细胞分化的教学设计

《细胞分化》的教学设计一、设计思路高中生物学新课程改革的重要理念，一是通过对基本生物学知识、生物学观点、生物学情感的认知提升学生的生物科学素养；二是生物学教育要注重与现实生活的联系。

“细胞分化”一节，既有翔实的生物科学史实资料，还有现代生物技术中的重要基础知识，又不乏热点新闻、医疗健康这样与学生切身利益相关的生活实例。

教学中适当加入这些内容，开阔了学生的思路，增强了学生对生物学的兴趣，更乐于探究新知识，并能认识许多社会问题的多方面性，进而获得自己独特的对生物学的理解、感受和体验。

本节课对于师生而言，是一个很好的共同发展的平台。

因此，案例设计中不仅关注学生在知识呈现过程中的状态，同样也展示了教师在教学中的真正角色和师生在交往互动中产生新知识，即师生是一个“学习共同体”，在教学过程中，通过人际沟通、交流和分享各种学习资源而相互影响、相互促进。

二、教材分析《细胞分化》这一节内容是浙科版必修1第四章第二节，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――细胞的分化与癌变、细胞全能性、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，而细胞癌变、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。

三、学情分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。

四、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；说出细胞发生癌变的原因并说出癌细胞的主要特征；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、癌变及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。

五、重点难点1、教学重点：细胞分化的概念和意义，癌细胞的主要特征，细胞全能性的概念。

2、教学难点：细胞全能性、干细胞概念及实例。

六、教学方法与策略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。

七、课时安排本节课需要1课时。

八、课前准备资料的收集与整理教师安排学生分组，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“恶性肿瘤研究与防治”方面的资料。

D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。

九、教学过程【课件演示】展示A组同学收集的一段某市为白血病患者捐献骨髓的新闻报道，同时向学生展示有关白血病和骨髓移植方面的文字资料。

【提出问题】1、请同学们根据这段新闻报道和对课前收集资料的整理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）【课件演示】造血干细胞的分化形成各种血细胞示意图。

通过观察由造血干细胞产生的各种血细胞在形态、结构和生理功能上的差异引出细胞分化。

【课件演示】人体受精卵与各组织的发生，植物形成层与各种组织的形成等实例。

【提出问题】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？由一个或一种细胞增殖产生的后代细胞在形态、结构和生理功能上会发生差异性，是不是遗传物质发生了变异？【学生讨论】学生联系细胞增殖的有关知识。

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，而有丝分裂的重要意义是在母代和子代之间保证了遗传物质的稳定性。

因此，在整个过程中，排除变异的可能，遗传物质被稳定地传递下去，并没有发生变化。

【教师引导】既然同一个体的每个细胞都由受精卵有丝分裂产生，都含有相同的遗传物质，那么细胞和细胞之间的差异由什么物质引起的呢？【学生讨论教师共同归纳】一方面，生物与生物之间，细胞与细胞之间，他们存在差异，主要是执行生命功能的蛋白质不同，蛋白质的种类，数量的不同构成了细胞之间形态、结构和生理功能的差异。

另一方面，细胞核在细胞内占了如此大的区域，在细丝状的染色质上存储了很多的遗传信息，并不是所有的遗传信息都通过蛋白质体现出来了，由同一个受精卵发育而来的肌肉细胞和胰腺细胞，他们拥有了相同的遗传物质，但是，遗传信息的执行情况不同。

【教师引导】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？出示实物长芽的土豆块茎，其埋入土中会生根、长叶、开花，这是细胞分裂、分化的结果，那么将土豆切成很小的一块，每个小块能长成完整植株吗？学生讨论，同学根据所收集整理资料揭示答案（能），（过渡）【课件演示】展示B组同学收集“克隆技术”方面的资料，植物组织培养的一组图片、植物组织培养的流程图、动物克隆的发展历程及相关图片文字资料。

【教师引导】要求学生讨论：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？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。

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？【课件演示】动物克隆的发展历程，及“多莉”产生的过程图解及文字资料。

【提出问题】补充资料：1952年，美国学者布里格斯和金将豹蛙囊胚期（胚胎发育早期）细胞的核取出，移植到去核的豹蛙卵细胞中，成功地孵育出了豹蛙的幼体。

然而，当他们将分化程度更高的细胞核进行核移植时，则没有得到预期的结果。

他们认为，这可能是由于动物个体发育的过程中细胞逐渐丢失了部分遗传物质或遗传物质发生畸变引起的。

你认为布里格斯等人对他们实验结果的解释正确吗？根据书本知识及收集的资料分析，可否提供支持或反对的理由。

学生提取相关知识，提出质疑：①他们所用的实验动物是不是具有代表性？其他生物也如此吗？②1952年，当时的科学技术是不是达到了体细胞核移植克隆动物的水平？后来“多莉”的产生证实了高度分化的体细胞的细胞核进行核移植，可以克隆出动物个体，说明在个体发育的过程中细胞中的遗传物质并没有丢失或发生畸变，每个细胞核中仍然具有全部遗传物质。

【教师引导】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？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？（过渡）受精卵能发育成完整个体，是有全能性的，它分裂为二的两个细胞呢？（展示可爱的双胞胎图片）这两个细胞再分裂呢？四胞胎，再分裂呢？学生提取资料与课本中的相关知识，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，到单能干细胞，最后成为分化终端的细胞。

【学生讨论，师生共同归纳】植物细胞和动物细胞全能性的差异：植物的每个体细胞都能培育成一个完整植株，动物细胞随着个体发育，细胞的全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性。

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，根据干细胞分化潜能不同可分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。

【课件演示】展示D组学生收集的“干细胞研究进展与应用”方面的图片与文字资料。

以增强学生理论联系实际，关注与人类健康密切相关的生物学热点问题的意识。

【提出问题】正常发育的细胞分裂分化，形成特定功能的细胞，如果脱离了正常的分裂分化状态会怎样呢？（过渡）引出细胞癌变的内容。

【课件演示】展示C组收集的“恶性肿瘤研究与防治”方面的资料。

介绍“海拉细胞系”的文字资料、癌细胞图、癌细胞不同于正常细胞的文字资料。

【提出问题】教师引导学生思考：1、通过对资料分析与癌细胞图片的观察说明什么是癌变？癌细胞的主要特征是什么？ 2、细胞发生癌变的根本原因是什么？诱发细胞癌变的外因是什么？3、怎样防治恶性肿瘤。

【学生讨论，师生共同归纳】正常的细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变。

癌细胞是正常细胞转化而来的，除了保留了原来细胞的某些特点外，还具有一下特点：①能无限增殖，②癌细胞能在体内转移，③细胞形态结构发生了改变。

物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子诱发正常细胞的遗传物质发生突变，而引起细胞癌变。

因此避免接触致癌因子，合理健康的生活方式是可以预防癌症的发生的。

【教师总结】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。