人教版生物必修一第六章第2节《细胞的分化》教学设计

第6章
细胞的生命历程
第2节
细胞的分化
【教学目标】
1、知识目标：
⑴说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义
⑵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
2、能力目标：
⑴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；
⑵收集有关干细胞研究进展资料收集与分析培养学生收集整理资料、分析资料的能力。
3、情感态度价值观：
⑴通过细胞全能性的学习，进行有关干细胞研究进展资料的搜集和分析，养成关注生物科学发展、关注生命健康、关注生活等热点问题。
【重点和难点】
1、教学重点：①细胞分化的概念。
②细胞分化在个体发育中的意义。
2、教学难点：细胞分化在个体发育中的意义
【课时安排】1课时
【课前准备】
教师：多媒体课件《细胞的分化》和《学生长作业》。
学生：长作业：收集资料：《干细胞的研究与人类健康的关系》
【教学设计】
教学流程
教师活动
学生活动
教学意图
导入新课第2节
细胞分化一、细胞分化1、概念2、特点：3、意义4、实质：
【讲述介绍】在我眼中，在坐的每一位同学都朝气蓬勃，各具特色。但你们，包括老师在内，生命的起点都是一个受精卵细胞，而我们现在的身体却拥有约1014个细胞，200多种，这些细胞又构成了不同的组织。【提出问题】①一个受精卵是如何产生十万亿个细胞的呢？细胞有丝分裂产生的细胞具有什么特点？③而我们人体却有200多种类型的细胞，比如说：上皮细胞、神经细胞、肌肉细胞、红细胞、白细胞等等......，这是细胞分裂的结果吗？那么这些不同类型的细胞是如何形成的呢？这就是我们今天这节课要探究的课题。【投影展示】两组图：A图：未分化的人胚胎早期细胞群B图：已分化的人体不同类型的细胞（神经细胞、肌肉细胞、上皮细胞、软骨细胞）【设疑引导】什么是细胞分化呢？请同学们对比分析两组图：①A图说明了什么？②B图中的细胞之间有什么差异？③两图显示的未分化细胞和分化细胞主要的差别是什么？【归纳小结】由此可见，分化细胞与未分化细胞在形态、结构、功能上都发生了差异。分化细胞是相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上逐渐发生了差异。而发生差异的过程就叫细胞分化。也就是，在个体发育中，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。【举例说明】：动物体红细胞和心肌细胞由来及区别。【思考】①结合细胞分化的概念，在我们人体发育的过程中细胞分化发生在什么时期？【共同归纳】细胞分化不仅发生在胚胎时期，而且贯穿生命整个过程。特点一：持久性【资料分析】人体中红细胞在胚胎时期分化形成后，始终保持分化后的状态，也不变成其他的细胞。特点二：稳定性、不可逆性比较细胞分裂和细胞分化的结果有何不同？如果人体发育过程只有细胞分裂，而没有细胞分化，会产生什么样的结果？【共同归纳】多细胞生物体的生长发育通过细胞的增殖和分化发育而成的。仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，生物体是不能进行正常的生长发育的。细胞分化是个体发育的基础；
细胞分化使多细胞生物体中细胞趋向专门化，提高生理功能的效率。【逆向分析】一群来源相同的细胞为什么形态、结构和功能会发生改变？①造成肌细胞和红细胞的差异的直接原因是什么？分化后细胞内改变的是什么物质呢？②不同细胞中合成不同蛋白质的根本原因是什么？是不是说明来源相同的肌细胞和红细胞的遗传物质不同？你能从细胞有丝分裂的角度分析说说看吗？（结合PPT动画演示推理过程）③分化形成的肌细胞和红细胞都具有全套的遗传信息，引起差异的原因到底是什么？【实例分析】肌细胞和红细胞在分化过程中遗传信息的执行情况不同（基因开启、关闭情况）即基因的选择性表达。
【回顾知识】回答问题：①有丝分裂②与原来的细胞是同一类型的（形态、结构、功能相似），③这不是细胞分裂的结果。【观察比较】联系初中学过的不同组织中的细胞形态、结构和功能的特点。得出两组细胞的体现分化细胞与未分化细胞在形态、结构、功能上都发生了差异，理解细胞分化的概念。【比较分析】查看分化后不同的细胞。深入理解细胞分化的概念。【讨论解疑】①结合课前查找的材料，举例分析人体胚胎发育中形成几百种的细胞种类，成体中血细胞的再生及器官修复。②新旧知识比较回顾，细胞分裂和细胞分化的区别细胞分裂：产生相同细胞，增加细胞数量（生物体的生长）细胞分化：产生不同类型细胞，增加细胞种类，进而形成组织、器官、个体。（生物体的发育）【阅读分析】①生命活动的体现者--蛋白质的差异；肌细胞中合成的是肌动蛋白；红细胞中合成血红蛋白。②不是。肌细胞和红细胞都是受精卵的分裂后代，遗传物质不变。③通过动画理解细胞分化的实质。
☉在已有的知识背景下引入新课。☉培养学生比较、分析、归纳的思维能力。☉通过查找信息的处理分析，提高知识的应用能力。☉通过新旧知识比较，有助于学生巩固知识同时理解细胞也存在分工，延伸到细胞分化的意义。☉通过逆向分析，有助于学生理解细胞分化的实质，有效解决学生理解的难点。
二、细胞的全能性1、细胞的全能性探索史2、细胞全能性①概念②、植物细胞的全能性③动物细胞的全能性
【提出问题】高度分化细胞具有全套的遗传信息，那它能否像受精卵一样将遗传信息完全表达并发育成一个完整的个体？分化的细胞要表达整套的遗传信息需要什么条件？【材料展示】植物细胞全能性的探索史分析：a.1902年，德国植物学家哈伯兰特的预言和实验。b.
1934年，美国的怀特的改进实验。后来科学家不断改进培养基的成分和培养条件……c.1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，最终发育成完整的新植株。b.取植物的根、茎、叶组织的少许细胞进行培养，最终都能发育成完整的植株，且培养出来的植株与本体相似。【总结归纳】通过分析讨论引出细胞全能性的概念：细胞全能性是指已经分化的细胞，仍具有分化出各种细胞的潜能。植物细胞具有全能性。其原因是：植物细胞内含有保持物种遗传性所需的全套遗传物质。【探究问题】动物细胞有没有全能性呢？你能从用自己现有的知识来设计实验解决这个问题吗？【板书演示】结合学生汇报进行副板书比较植物组织培养和动物体细胞核移植：植物细胞：胡萝卜根细胞→完整的胡萝卜动物细胞：体细胞核+卵细胞质→重组细胞→个体【评价引导】现有科技条件尚未实现单个动物体细胞发育成个体。克隆（体细胞核移植）能否说明高度分化的动物细胞具有全能性？引导学生辨析植物细胞的全能性与动物体细胞核全能性，并进一步理解全能性的概念。【总结归纳】动物的体细胞不表现出全能性，其原因是受到了细胞内物质的限制，但细胞核中有该物种的全套基因，所以细胞核具有全能性。
【分析讨论】师生共同分析归纳：分化后的细胞“应该”具有这种潜能，但需要一定的条件“刺激”。【阅读思考】阅读探索史材料，思考分析科学家实验思路：分化细胞发育成完整个体的能力需要一定的外界条件。并归纳出：高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力，该植物体性状与受精卵发育而成的个体基本相同。【讨论交流】讨论并设计思路：①将已分化的动物细胞离体培养②结合已有知识介绍多利诞生过程。【讨论交流】思考讨论：多莉羊并非由一个完整的体细胞发育形成，且形状与供核的“母亲”相似。
☉体现了新课程以问题驱动学习的理念，引导学生学会深入的分析问题、解决问题、建构知识、发展能力。培养学生科学研究方法和科学素养。☉开拓思维，培养学生独立分析问题的能力。☉培养学生分析问题的能力，增强学习信心。
三、知识应用：干细胞1、干细胞的认识3、干细胞的应用结束语：
【提出问题】通过上面的学习我们知道，尽管分化的体细胞具有发育为完整个体的潜能，但在生物体内，细胞分化是不可逆的，一般分化了的细胞不再恢复分裂能力，那么生物体如何补充衰老死亡的细胞？高度分化的个体中有没有未分化的细胞？【师生共同归纳知识】
【资料收集交流】学习小组展示长作业，交流收集的信息：（1）干细胞的概念：（2）干细胞的种类：①按分化潜能分：a.全能干细胞：b.多能干细胞：c.专能干细胞：②按来源分：a.胚胎干细胞b.成体干细胞：（3）干细胞的研究为临床医学开辟了新的途径。例如，骨髓移植中的应用；利用干细胞培养组织器官等。现在社会中白血病治疗、造血干细胞的捐献工作、脐带血干细胞的保存等等
☉引入“干细胞”知识的学习。通过事先开展的资料收集小组合作学习，师生共同归纳、完善。体现新课程把学习的自主权交回给学生，让学生真正成为课堂教学的主体。☉培养学生多渠道获取知识的能力，使学生了解我国科学研究的前沿工作，激发兴趣，发展相关情感。
板书：
第6章
细胞的生命历程
第2节
细胞的分化
一、细胞的分化
1、概念：
2、特点：
3、意义：
4、实质：
二、细胞全能性
1、细胞的全能性探索史
2、细胞全能性
①概念
②植物细胞的全能性
③动物体细胞细胞核的全能性
④细胞全能性的原因
三、知识应用：干细胞
教学后记：
本节课教学设计围绕这次教学观摩周的主题“有效教学，提高学生的科学素养”出发，采用启发式教学法，利用问题设置有效引导、调动学生思维，达到教学目标，突出重点，突破难点；创设科学史情境，激发学生学习兴趣，培养学生的科学探究方法和意识，提高生物科学素养，优化课堂教学等方面起到很大作用。结合课前收集有关干细胞研究进展资料长作业的布置，使学生查找相关的资料，并在课堂上交流，使学生介入知识的产生过程，着力于学生收集整理资料、分析解决问题等能力的训练；通过了解认识干细胞在现在社会医学中的应用以及造血干细胞的捐献状况，培养学生热爱自然珍惜生命的观点，并树立学生辩证唯物主义自然观。
当然，本节课也存在着一些不足，如①细胞分化部分的呈现未达到设计的意图，知识点呈现的问题需进一步的锤炼到位；②细胞全能性处理中的学生活动空间稍显狭窄、沉闷，课堂上学生情绪的调动直接影响后续思维的活跃性；③高二生物学习中一次的材料收集活动未达到预期的效果：干细胞的材料收集到分析处理的指导还需进一步加强，学生间的交流、学生活动的评价等措施可提升学生能力训练的效果。