞的認識，并使干細胞的研究成為生物醫(yī)學研究的熱點領域之一。干細胞的研究為替換病變的組織和器官、某些癌癥和遺傳病的治療帶來了新的希望。教科書安排的“資料搜集和分析”活動，鼓勵學生通過報紙、刊物、書籍、互聯網等途徑搜集有關干細胞研究進展的資料，在關注與人類健康密切相關的生物學熱點問題的同時，培養(yǎng)資料搜集和分析能力，以及表達與交流的能力。 綜上所述，本節(jié)內容信息量比較大，概念抽象，內容新鮮，因此教師要靈活運用教學方法，如討論法、發(fā)現法、講述法等等，使本節(jié)的教學達到新課標的要求。 ●三維目標 1.知識與技能 （1）了解細胞的分化與生物體發(fā)育的關系，能說明細胞的分化。 （2）能舉例說明細胞的全能性及其在科學研究中的應用。 2.過程與方法 （1）培養(yǎng)學生分析比較的能力。 （2）培養(yǎng)學生聯系實際靈活運用知識的能力。 （3）學會有關干細胞研究進展與人類健康的資料搜集和分析。 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）通過學習使學生體會生命的運動性，體會內因和外因對生命進程的影響等哲學思想。 （2）引導學生關注當今世界面臨的重大社會問題和人類的健康問題。激發(fā)社會責任感和使命感，激發(fā)學生關愛生命的美好情感。 ●教學重點 1.細胞分化的概念和意義。 2.細胞全能性的概念。 3.細胞分化與細胞分裂的關系。 ●教學難點 1.細胞分化的概念。 2.細胞全能性的概念及實例。 ●教具準備 1.各種不同形狀的細胞和不同組織的圖片。 2.植物體細胞培養(yǎng)產生完整植株示意圖。 3.骨髓中造血干細胞分化出各種血細胞圖片。 4.植物體細胞培養(yǎng)產生完整植株的錄像片斷。 5.細胞分化的多媒體課件。 6.學生用橡皮泥制作一個細胞連續(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。 ●課時安排 1課時 ●教學過程 ［課前準備］ 為了更好地落實教師的主導地位和學生的主體地位，教師要先把上課所需要的各種圖片、資料、板書設計和視頻等用PowerPoint平臺制作成多媒體課件；教師在課前檢查學生搜集有關干細胞研究進展與人類健康資料的情況；學生用橡皮泥預先制作一個細胞連續(xù)兩次分裂的模型以供上課使用。 ［情境創(chuàng)設］ 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生觀看，這是人的生理常識，學生會很迫切想認識這個過程，大大地激發(fā)學生學習興趣，（注：教材的問題探討有關骨髓移植來治療白血病的話題太沉重，我認為不能用來作為情境創(chuàng)設，可以放在介紹了細胞的全能性以后再討論）非常有利于本節(jié)課的學習；學生觀看后，教師提問學生回答問題。 教師：這個過程中包含了我們前面學過的哪些方面的細胞學知識？ 學生：細胞的增殖，細胞的生長等知識。 教師：上節(jié)課我們學習了細胞增殖的知識，認識到細胞增殖的結果是細胞數量的增多，這些細胞是一堆相同的細胞。 學生：出示用橡皮泥制作成細胞分裂結果模型。 教師：從我們剛才觀看的錄像認識到在受精卵發(fā)育的過程中，只有細胞的增殖和生長是遠遠不夠的，還要有我們今天要學習的細胞的分化。什么是細胞的分化呢？下面我們一起來討論。 ［師生互動］ （一）細胞分化及其意義 1.什么是細胞分化？ 教師：播放人的胚胎發(fā)育過程的FLASH動畫。提出問題：胚胎的早期和后期有什么 不同？ 學生：觀察和討論。 教師引導學生回答：胚胎發(fā)育的早期，各個細胞彼此相似；它們都來自受精卵的分裂，具有相同的遺傳物質。 教師：組成胎兒的各種細胞組織是怎樣來的呢？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 細胞和組織分化的不同途徑（*內胚層只形成這些器官、系統(tǒng)的上皮） 學生：思考和觀察，然后回答問題。 教師引導學生回答：細胞增殖的同時，這些細胞逐漸向不同方向變化，如課本圖6-8，紅細胞和心肌細胞都來自一群相似的胚胎細胞。后來，有的細胞發(fā)育為紅細胞，合成運輸氧的血紅蛋白；有的細胞發(fā)育為肌細胞，合成行使運動功能的蛋白質。 教師：如圖6—2—2，我們看到了組成胎兒的各種細胞組織就是因為細胞的變化方向不同，使它們從相似的早期胚細胞變成了形狀結構各異的各種各樣的細胞和所組成的組織，（如圖6—2—3），這些不同的細胞組織就組成了一個完整的生物體——胎兒。用PowerPoint演示課本P118的圖6—9，引導學生觀察。提出問題：植物的情況怎樣呢？ 圖6-2-3 各種不同形狀的細胞和不同組織的示意圖 學生觀察。 教師引導學生講出：植物也是一樣，同一植物體的各種細胞，如葉肉細胞、表皮細胞、儲藏細胞等細胞也都來自一群彼此相似的早期胚細胞。 教師：我們認識到這里，同學們明白什么是細胞分化嗎？提問學生回答。 學生：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。細胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化的狀態(tài)，直到死亡。 學生用各種顏色的橡皮泥操作一種細胞分化成多種細胞的模型。教師用PowerPoint演示同樣的過程。學生閱讀課本P118第二自然段和討論課本的想象空間的問題，加深對細胞分化的理解。 1.細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現象，發(fā)生在生物體的整個生命進程中，但在胚胎發(fā)育期最旺盛， 、最頻繁，達到最大程度。細胞分化是穩(wěn)定有序的，一般是不可逆的。 2.細胞分化是個體發(fā)育的基礎。僅有細胞的增殖，而沒有細胞的分化，就不可能形成具有特定形態(tài)、結構和功能的組織器官（課本P118圖6-10），生物體也就不可能正常發(fā)育。 3.細胞分化使細胞的功能趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。 教師：創(chuàng)設問題：同學們想過嗎？組成生物體的各種各樣的細胞遺傳信息一樣嗎？ 學生：同一個生物個體中，各種各樣的細胞遺傳信息是完全相同的，都來自受精卵。 教師：但這些細胞形態(tài)、結構和功能卻有很大差異，這是怎么回事呢？原來，在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如，在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白（肌細胞中的一種蛋白質）合成有關的基因則處于關閉狀態(tài)；在肌細胞中則相反。（注：基因的有關知識將在第二模塊中繼續(xù)學習）。也就是說，細胞分化是特定基因在一定的時間、空間表達的結果。討論到這里，同學們能講出細胞分化的意義嗎？ 2.細胞分化的意義 教師引導學生回答：多細胞生物經過細胞分化形成各種不同的細胞和組織，多細胞生物的個體發(fā)育起點——受精卵，通過細胞分裂分化形成各種組織、器官和系統(tǒng)，進一步構成多細胞生物個體。 教師創(chuàng)設問題：是不是所有分化的細胞都不能再分裂呢？ 教師：同學們，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，過一段時間，枝條長成完整的植株并開花。我們再來看一個例子，播放胡蘿卜經組織培養(yǎng)產生完整植株的錄像片。這兩個實驗表明什么問題呢？學生討論。 教師：這兩個實驗表明，高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細胞的全能性。同學們能表達清楚嗎？ （二）細胞的全能性 1.細胞全能性的概念 教師引導學生講出：細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的 潛能。 教師：其實受精卵和早期胚胎細胞都是具有全能性的細胞。同學們能再舉出有關植物細胞全能性應用的例子嗎？ 學生交流當地農業(yè)試驗基地組織培養(yǎng)的情況，認識組織培養(yǎng)的優(yōu)越性。 教師：通過學習和交流，同學們認識到植物細胞都具有全能性，表現出細胞全能性需要前提條件：必須是離體的細胞或組織器官、適宜的條件，且個體發(fā)育同樣經過細胞分裂、細胞分化。那動物細胞具有全能性嗎？和植物細胞一樣嗎？ 學生閱讀課本P119第四、五自然段。 教師：動物細胞的全能性隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，細胞分化潛能變窄，這是指整體細胞而言?？墒羌毎藙t不同，它含有保持本物種遺傳性所需要的全套基因，并且并沒有因細胞分化而失去基因，因此，高度分化的動物細胞核仍然具有全能性。這可以從細胞核移植實驗以及其他的實驗證據中得到證實。同學們能舉出例子嗎？ 學生交流，教師補充：如我國的克隆山羊陽陽等，學生討論當今熱門話題——“克隆人”可能嗎？提出克隆人體器官對醫(yī)學上人體器官移植的作用。 學生討論課本P117的問題探討，引出干細胞有關內容的學習。 2.什么叫干細胞 在動物和人體內仍然保留著少數具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。如：胚胎干細胞和骨髓中的造血干細胞等。為什么健康人的血細胞數量不會隨著血細胞的殘廢而減少？ 學生：因為健康人會不斷產生新的血細胞，補充到血液中去。 學生交流有關干細胞研究進展與人類健康的情況。如：在我國的很多大醫(yī)院，利用骨髓移植已經成功治愈了多例白血病患者；利用胚胎干細胞培育出肝組織，為重肝病患者帶來佳音。教師教育學生要有愛心，關愛生命，維護人體健康。 ［教師精講］ 細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現象，細胞的分裂是細胞分化的基礎，通過細胞的分裂和分化，生物體才能完成生長、發(fā)育和繁殖的過程。細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。人類利用植物細胞的全能性，通過組織培養(yǎng)，生產出大量的植物良種，拯救珍稀物種，為人類造福；對動物和人體干細胞的研究，將為人類戰(zhàn)勝病魔帶來福音。同學們，努力吧！走科學研究的道路，勝利是屬于你們的。 ［評價反饋］ 用PowerPoint演示下列題目，學生搶答，統(tǒng)計正誤，進行反饋。 1.細胞分化的結果是 A. 細胞數目增加 B.形成組織 C.生長 D.細胞衰老 2.組織培養(yǎng)和克隆技術應用的原理是 A.所有細胞都具有分化的能力 B.所有細胞都具有分裂的能力 C.所有細胞的細胞核都具有全能性 D.所有的細胞都具有全能性 3.細胞分化達到最大限度的時期是 A.受精卵時期 B.胚胎時期 C.有絲分裂時期 D.細胞的增殖時期 4.在細胞分化過程中，遺傳物質將 A.發(fā)生改變 B.部分改變 C.不改變 D.是隨機的 5.能克服有性雜交的不親和性的技術是 A.組織培養(yǎng) B.細胞融合 C.動物胚胎移植 D.克隆技術 6.細胞分化發(fā)生在個體發(fā)育的 A.整個生命過程中 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 6.A ［課堂小結］ 為了讓同學們能更好地理解本節(jié)的內容，利用下表來概括，如下： 概 念 意 義 特點、特征 原 因 細胞分化 在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的 過程 通過細胞分化形成各種組織，使生物體能正常地生長發(fā)育 細胞的全能性：是指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。高度分化的植物細胞仍然保持細胞的全能性——應用于植物組織培養(yǎng)。高度分化的動物細胞核仍然具有全能性。干細胞仍具分裂的能力 基因的選擇性表達 ［布置作業(yè)］ 課本P120的練習。 2.預習第三節(jié)，收集有關社會老齡化的相關資料。 ［課后拓展］ 圖6—2—4所示為某植株的形成層細胞，通過無菌操作，接入試管苗的培育過程，已知該植株有10對染色體。 圖6—2—4 （1）愈傷組織是形成層細胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細胞團，在愈傷組織的形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得____________和小分子有機物等營養(yǎng)物質。 （2）試管苗的細胞核中含有___________個DNA分子。 （3）該實驗說明植物細胞具有___________性。 （4）該試管苗的形成經歷了_________________等幾個過程。 解析：本題考查細胞全能性的概念及多細胞生物體的形成過程，同時還考查了對染色體成分的掌握情況，在了解上述知識后，可知正確答案。 參考答案： （1）水、無機鹽、維生素 （2）20 （3）全能 （4）細胞分裂細胞分化組織器官的形成新個體的形成 ●板書設計 第2節(jié) 細胞的分化 （用PowerPoint演示） 一、細胞的分化 1.概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。 2.特點：持久性、不可逆性、穩(wěn)定性。 3.時間：整個生命進程，胚胎期達到最大限度。 4.意義：多細胞生物經過細胞分化形成各種不同的細胞和組織，使生物體能正常生長和發(fā)育。 5.機理：基因的選擇性表達。 二、細胞的全能性 1.概念：指已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。 2.基礎：細胞內含有該物種的所有遺傳信息。 3.類型： 三、干細胞 1.概念：動物和人體內具有分裂和分化能力的細胞。 2.類型：