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1《细胞分化》的教学设计[设计思路]关于细胞分化，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”。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。本节内容是这样安排的：先介绍什么是细胞分化，细胞分化对多细胞生物体的发育有什么重要意义；再介绍已经分化的细胞，仍然可能具有发育为完整个体的潜能，即具有全能性；最后安排“干细胞研究进展与人类健康”的资料搜集与分析活动。细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，为提高学生的学习兴趣，联系媒体上经常有号召大家向白血病患儿献爱心，捐骨髓的报导，引导学生思考，为什么骨髓移植能治疗白血病？只要平时关注媒体报道的学生，大多数能说出“是因为骨髓中有造血干细胞。”就此引入细胞分化的学习。细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的，可通过提供充分的感性材料：图像信息，多媒体课件演示动物个体发育过程，植物个体发育过程；帮助学生理解早期胚胎中彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态、结构和功能上不相同的细胞。从而认同细胞分化的重要意义。在学生理解了细胞分化的重要意义后，可引导学生由现象深入到本质，探究细胞分化产生的稳定性差异是不是遗传物质的改变引起的？怎样用科学的方法来证明你的观点？培养了学生的科学研究方法和创新精神。细胞的全能性是教学的难点，可通过利用多媒体动、植物细胞全能性的试验，以及学生列举事例来加深理解。掌握全能性的概念、组织培养和克隆知识在工农业生产方面的应用。[教学目标]1、知识目标：（1）说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义（2）举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用，说出细胞全能性的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点，能够区分具体细胞全能性的大小（3）举例说明干细胞的种类、特点和应用。2、能力目标：（1）在教师的引导下，师生共同探究，使学生学会学习，培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力（2）探究细胞分化的特点，细胞全能性的概念，培养学生的科学探究方法和生物学素养3、情感态度价值观：2（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。[教学重点与难点]教学重点（1）细胞分化的概念和意义（2）细胞全能性的概念教学难点（1）细胞分化的概念（2）细胞全能性、干细胞概念及实例。教法学法：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。1．本节课的授课形式以学习分析正确例证为主，教师主要起引导和提示作用，是“学与教”的过程模式。2．在教学中为了激发学生的学习动机，采取了以下策略：创设问题情境，激发学生的认识兴趣和求知欲；使学习材料与社会生活相联系，增强学生对获得有用的知识本身发生兴趣；进行正确的评价和适当的表扬，以巩固和发展学生正确的学习动机。课时安排：1课时。教学过程：【提出问题】个体发育的起点是什么？受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是哪种细胞增殖方式呢？如果单纯通过细胞分裂使细胞数目增加，会不会形成一个独立的生物个体？【学生讨论】3学生联系细胞增殖的有关知识。个体发育的起点是受精卵，受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是有丝分裂，而如果只有细胞分裂是不能形成一个独立的生物体的。要形成一个生物个体，就还要经过细胞的分化，引入“第一节细胞分化“【教师引导】个体的形成除了通过细胞分裂使细胞数目增多，还要经过细胞分化的过程。那什么是细胞分化呢？【学生回答】在个体发育过程中，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。【教师引导】那么细胞分化发生在什么时期？有什么样的特征呢？（引导学生阅读课本113页，归纳细胞分化的特征和意义）【学生讨论教师共同归纳】细胞分化是生物界中十分普遍的一种生命现象（普遍性）；细胞分化发生于生物体的整个生命进程，但在胚胎发育期最旺盛、最频繁（持久性）；分化后的细胞将一直保持分化后的状态，而不会再变为其它细胞（稳定性）；造血干细胞会分化为红细胞，红细胞最终衰老、死亡，而不会再形成造血干细胞（不可逆性），分化的过程中遗传物质不改变（遗传物质不变性）。那么细胞分化对生物体的生长发育具有什么样的意义呢？细胞分化使多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。是生物个体发育的基础。【教师引导】现在我们知道了，一个个体的形成既要有细胞分裂，又必须进行细胞分化。既然同一个体的每个细胞都由受精卵有丝分裂产生，而细胞分化使细胞之间存在稳定的差异，这些差异差异是不是细胞的遗传物质改变引起的呢？【学生讨论教师共同归纳】细胞有丝分裂能够保证每个子细胞都获得了与母细胞同样的一份染色体，具有相同的遗传信息，并未发生遗传物质的改变，细胞分化的遗传本质是基因选择性表达的结果。教师例举关于细胞分化的具体例子。红细胞红细胞合成血红蛋白——均来自中胚层——基因选择性表达的结果——细胞分化心肌细胞心肌细胞合成肌动、肌球蛋白【过度】4高度分化的细胞，已经失去了继续分裂的能力，那它们还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？引入细胞全能性的探究。根据细胞分化和分裂的关系，细胞分裂是分化的基础，要想让高度分化的细胞再继续分化，必须要具备什么条件？（首先要恢复其分裂能力。）那能否实现呢？【学生思考阅读与分析】展示图7-1植物组织培养的流程图。【学生讨论】通过对植物组织培养实验的分析，得出什么是细胞全能性的概念？细胞为什么会有全能性呢？【学生讨论】细胞全能性是指高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞全能性。高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。【教师引导】通过对植物组织培养实验的分析，得出高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞的全能性。那么细胞为什么会有全能性呢？【教师引导】：高度分化的植物细胞中有没有因为分化而失去基因？（没有）高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。【提出问题】按照以上逻辑进行分析，高度分化的动物细胞也应该具有全能性，也应该能够发育成一个完整的个体。但事实是否如此呢？到目前为止，人们还没有成功的将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。那有些同学可能就会提出疑问了，那克隆羊又是怎么回事呢？【图7-2】蛙的核移植实验流程图，讲解动物克隆——“多莉”产生的过程图解。【学生讨论】得出高度分化的动物细胞全能性受到限制，而高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。设问推测克隆羊和哪只绵羊最相似？推测的依据？（提供细胞核，细胞核中含有本物种全套遗传物质）。因此高度分化的动物细胞全能性虽然受到限制，而细胞核具有全能性。【教师引导】从上述实验，我们知道了动物细胞的细胞核具有全能性，既然每个细胞的细胞核仍然具有全部遗传物质，那为什么高度分化的动物细胞不能直接发育成一个完整的个体，动物细胞的全能性究竟怎样呢？并让学生比较植物细胞，动物细胞；受精卵，卵细胞、体细胞的全能性大小。【学生讨论】5高度分化的动物细胞的全能性小。高度分化的植物细胞的全能性大于高度分化的动物细胞；受精卵的全能性最大；以此得出结论：细胞分化程度越低，全能性就越高。【教师引导】那么在动物体和人体内，就没有能够进行分裂和分化的细胞了吗？（讲解细胞分化的过程）【学生讨论，师生共同归纳】在动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞——干细胞，【学生思考】图7—3干细胞分化形成各种血细胞的过程示意图。讨论干细胞的分类根据干细胞分化潜能不同可分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。总结出受精卵早期分裂出的细胞是具全能性的。随着细胞的分裂与分化，发育的潜能渐渐被局限，从全能干细胞到多能干细胞，到专能干细胞，最后成为分化终端的细胞。【教师讲述】有关白血病和骨髓移植方面的文字资料。【提出问题】1、请同学们说说对白血病的了解。2、捐献适量的造血干细胞，为什么不会伤害捐献者的身体健康？3、骨髓移植为什么可以治疗人类白血病？【学生讨论】1、白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。2、健康人的造血干细胞会不断产生新的血细胞。3、骨髓内有造血干细胞，造血干细胞可以产生各种血细胞（过渡）同学们，我们是幸运的，因为我们是健康的，对于白血病患者，我们能做些什么呢？学生发表自己的意见，教师说，啊，只要人人都献出一点爱，世界将变成美好的人间。【小结】细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，细胞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，生产出大量的植物优良品种，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。6板书设计第二节细胞分化一、细胞的分化1、概念2、特征（1）普遍性（2）持久性（3）稳定性（4）不可逆性（5）遗传物质不变性3、意义4、实质：基因选择表达的结果二、细胞分化的基础——细胞全能性1、概念2、原因三、干细胞1、概念2、种类3、应用