第二节 细胞的分化
一、教学目标
【知识目标】
1．举例说明细胞分化的含义，概述细胞分化的意义。
2．说出细胞癌变的原因和癌细胞的主要特点。
3．举例说明细胞的全能性，举例说明细胞的全能性理论在动植物克隆技术中的应用。
4．举例说明干细胞的种类、特点和应用。
【能力目标】
1．通过探究细胞分化的特点，细胞全能性的概念，培养学生科学研究方法和科学素养。
2．培养学生理论联系实际，运用所学的生物知识解决实际问题，培养知识迁移应用能力。
【情感态度与价值观】
1．通过学习细胞的分化与衰老，对细胞生命过程具有更完整的认识，从而树立辩证唯物主义的自然观，逐步建立科学的世界观。
2．通过了解细胞癌变的有关知识，更加关注生命的质量、关注健康、关注生物科学发展的热点。
3．通过了解干细胞的有关知识以及最新进展，增强探索新知识的欲望和创新意识。
二、教材分析
【教材的地位作用】
细胞的分裂使细胞数量增加，是生物体不断生长的基础；而在细胞分裂的基础上进行的细胞分化，则使细胞的种类增加，形成不同的组织，进而形成器官、系统，因而细胞分化是生物体发育的基础。细胞的分裂、分化、衰老、死亡是细胞生长发育的必然规律。本节内容中，细胞分化是核心内容，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，细胞全能性的知识又是选修课本中细胞培养这一生物技术的理论基础。
【教学重难点】
1．教学重点：细胞的分化与癌变，细胞全能性。
2．教学难点：细胞的全能性、干细胞。
【建议课时】
本节建议安排1课时。
三、学情分析
学生在初中对“细胞分化”的知识有初步的了解，在学完“细胞的增殖”后学习本节，使学生对生物的个体发育有一个系统的理解。这节内容比较抽象，学生缺乏一定的感性认识，因此需要教师在教学中应用多种教学手段，激发学生的学习兴趣，将微观的内容具体化、形象化，从而提高学习效果。
四、教学设计
【教学方法】
1．采用“启发－合作－探究”的教学方式。以学生为主体，在教师以启发式的问题的引导下，学生通过自主学习，以小组合作的方式，进行探究性学习。
2．也可采用“问题教学法”和“小组研讨法”相结合的教学方法，层层设置问题，然后以小组合作研讨的方式解决，归纳出知识点，并加以理解掌握。
3．还可采用教师讲授和学生自学相结合，多种媒体互相结合的教学方法。
【设计思路】
细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的。通过设疑：多细胞生物体中有数以亿万计的，几百种细胞，但是却由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成的。帮助学生理解彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态、结构和功能上不相同的细胞，这一变化过程即为细胞分化。然后通过联系社会中的职业分工的不同，将职业与生物体内各类细胞承担的生理功能类比，引导学生想象如果没有细胞分化，多细胞生物体内将是怎样的状况？从而加深学生对细胞分化重要意义的理解。
通过收集相关材料使学生认识癌症对人类健康的威胁，引入到“癌细胞”的知识，通过比较正常细胞与癌细胞的区别，介绍癌细胞的特点。通过案例分析，得到致癌因子的知识。
细胞的全能性是教学的难点，通过介绍植物细胞的组织培养和蛙的核移植实验使学生明确动植物细胞都具有全能性。通过设疑：如何补充分化了的细胞引入干细胞的知识，从而介绍干细胞的种类和特征。
【教学过程】
教学流程
教师活动
学生活动
教学意图
导入新课
细胞分化的含义
细胞分化的意义
【讲述介绍】多细胞生物体一般由数以亿万计的细胞构成的。以人为例，成年人体大约含有1014个细胞，200多种，这些细胞又构成了不同的组织。
【投影展示】人体的发育过程。
【提出问题】生物体都是由一个受精卵发育而来的，经过有丝分裂形成了构成生物体的数以亿计的细胞。我们刚刚学过有丝分裂的知识，知道分裂后形成的两个子的细胞形态一样，但现实中，生物体中的细胞却形态各异功能不同，为什么会导致细胞产生如此差异呢？
【巡回指导】走入学生当中指导学生阅读、讨论，了解学生学习过程中暴露出的问题。
【共同归纳】导致后代细胞产生差异的原因是细胞分化。
【举例说明】我们曾观察过的根尖纵切片中，分生区的各种各样细胞都是由分生细胞形成的；教材图2－6中的各种细胞也都是来自于胚细胞或分生细胞。
【类比设疑】现代社会中有多少种职业？如果没有职业分工，社会的运转状况是怎样的？如果细胞也没有分工，多细胞生物体将会是怎样的？是谁帮助多细胞生物体实现了这些分工？（教师提示：如果没有了细胞分化，那么生物体中的细胞种类可能就只有一种，一种细胞能不能构成多种器官和组织呢？）
【指导评价】指导学生的讨论，对讨论过程中的有些疑难问题进行分析解答，对交流归纳的问题作及时的评价。
【观察现象】
【阅读思考】针对教师的问题，在学习小组中进行讨论、分析。得出细胞分化的概念：在个体发育过程中，相同细胞的后代，在形态结构和生理功能上发生差异的过程称为细胞分化。
【比较分析】查看教材P26中多种多样的细胞。深入理解细胞分化的概念。
【讨论解疑】结合实际，理解社会分工的意义。联系初中学过的有关组织、器官、系统的知识，理解细胞分工的意义，从而理解细胞分化的意义。
【共同归纳】多细胞生物体，一般是由一个受精卵，通过细胞的增殖和分化发育而成的。也就是说，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。因此，生物体的个体发育就是通过细胞的分化过程来实现的。生物体的正常发育是在细胞分化过程受到高度精巧的严格控制下发生的。
☉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。
☉通过观察比较，加深印象，巩固知识。
☉通过社会分工进行类比，有助于学生理解细胞也存在分工，延伸到细胞分化的意义。
癌变
癌变的概念
癌细胞的特征
癌细胞的诱因
【展示材料】据有关资料统计，我国现有癌症患者达300万以上，每年约有130万人死于癌症。我国城市恶性肿瘤死亡率为126.52/10万人，已从70年代的死因第3位升到第1位。尤其值得注意的是，年龄在35～54岁的人群段中，因患恶性肿瘤死亡者居各类死因之首位。癌症己成为世界性严重危害人类健康和生命安全的常见病之一。
【提出问题】如今人们“谈癌色变”，那么什么是癌细胞，癌细胞是怎么产生的呢？（引导学生阅读教材P101）
【展示材料】幻灯或投影展示癌细胞病理切片、图片。大屏幕展示：a.有一种人工培养的细胞，叫海拉细胞（Hell cell），是从一个非洲女子海拉的子宫颈癌组织中分离出来的。这种细胞在体外培养，能够一代一代地传下去，存活至今已经50多年了，好像是“不死”的细胞。b.癌症晚期，由于细胞膜上的糖蛋白等物质的减少，使细胞彼此之间的粘连性降低，导致癌细胞容易在有机体内扩散和转移。组织学生比较癌细胞与正常细胞之间的区别，并归纳癌细胞的特征。
【展示材料】大屏幕展示材料：全世界在近50年的癌症研究中，已在癌症病因学上、癌症的预防及治疗上取得了很大进展，因此，1981年世界卫生组织公开宣布当前全世界癌症有1/3可以预防，还有1/3经过早期诊断、早期治疗可以治愈，剩下1/3的癌症病人经过治疗，可以延长寿命，减轻痛苦。因此，对待癌症应有一个正确态度，谈“癌”色变或对癌症漠不关心的态度都是错误的。我们要了解癌症的病因，就是为了在我们日常生活和工作中，知道如何预防癌症和进一步研究预防办法。（展示教学设计第五部分的背景材料，引导学生对收集的材料进行阅读分析，归纳能引起细胞癌变的因素有那些呢？）
【阅读讨论】结合生活中遇到的癌症病人或者电视、报章、网络中的癌症信息，加深对癌症知识的了解。
【阅读讨论】阅读教材P101，以学习小组交流的形式讨论问题，最后归纳：生物体的正常发育，是在细胞分化过程受到高度精巧的严格控制下发生的。一旦失去控制，细胞分化就会发生异常。而癌细胞的产生就是细胞分化过程异常所致。正常的细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变。
【交流归纳】阅读、分析材料，在教师指导下最后归纳：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，人体的细胞一般只能分裂50～60次，可是癌细胞分裂次数无限。②癌细胞能在体内转移，是因为癌细胞表面缺少一种粘连蛋白。
【材料分析】结合现实生活中的所见所闻和网络、电视中的相关报道，分析探讨能够引起细胞癌变的相关因素。在教师的指导下，在学习小组分析讨论后归纳出引起细胞癌变的致癌因子大致可以分为三大类：①物理致癌因子，主要是辐射致癌，例如电离辐射、X射线等等；②化学致癌因子，如苯、砷、煤焦油等等；③病毒致癌因子，现在已经发现有150多种病毒可以引起动植物产生肿瘤。
☉通过现实生活中的实例或者报道引入，更能激起学生的求知欲望，和学习积极性。
☉通过直观的图片加深学生对癌细胞的理解。引导学生对图片进行观察分析，培养学生的图形分析能力和信息处理能力。
☉了解癌症预防和治疗的最新动态。将教材知识置于现实生活的背景中,让学生在解决与生活密切相关的问题的过程来深入理解生物学知识。体现了新课程“注重与现实生活的联系”这一理念。
细胞的全能性
细胞全能性的概念
动物细胞的全能性
动物细胞全能性的应用
【提出问题】受精卵具有分化出各种细胞的潜能，分化后的细胞是否具有这种能力？分化后的细胞，其里面所含的遗传物质有没有改变呢？
【材料展示】大屏幕展示分析：a.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。其原因是：细胞内含有保持物种遗传性所需的全套遗传物质。
【提出问题】设置探究性问题：动物细胞有没有全能性呢？你能从教材中找到相应的依据吗？
【材料展示】多媒体课件演示蛙的核移植实验。
【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。
【提出问题】不知道同学们有没有听说过“克隆”，知道不知道什么是“克隆”？知不知道“多莉羊”？
【材料展示】多媒体课件演示多莉羊的克隆实验。
【提出问题】多莉羊“长得”会和哪个“母亲”更相似呢？（提示：多莉羊的克隆成功再次证明了细胞核的全能性。）
【分析讨论】师生共同分析归纳：细胞分化并不是遗传物质的改变。分化后的细胞“应该”也具有这种潜能。
【阅读思考】阅读教材P102“细胞的全能性”。思考分析答出：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。
【阅读讨论】阅读教材P103后，交流讨论。师生共同总结：动物细胞的体细胞不表现出全能性，但细胞核具有全能性。
【交流回答】交流自对世界上第一例成功克隆的动物“多莉羊”的了解情况。结合已有的知识加以介绍回答。
【讨论交流】分组讨论、交流后，回答：多莉羊与提供乳腺细胞核的“母亲”在外貌和形态上都相同，而与另外两个“母亲”都不同。
☉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。
干细胞
干细胞的特点
干细胞的种类
干细胞的应用
【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？（也可自问自答）在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞，称之为干细胞。一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞，也可以这样说，这些干细胞充当了分化细胞“预备队”的角色。
【巡回指导】组织学生阅读教材P102～103，回答下列问题：干细胞的特点、干细胞的种类。走入学生中，参与学生的讨论，加以点拨、指导。
【提出问题】研究干细胞的最终目的是应用干细胞技术治疗疾病。那么干细胞技术有那些应用呢？人能不能利用干细胞技术达到长生不老呢？
【展示材料】目前科学家已能在体外以干细胞为种子培育成功一些组织器官，来替代病变或衰老的组织器官。假如在年老时能使用上自己或他人婴幼儿或青年时期采集保存的干细胞及其衍生组织，那么人类长期追求的长生不老和幻想就有可能成为现实。造血干细胞移植是目前治愈白血病和某些遗传性血液病的惟一希望，在肿瘤和难治性免疫疾病的治疗中也有其独特的作用。
【阅读讨论】阅读教材P103内容，以学习小组的形式讨论，师生共同归纳出干细胞的种类和特点：
（1）干细胞的特点：干细胞的显著特点是进行不对称分裂，就是干细胞经过一次分裂所产生的两个细胞中，一个仍然是干细胞，另一个则经过多次分裂后，会变成许多各式各样的体细胞。
（2）干细胞的种类：①按分化潜能分：a.全能干细胞：受精卵是全能干细胞，它能产生生物体所需的所有各种类型的细胞，所以受精卵最后能发育成为完整的生物体。b.多能干细胞：胚胎干细胞是多能干细胞，它的分化能力仅次于受精卵，虽不能发育成完整的个体，但可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织。c.专能干细胞：造血干细胞是专能干细胞，能够分化成各种血细胞，但不能分化出造血系统以外的细胞。②按来源分：a.胚胎干细胞：胚胎组织中有全能干细胞和多能干细胞。b.成体干细胞：成体干细胞只有专能干细胞，具有组织特异性。
【共同归纳】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。
☉引入“干细胞”知识的学习。通过围绕层层铺设的问题，开展小组合作学习，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。
☉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。
资料收集
布置课外任务---通过报纸、刊物、互联网、访谈等途径搜集“恶性肿瘤防治方面的资料”。
以学习小组为单位，讨论如何搜集相关资料的方法途径，研究解决“任务”的方案。课外进行资料的收集。
☉培养学生多渠道获取知识的能力。也下节课准备学习资料。
【反馈检测】
1、细胞一生要依次经过哪几个阶段（ ）
A．未分化、分化、衰老、死亡 B．分化、衰老、未分化、死亡
C．衰老、分化、未分化、死亡 D．分化、未分化、衰老、死亡
2、与生物的发育密切相关的是（ ）
A．细胞分化 B．细胞衰老 C．细胞癌变 D．以上三项均是
3、能够无限增殖的细胞是（ ）
A．神经细胞 B．血细胞 C．心肌细胞 D．癌细胞
4、在二次大战后，在日本广岛生活的人癌症发病率很高，原因是受什么作用（ ）
A．物理致癌因子 B．化学致癌因子 C．病毒致癌因子 D．煤焦油
5、组织培养中，用一定生物化学手段能使植物组织中的每一个细胞发育成完整植株，这说明（ ）
A．生物具有生长、发育特性 B．每个细胞具有该物种整套遗传物质
C．生物具有遗传性 D．生物具有应激性和适应环境的能力
6、动物体内各种细胞中，具有最高全能性的细胞是（ ）
A．体细胞 B．生殖细胞 C．受精卵 D．干细胞
参考答案：1、A 2、A 3、D 4、A 5、B 6、C
课件24张PPT。第二章 细胞的化学组成第一节 细胞中的原子和分子
人的发育过程受精卵经过细胞分裂产生后代细胞,(细胞数目的增多)同时细胞的形态、结构和功能发生差异的过程称为分化。■细胞分化有何意义？情景讨论：社会中如果没有职业分工，社会的运转状况是怎样的？如果细胞也没有分工，多细胞生物体将会是怎样的？ 细胞的专门化,有利于提高各种生理功能的效率。专门化的细胞各种组织绿色开花
植物体细胞分化是个体发育的基础动物在复杂性方面走得更远 组织 器官 系统个体①②分别是什么生命现象？两者有何区别和联系呢？增加相同不变差异遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程生物体的正常发育，是细胞在分化过程受到高度精巧的严格控制下发生的。从“专门化有利于提高效率”这一角度分析：分化会走回头路么？正常情况下，细胞的分化是不可逆的．严格控制下有序地发生
一般不可逆
遗传物质不改变形成了各种不同的细胞、组织细胞的分裂和分化是生物正常生长发育的基础。（1）特点：（2）结果：（3）意义：细胞的分化正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变。有的细胞不受控制而无限增殖,这就是癌细胞。正常细胞发生不正常的分化， 而突变为癌细胞的过程叫癌变．细胞的癌变遗传物质发生变化正常细胞致癌因素不正常的分化？物理致癌因子（辐射致癌）化学致癌因子（砷、苯、煤焦油等）病毒致癌因子(乙型肝炎病毒可能是75%-90%的肝癌的病因) 卫生部2008年4月29日上午发布的第三次全国死因调查显示，中国城乡居民的癌症死亡率在过去30年中增长了80%以上。其中，尤以肺癌和乳腺癌上升幅度最大，过去30年分别上升了465％和96％。目前，癌症已经成为中国城市居民的首位死因，中国每4-5个死亡者中就有一个死于癌症。一、食物以植物为主，蔬菜、水果、豆类、粗粮。
二、保持适当体重，BNI(肥胖指数)维持在18.5－26之间，22最标准。即体重除以身高的平方，例如体重72公斤，身高1.73米，则72／（1.73×1.73）=24。 三、经常适度运动，但每天激烈运动，会损伤遗传基因而致癌。最好每天快步走一小时，每周剧烈运动一小时。可以预防结肠癌.
四、每天至少吃蔬菜和水果400～800克。
五、谷类、豆类、根菜类每天至少摄取600～800克。 六、最好不喝酒。男子每日限饮两杯,女子限饮一杯.国际防癌守则七、牛、羊、猪肉每天摄取80克以下，多吃鱼、鸡肉。
八、控制动物脂肪摄取量，适度摄取植物性脂肪。 九、成人每天摄取食盐6克以下，调味料以香料为主。 十、多吃生鲜食品，少吃罐头类食品。 十一、食品应冷冻、冷藏保存但也不能将冰箱视为万能箱，食品不可存放太久。 十二、避免加工或添加剂。有些添加物含有基因突变物质，若是添加物在体内蓄积，是否会在体内产生不良作用，目前仍无法确知。 十三、不吃烧焦食品。 十四、少吃营养剂、补品。 十五、戒烟。 国际防癌守则常见致癌食品名单
咸鱼：咸鱼产生的二甲基亚硝酸盐，在体内可以转化为致癌物质二甲基亚硝酸胺。虾酱、咸蛋、咸菜、腊肠、火腿、熏猪肉同样含有致癌物质，应尽量少吃。 烧烤食物：烤牛肉、烤鸭、烤羊肉、烤鹅、烤乳猪、烤羊肉串等，因含有强致癌物苯并芘不宜多吃。 熏制食品：如熏肉、熏肝、熏鱼、熏蛋、熏豆腐干等含苯并芘致癌物，常食易患食道癌和胃癌。 油炸食品：煎炸过焦后，产生致癌物质多环芳烃。咖啡烧焦后，苯并芘会增加20倍。油煎饼、臭豆腐、煎炸芋角、油条等，因多数是使用重复多次的油，高温下会产生致癌物。 已经发生高度分化的细胞,具有和受精卵相同的遗传物质，还能像受精卵那样,发育成完整个体？思考：受精卵具有分化出各种细胞的潜能细胞的全能性： 动物受精卵第一次分裂成二个细胞，仍具备全能性。 进一步分裂所产生的细胞就逐渐失去全能性。不能发育成完整的个体，但可发育成特定的组织。动物在复杂性方面走得更远 ，动物体细胞不表现出全能性动物体细胞不表现出全能性，（原因是受细胞内物质的限制）但细胞核则不同。请看下面的实验：证明：动物细胞核有全能性新的细胞体外培养 一段时间多莉羊的克隆证明：动物细胞核有全能性克隆人？？？？高度分化的植物细胞仍具有全能性■细胞全能性受精卵有分化成完整个体的潜能，这种潜能称为细胞的全能性已分化的植物体细胞具有全能性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.丘索维金娜：2008年北京奥运会女子跳马银牌得主；历史上参加五届奥运会的第一人。她之所以还拼搏在世界体坛上的一个重要原因，是为患有白血病的儿子挣得医疗费。 白血病,俗称“血癌” ,是造血系统的恶性肿瘤，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。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。问题：骨髓与血细胞的形成有什么关系？可以分化为各种细胞的未分化细胞，称为干细胞一类可以分化成为各种细胞的末分化细胞特点：不对称分裂 ■干细胞分类及应用皮肤干细胞试分析细胞分化程度与干细胞分化潜能的关系分化程度越低的细胞，分化潜能就越强 全能干细胞多能干细胞专能干细胞按功
能分胚胎干细胞
成体干细胞全能干细胞多能干细胞只有专能干细胞按来源分胚胎组织受精卵胚胎干细胞造血干细胞■干细胞分类及应用为临床医学开辟了新的途径■干细胞能给他们带来希望吗?脐带血保存 【反馈检测】1、细胞一生要依次经过哪几个阶段（ ）
A．未分化、分化、衰老、死亡??????B．分化、衰老、未分化、死亡
C．衰老、分化、未分化、死亡??????D．分化、未分化、衰老、死亡
2、与生物的发育密切相关的是（ ）
A．细胞分化?????B．细胞衰老??????C．细胞癌变????D．以上三项均是
3、能够无限增殖的细胞是（ ）
A．神经细胞?????B．血细胞????????C．心肌细胞????D．癌细胞AADDDover
