7.1 细胞的分化
教案
教学目标 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。 能力目标 ⑴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。 ⑵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。 情感态度价值观 ⑴通过细胞分化的学习，确立辩证唯物主义的自然观，逐步树立科学的世界观。 ⑵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、关注社会热点等问题。 重点难点分析 细胞分化既是细胞生命历程中的重要阶段，又在个体发育过程中占有重要的地位。细胞全能性的知识涉及植物组织培养和克隆技术等，内容较抽象，学生缺乏一定的感性认识，细胞分化的概念是本节的重点和难点。 教学设计思想和教材分析 在教学设计中，本着自主学习与合作学习的教育理念，采用半开放式的课堂教学，引导学生结合图像信息、多媒体课件及相关的阅读资料、思考讨论题等，在教师的指导下完成本课的探究教学，从而增大了学生学习活动的空间，使其更加主动地参与到学习中来，养成爱学、会学的学习习惯。本课内容涉及细胞分化的概念及在个体发育中的意义，由高度分化的细胞能否继续进行分化引出细胞的全能性，在细胞全能性的教学中，尽量结合生产实际，把与之相关的内容展现在学生的面前，以使学生更易于理解。 教学策略 细胞分化是多细胞生物个体发育的基础，学习中要注意理解细胞分裂和细胞分化在个体发育中的不同作用。一般多细胞生物体的发育起点是受精卵，通过细胞分裂可以增加细胞的数量，但需经过细胞分化才能使生物体中的细胞形成具有特定形态、结构、功能的组织和器官，并最终发育成性成熟的个体。细胞分化的原因，是细胞中相关基因的打开与关闭的结果。对于本课的教学，教师应结合图像信息、多媒体课件等形势，把细胞的形态结构多样、功能多样以感性材料的形式展现在同学们面前，让他们通过听、看、思考等形式去领悟分化的内涵，区分分化与分裂的不同。同时教师应设计出本部分的探究思考题，引导学生自主的学习探究。由分裂的结果，染色体和DNA数目不变来分析细胞的全能性问题。一般来说，生物体都是由一个受精卵细胞经过细胞的有丝分裂繁殖而来，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。因此分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。在一定的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化的能力。在教学中，应结合当前的社会热点问题，如克隆羊多莉、胚胎移植、干细胞移植等引起学生的兴趣，从而有利于本节的教学。 课时安排 ?1课时 教学过程 引言：通过前面的学习，我们知道细胞主要是经过有丝分裂产生的。那么一个受精卵，如果只进行细胞的分裂，能形成我们这些具有一定形态、结构和生理功能的生物体吗？（学生回答： 不能）细胞除了要进行细胞分裂之外，还需要进行怎样的变化呢？（细胞分化）今天我们就一起来探究这个问题。 （板书） 第二节 细胞的分化 一、细胞分化及其意义 请同学们结合新学案学习探究1、2、3、4，阅读教材P117-118页，并思考下列问题 1.你能举出一些细胞分化的实例吗？ 2.构成不同组织和器官的细胞，为何形态、结构和功能多样？ 3.细胞分化的特点和意义有哪些？ 4.细胞的分裂与细胞的分化有哪些异同点？ 5.细胞出现了分化，是不是遗传物质发生了改变？（或各种细胞具有完全相同的遗传信息，为什么会出现细胞的分化呢？） 教师结合多媒体课件，给学生提供大量的有关细胞形态、结构多样的图像信息，要求学生认真观察，引发思考，相互讨论，以解决第1和第2?个思考题。并进一步引发学生思考，到底什么是细胞的分化？（同学们讨论解决）老师要走入学生当中，了解学生在学习过程中暴露出来的问题和思想动态。学生通过自主学习，比较、归纳等方法，可以答出细胞分化的概念及细胞分化的特点及意义，也就是第3个思考题。第1、2、3小题的答案如下： 1.细胞分化的实例：如根尖的分生区细胞不断的分裂、分化，形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等；胚珠发育成种子，子房发育成果实；受精卵发育成蝌蚪，再发育成青蛙；骨髓造血；皮肤再生等都包涵着细胞的分化。 2.因为不同的组织和器官的细胞，在分化过程中，要执行不同的功能。为了使结构与功能相适应，所以在结构和形态上也有了变化，具有了多样性。 3.细胞分化的特点是持久的、稳定的渐变过程，是不能逆转的过程。细胞分化是生物个体发育的基础；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 接着教师要引导学生比较细胞分裂和细胞分化的问题了，由于在前面的章节中，刚刚讲过关于细胞分裂的问题，在引出细胞分化的时候，也涉及细胞的分裂，因此教师可以从细胞发生的变化、发生的时间、在个体发育过程中的意义角度，通过列表的形式来进行分析。同时也起到了温故知新的目的，提高了学生的学习兴趣，增强了信心。列表如下：即第4小题的答案 细胞分裂 细胞分化 细胞变化 数量增多 细胞形态、结构、生理功能发生稳定性差异，且这种变异是不可逆转的 发生时间 从受精卵开始，有些部位的细胞终生保持分裂能力，有的细 胞发育到一定的时期就停止分裂。 胚胎早期开始出现细胞分化，是一种持久性的变化，在胚胎期达到最大限度。 在个体发育中的意义 保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性。 没有细胞分化，生物体就不能进行正常的发育。 通过细胞分化的概念分析，我们知道细胞分化的结果是产生了稳定的变异，这种变异是不是遗传物质发生了改变呢？这个问题自然而然的由学生提出来了。然后教师引导学生来解决这个问题，鼓励学生大胆的设想，以培养其科学研究的方法和科学创新的精神。答案如下： 5.不是；虽然各种细胞具有完全相同的遗传信息，但在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的，在某些细胞中，控制性状的基因是打开的，而控制另外一些性状的基因是关闭的，所以出现了功能不同的细胞，也就是细胞的分化。 巩固性练习 1．在生物的个体发育过程中，由一个受精卵形成复杂的生物体主要是下列哪种生理作用（ ） A.细胞分裂 ?B．细胞生长 C．细胞成熟??D．细胞分化 2.下列关于细胞分化的说法中，错误的是（ ） A.细胞分化与生物发育有密切的关系 B.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C.细胞分化仅发生在胚胎时期 D.细胞分化是在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程 3.细胞分化与细胞增殖的主要不同是（ ） A.细胞的数量是否增多?B.细胞的形态、结构不同 C.细胞的生理功能不同?
D.细胞在形态、结构和生理功能上是否产生差异 引题：体细胞一般是经过受精卵的有丝分裂产生的，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。这些高度分化的细胞，是否还能像早期胚胎一样，再分化成其他细胞？ 二、细胞的全能性 同学们结合新学案学习探究5，阅读课本P118－120页，并思考下列问题： 1.既然细胞分化的结果是产生稳定性变异，且这种变异是不可逆转的，为什么高度分化的细胞还具有全能性？ 2.克隆人能不能实现？为什么？ 教师结合多媒体课件，给同学们展示胡萝卜组织培养产生完整植株的画面，并总结：由胡萝卜韧皮部分离的细胞，在适宜条件下，经过分裂和分化又能发育成新的植株，说明已经分化的细胞仍然有发育的潜能，这就是细胞的全能性。接着教师应该提问：为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞，经培养表现出了全能性？（即第1个思考题）学生讨论后，回答： 1.细胞全能性强调的是“潜能”，虽然变异是不可逆转的，但是已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的全套基因，并且没有因细胞分化而失去基因。在某些特定的情况下，它就可以经分裂和分化而形成新的生物体。 接着教师应引导学生思考，动物细胞具有全能性吗？为什么动物细胞的细胞核具有全能性？引出人体干细胞的问题及干细胞的应用，引导学生得出，分化程度越低的细胞，全能性就越强，高度分化的生殖细胞也具有较强的全能性。并要求同学们搜集有关干细胞的资料，关注人类生命健康。利用多媒体课件展示一下克隆羊多莉和细胞核移植的过程。以便解决第2个问题。第2题答案如下： 2.克隆人虽然在理论上是可以的，但它违背了社会发展的客观规律和人类的伦理道德，所以不会实现。但我们可以利用克隆技术来克隆人的器官，以解决某些病人的疾苦。 巩固性练习 1．单倍体育种中常用花药进行离体培养，这一方法是利用了细胞的（ ）。 A.应激性 ?B．全能性??C．变异性 ?D．适应性 2.动物体内各种类型的细胞中具有最高全能性的细胞是（ ） A.受精卵 ??B.生殖细胞 ?C.体细胞 ?D.肝细胞 3.中国科学家倡导的以脐带血作存贮的“生命银行”，是利用脐带血中的（ ） A.血红蛋白 ??B.营养丰富 ??C.遗传基因 ?D.干细胞
课件39张PPT。7.1 细胞的分化【教材分析】1．细胞的分化是高中生物学(浙科版) 《分子与细胞》第四章细胞的增殖和分化第二节的内容。2．细胞分化是细胞的生命历程中的重要一个内容。 3．主要目的是让学生对细胞的生活有个较为完整的了解，也为学习生物的生殖发育、基因控制蛋白质的合成等知识以及了解最新生物学技术如克隆、细胞工程的原理奠定基础，这部分知识讲解要适度，不能过度展开更不能无限加深。 【学情分析】1．有关细胞分化的知识在初中阶段已经有了初步的了解，粗浅地知道了组织和器官的形成原因是细胞分化的结果。在高中学生学习本课程之前，已学了细胞分裂，细胞大小与物质运输的关系，这是分化的基础，而分化又是个体发育的基础，后面学习细胞癌变，以及遗传部分的性状表达，都跟细胞分化有着密切的关系。2．关于全能性的理解也比较抽象，并且以后学习一些生物科技，都与全能性有密切关系，要让学生理解，要结合有丝分裂来学习这部分内容。3．关于分化的本质，由于学生还没有学习基因的表达，所以会比较抽象难懂，教学中要注意这部分的处理。 【教学策略】学科思想的渗透引入知识由抽象变具体内化为知识的积累层层设问分析感性的知识知识由抽象变具体组成人体细胞的种类有200多种知识由抽象变具体感性材料展现在同学们面前，让他们通过观察和思考去领悟分化的内涵，区分分化与分裂的不同 有丝分裂神经细胞上皮细胞细胞分化肌肉细胞红细胞1．说出细胞分化的定义2．说出细胞分化的特征——持久、不可逆进一步分析深化：探讨以下问题：
1.细胞分化在生物界普遍存在的实例。
2.细胞分化的过程。
在细胞外观尚未出现明显变化之前，细胞分化的前途就由遗传信息的执行情况决定了，分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，首先源于细胞内化学物质的变化，如结构蛋白和催化化学反应的酶，以后依次渐变，不能逆转，因此，分化是一种持久的、稳定的渐变过程。
3.细胞分化的意义。一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（受精卵），细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体，细胞分化是生物个体发育的基础。从胡萝卜根的韧皮部分离细胞已经高度分化的细胞，能不能再分化成其他细胞？一个细胞分裂形成的细胞团* 1958年斯图尔德 [美] 实验胡萝卜的根部含有植物激素、无机盐、糖类等物质的培养液中实验表明，在离体时给予细胞一定条件，高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力。植物细胞具有全能性动物细胞是否具有全能性？克隆羊的全过程白面羊乳腺细胞的细胞核黑面羊卵细胞的细胞质融合新的细胞代孕母羊白面羊的克隆羊体外培养 一段时间实验证明:已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性但是目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。为什么细胞核具有发育成完整个体的潜能？动物细胞是否具有全能性？的细胞核有丝分裂神经细胞上皮细胞细胞分化肌肉细胞红细胞?细胞分化在什么时期？干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞受精卵全能干细胞多能干细胞造血干细胞白血病是常见肿瘤之一，占肿瘤发病率的第六位，约为3～4/10万人，其中急性多于慢性，急性者占70%以上，其中急粒占首位，急淋、急单次之。慢性白血病在我国以慢性粒细胞性白血病多见。白血病的治疗一、化疗
二、中西医结合治疗
三、生物调节剂治疗
四、基因治疗
五、骨髓移植（BMT）骨髓移植（BMT）1．异基因骨髓移植（Allo-BMT）
2．自体干细胞移植
3．脐血造血干细胞移植 1.异基因骨髓移植（Allo-BMT）是对病人进行超大剂量放疗，化疗预处理后，将健康骨髓中的造血干细胞植入病人体内，使其造血及免疫功能获得重建的治疗方法。2．自体干细胞移植所谓“自体干细胞移植”是指在大剂量放化疗前采集自体造血干细胞，使之免受大剂量放化疗之损伤，并在大剂量放化疗后回输，自体造血干细胞可来源于骨髓，亦可采集于患者外周血。可用于年龄较大的患者。3.造血干细胞移植人们以前常说的骨髓移植、骨髓捐献到今天已经不准确也不科学，由于我们医学技术的高发展，也就是说我们真正采集、我们捐献的实际是造血干细胞。在我们人身体哪些部位生产和存储造血干细胞呢？一般来说，有三个部位，生产和储存的大部分在骨髓里，所以我们叫做骨髓造血干细胞。还有一部分在外周血，也就是在血管里面有少量的造血干细胞。第三就是人们所知道，当妈妈生完小孩之后，在脐带里有大量、丰富的造血干细胞。反过来说造血干细胞都在哪些部位，有骨髓的造血干细胞，有外周血的造血干细胞，有脐带血的造血干细胞，现在我们提倡用外周血的造血干细胞来进行采集。那么骨髓的造血干细胞采集和外周血的造血干细胞采集有什么不同呢？如果说是骨髓移植用骨髓的造血干细胞，供者要进行全麻，或者在他的骨上凿几个洞。用外周血造血干细胞则是先打三、四天的外周血动员剂，将骨髓中的造血干细胞动员入血，然后用采血的方法来采集，这样的方法供者没有什么痛苦。 如何进行造血干细胞移植： 首先让骨髓中的造血干细胞大量释放到血液中去，这个过程称为“动员”。
然后，通过血细胞分离机分离获得大量造血干细胞用于移植，这种方法称为“外周血造血干细胞移植”。这样现在捐赠骨髓已不再抽取骨髓，而只是“献血”了。而且，由于技术的进步，现在运用造血干细胞“动员”技术，只需采集分离约50至200毫升外周血即可得到足够数量的造血干细胞。采集足够数量的造血干细胞后，血液可回输到捐献者体内。 干细胞原料库的建立?例: 造血干/祖细胞 CD34 的分离提取 干细胞核心技术
1. 干细胞分离
2. 干细胞培养
3. 干细胞改造
4. SC基因重组
干细胞的分类全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞按分化潜能按发育状态胚胎干细胞
成体干细胞胚胎干细胞造血干细胞 一、利用干细胞，人体组织器官将能再生
新闻背景英国足球名星----贝克汉姆储存来自他刚出生时留下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗。
二、移植弟弟脐带血治好血癌！3岁女童健康成长
一出世就患上急性骨髓性白血病（俗称血癌）的华裔女婴，被医生诊断只有10%的存活率。她过后好不容易捱到弟弟出世，成功以弟弟的脐带血干细胞移植活命。今年3岁的她，不曾感冒和咳嗽，成了健康宝宝。干细胞研究应用的媒体报道1．为什么生物具有全能性? 生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。2．不同细胞的全能性相同么? 一般而言，植物细胞的全能性大于动物细胞；分化程度越高的细胞，全能性就越低。细胞的全能性植物细胞全能性的应用：组织培养进行快速繁殖切取茎段置于培养基上拟南芥茎段从两端开始膨大加粗
