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人教版高中生物必修一
第6章
第2节
细胞的分化
教学设计
【教学目标】
1.
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.
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.
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。
【教学重难点】
1．
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．
难点
细胞全能性、干细胞概念及实例
【课时安排】
1课时
【教学方法】
讲解、观察法。
【课前准备】
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。
【学生活动】
指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
【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。
【课堂总结】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。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。动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。例如，人的骨髓中有许多造血干细胞。干细胞有多种类型，可分为成体干细胞和胚胎干细胞。也可以分为这样三种类型：能够分化产生生命活动所需要的各种类型细胞的干细胞称为全能干细胞，它本身可以形成一个生命；不能单独发育成完整个体，但能分化为多种类型细胞的干细胞称为多能干细胞；能分化产生与特定器官和特定生理功能相关的细胞称为专能干细胞。
【讨论分析】干细胞研究进展与人类健康，讨论回答教材P120相关问题。
【课堂小结】细胞分化的概念，细胞分化的生物学意义和细胞的全能性等。
【板书设计】
第二节
细胞分化
一、细胞分化
1．细胞分化的概念
2.细胞分化的实质
3.细胞分化的意义
4.细胞分化的特点
二、细胞全能性
1．实验及结论：
2．概念
3．植物细胞实现全能性的条件
4．植物组织培养的应用
5．动物细胞核的全能性
6．干细胞的种类：
【作业布置】
1.完成本节配套学案。
2.完成课本P120练习一、二。
3.预习：细胞的衰老、凋亡和癌变。
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精品试卷·第
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第六章
细胞的生命历程
高中生物人教版
必修一
第2节
细胞的分化
1.为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡减少？
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？
第2节
细胞的分化
思考探究
白血病
,俗称“血癌”,是一种恶性程度极高的血液病
,患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞
,延长病人的生命。
会通过细胞分裂产生新的血细胞来补充。
骨髓中的造血干细胞通过增殖和分化，不断的产生不同种类的血细胞。
细胞分裂
细胞分化
有丝分裂
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。
一、细胞分化
第2节
细胞的分化
新课学习
细
胞
分
化
1.细胞分化的概念
遗传物质没有改变，不同组织的细胞共同来源于受精卵，经有丝分裂产生。
细胞分化是否意味着细胞中遗传物质的改变？
第2节
细胞的分化
新课学习
1.细胞分化的概念
一、细胞分化
A
B
D
C
E
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
选择性表达的过程
2.细胞分化的实质
第2节
细胞的分化
新课学习
红细胞
合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)
肌细胞
肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)
肌动蛋白基因关闭
血红蛋白基因关闭
血红蛋白基因开启
2.细胞分化的实质
第2节
细胞的分化
新课学习
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于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
3.细胞分化的意义
第2节
细胞的分化
新课学习
材料3:造血干细胞
原红细胞
早幼红细胞
中幼红细胞
晚幼红细胞
成熟红细胞
死亡。
材料2:黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。
稳定性
不可逆性
材料1:细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
4.细胞分化的特点
第2节
细胞的分化
新课学习
既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗?
1958，美国，斯图尔德
植物组织培养
愈伤组织
3.植物细胞实现全能性的条件：
离体
植物激素和营养物质
2.概念：细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
1.实验及结论：
已分化的植物细胞具有全能性。
二、细胞的全能性
第2节
细胞的分化
新课学习
4.植物组织培养的应用
快速繁殖花卉、蔬菜；
拯救珍稀濒危物种；
和基因工程结合培育作物新类型。
二、细胞的全能性
第2节
细胞的分化
新课学习
动物细胞有没
有这种能力？
母绵羊B
乳腺细胞
（体细胞）
母绵羊A
未受精的卵细胞
母绵羊C
“多莉”
新的卵细胞
发育成胚胎
去核卵细胞
提取细胞核
多莉是由C羊所生，A羊提供卵子，B羊提供细胞核，却长得像B羊。由此你可以下什么结论？
多莉长得像哪只母羊？
绵羊“多莉”
整个克隆过程如下：
“多莉”的诞生证明: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。
5.动物细胞核的全能性
二、细胞的全能性
第2节
细胞的分化
新课学习
思考
动物体细胞的细胞核为什么具有全能性？
细胞核含有保持本物种遗传性所需要的全套基因。
二、细胞的全能性
第2节
细胞的分化
新课学习
5.动物细胞核的全能性
美俄勒冈克隆猴子
台湾克隆猪：培育濒临绝种的兰屿猪
第2节
细胞的分化
新课学习
5.动物细胞核的全能性
我国著名生物学家童第周于1978年将黑斑蛙成体红细胞的细胞核移入未受精的去核卵细胞中，卵细胞也发育成正常的蝌蚪。近年来，我国科学家也相继克隆成功羊、牛、猪等动物。
5.动物细胞核的全能性
第2节
细胞的分化
新课学习
已分化的植物细胞具有全能性
已分化的动物细胞核也具有全能性
全能性高低：
受精卵＞生殖细胞＞体细胞
胚胎干细胞＞造血干细胞
5.动物细胞核的全能性
第2节
细胞的分化
新课学习
概念：动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。
例子：人的骨髓的造血干细胞
全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞(了解)
6.干细胞
第2节
细胞的分化
新课学习
在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。
干细胞的用途:
干细胞移植治疗白血病
6.干细胞
第2节
细胞的分化
新课学习
①②分别是什么生命现象？两者有何区别和联系？
①为细胞分裂
②为细胞分化
第2节
细胞的分化
思考讨论
细胞分裂
细胞分化
不
同
点
细胞数量
形态结构功能
相同点
联系
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
细胞分裂和细胞分化的比较:
第2节
细胞的分化
课堂总结
知识点
归纳与结论
1.细胞分化及其意义
a.概念：
b.
特点：
c.
实质：
d.
意义：
2.细胞的全能性
a.概念：
b.高度分化的植物细胞具有全能性
c.动物细胞的细胞核具有全能性
d.干细胞
普遍性，持久性，稳定性，不可逆转。
基因的选择性表达(遗传物质没有改变)
细胞分化是个体发育的基础；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。
已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
第2节
细胞的分化
课堂总结
2.完成课本P120练习一、二。
作业：
作业布置
1.完成本节配套学案。
第1节
细胞的增殖
3.预习：细胞的衰老、凋亡和癌变。中小学教育资源及组卷应用平台
人教版高中生物必修一
第6章
第2节
细胞的分化
课时作业
一、选择题
1．在细胞分化过程中，一般不会发生改变的是(
)
A.蛋白质的种类
B.染色体的数目
C.细胞的功能
D.遗传信息的执行情况
2．下列关于细胞分化的叙述中，不正确的是(
)
A.是一种持久性变化
B.仅在高等植物中常见
C.发生在整个生命进程中
D.在胚胎时期达到最大限度
3.下列有关细胞分化的说法错误的是(
)
A细胞分化与生物发育有密切关系
B细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象
C细胞分化仅发生在胚胎时期
D细胞分化是在细胞形态结构和功能上发生稳定性差异的过程
4.下列有关细胞分化的叙述，不正确的是(
)
A.细胞的分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
B.细胞分化是一个持久性的变化过程
C.在动物细胞内，细胞的分化是一个不可逆的过程
D.细胞分化是一个可逆的过程
5.人体造血干细胞不能分化成(
)
A各种体细胞
B血小板
C红细胞
D白细胞
6.具有分化能力的细胞是(
)
A洋葱鳞片叶表皮细胞
B肝细胞
C肠上皮细胞
D根尖生长点细胞
7.细胞分化不同于细胞增殖的主要特点是(
)
A细胞数量增多
B细胞体积增大
C细胞的化学成分含量的变化
D能形成各种不同的细胞和组织
8.现代分子生物学的证据表明，细胞分化是(
)
A基因选择性表达的结果
B基因不表达的结果
C细胞分裂的结果
D细胞癌变的结果
9.生物组织的形成过程依赖于(
)
A细胞衰老
B细胞分化
C细胞癌变
D细胞生长
10.
细胞的全能性是指(
)
A具有细胞膜、细胞质、细胞核结构的完整细胞，能进行各种生理活动
B具有细胞膜、细胞质，无细胞核也能完成特定的生理活动
C生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
D具有该物种所特有的全套遗传物质的细胞
11.
细胞分化形成了不同结构和功能的细胞和组织，最能表明一个真核细胞特殊功能的是(
)
A．细胞的大小和形态
B．细胞膜的结构
C．细胞核的大小和数量
D．细胞器的种类和数量
12.克隆羊“多莉”的培育成功证明了(
)
A.动物细胞的再生能力
B.动物细胞的分化能力
C.动物细胞的性别发育的全能性
D.动物细胞核的全能性
13.一个植物的组织细胞能培养成一个完整的植物体，这是依靠(
)
A．细胞的分裂
B．细胞的分化
C．细胞的全能性
D．细胞的生长
14．植物细胞表现出全能性的必要条件是(
)
A．给予适宜的营养和外界条件
B．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
C．导入其他植物细胞的基因
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
15．细胞分化发生在个体发育的(
)
A．整个生命过程中
B.胚胎期
C.受精卵分裂期
D.性成熟期
二、填空题
1.细胞增殖是以细胞分裂的方式使细胞
，分裂完成后
保持不变，使其后代在形态、结构和功能上保持了相似性；细胞分化则是形态、结构、功能发生
的过程。
2.多细胞生物从小长到大，不仅有细胞的增殖，还有细胞的
。这些细胞具有相同的
，但形态、结构和功能功能却有很大差异，这是因为在个体发育过程中，不同细胞中
不同。
3.科学家在早期胚胎中发现了干细胞，它能在体外形成不同的组织或器官。这些干细胞是在一定条件下通过
和
形成不同的组织或器官的。除了胚胎外，在脐血、骨髓、脑组织等处也发现了干虚报，通过进一步的研究，有希望用于患者的组织修复或器官移植。但在进行器官移植时，如果患者细胞表面的蛋白质物质，与移植器官的不相同，则会引起排斥反应。所以最好选用
（患者本人、父母、子女、配偶）的干细胞培育的器官。
4.美国科学家将分离得到的饿成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，有单个细胞发育成完整的新植株，过程如下图所示：
↗
试管植物↘
胚状体
开花的胡萝卜植物
↑
↓
细胞团
根的切片分离细胞
↖
单个细胞↙
请分析回答：
（1）这种培养的技术叫
。
（2）分离出来的饿成熟胡萝卜根的韧皮部细胞成为细胞团是通过
分裂完成的。
（3）细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同方向发生变化，这种现象叫做细胞的
。
（4）本实验说明植物细胞具有
。
课时作业答案
一、选择题
1-5
B
B
C
D
A
6-10
D
D
A
B
C
11-15
D
D
C
B
A
二、填空题
1.数目增多
染色体数目
稳定性差异
2.分化
遗传信息
遗传信息的表达
3.细胞分裂
细胞分化
患者本人
4.（1）组织培养
（2）有丝
（3）分化
（4）全能性
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