高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞的分化教案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞的分化教案，共7页。教案主要包含了细胞的全能性，细胞分化，干细胞等内容，欢迎下载使用。
教学目标
1.科学思维:通过比较不同细胞在形态、结构和功能方面发生的特异性变化,归纳细胞分化的概念进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。
2.科学探究:通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例,阐明细胞的全能性。
3.社会责任:通过了解干细胞的特点,关注干细胞在医学上的应用,提升社会责任意识。
评价目标
1.说明细胞的分化。
2.举例说明细胞的全能性。
3.了解干细胞的特点,关注干细胞在医学上的应用,提升社会责任意识。
教学重难点
重点:1.细胞分化的概念、原因和意义。
2.细胞的全能性的概念。
难点:1.细胞分化的原因。
2.细胞的全能性的概念。
教学方法
1.通过视频播放,解决学生对细胞分化的直观认识。
2.通过资料分析,让学生自己总结细胞分化的特点。
3.通过具体案例技术的分析,理解细胞全能性的原因和意义。
课时安排
1课时
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
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。
问题: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?细胞除了要进行细胞分裂之外,还需要进行怎样的变化呢?
(学生思考并回答:不能)
(设计意图:由学生熟悉的现象导入,创设问题情境,激发学生的探究欲望,发动学生主动地参与学习过程。)
教学过程
请同学们结合学案,阅读课本P118~119,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,展示有关细胞形态、结构和功能多样性的图像信息。学生观察,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)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。
提示:1.细胞分化的实例:如根尖的分生区细胞不断地分裂、分化,形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞及根毛细胞等;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;骨髓造血等。
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,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
4.比较细胞分裂和细胞分化。由于在前面的章节中,刚刚学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等角度,通过列表的形式来进行分析。同时也起到了温故知新的作用,提高了学生的学习兴趣,增强信心。列表如下:即第4小题的答案。
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,即基因的选择性表达,所以出现了功能不同的细胞,也就是细胞的分化。
二、细胞的全能性
问题: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?
学生阅读课本P120~121,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,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成完整个体的潜能,这就是细胞的全能性。
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?
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或其他各种细胞。
问题: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。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。要求同学们搜集有关干细胞的资料,关注人类生命健康。
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: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。
问题:细胞全能性大小比较。
引导学生分析出,植物>动物;分生区>成熟区;对于同一个体,受精卵>生殖细胞>体细胞。
问题:比较受精卵、胚胎干细胞及造血干细胞的分化程度、分化能力和全能性的大小。
引导学生最终总结出分化程度、分化能力和全能性三者间的关系。
(设计意图: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、相关的阅读资料及思考讨论题等,在教师的指导下完成本课的探究学习,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。)
细胞分化是多细胞生物个体发育的基础,在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,结合图像信息、多媒体课件等形式,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,结合当前的社会热点问题,如克隆动物、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。
非测试性评价
1.你喜欢这堂课吗,你最喜欢哪个环节,哪个环节你认为还有不足?
。
2.在这节课上你学到足够的知识了吗?
。
3.你参与小组合作探究时积极吗?
。
4.你对本堂课重难点的突破还有别的创意吗?
。
(设计意图:该环节是本节课教学环节的延续,通过这几个问题让学生对自己、对小组、对教师、对课堂都进行评价,根据学生的回答,可以促使教师进一步改进自己的教学,是师生交流的另一个平台。)
课堂小结
在多媒体上投影出整节课的知识要点,以便帮助学生形成系统的认识。
细胞分化特点实质意义细胞全能性原因证明植物动物表达条件难易程度
布置作业
1.巩固本节课所学知识。
2.完成学案上非测试性评价和核心素养专练。
教学反思
本节课采用学生自主构建概念和合作探究的方式,使学生之间的合作、探究学习能力得到充分的发展,学生的主体地位得到充分体现。在实施新课程的过程中,我深深地感觉到,我们不但要接受新理念,更要在实践中进一步认识新理念,在实践中感受新理念的魅力。新课程教学倡导学生探究学习,探究不一定都是以实验的形式来进行,事实上,在平时教学中,问题引导式的探究可能是最常用的,而且也是可行性较高、效率较高的一种形式。
本节课主要是在呈现图片资料和文字资料的基础上,设计问题串激发学生的思维,促使他们积极参与思考和探究。
1.用身边的事例创设情境,激发学生学习的兴趣。如结合自己积累的知识及教师提供的图片、视频等呈现的内容,让学生用自己的语言分析细胞的分化在个体发育中的重要作用。如胚胎干细胞及器官移植等问题。
2.上课时教师应勇于“让位”于学生,激起他们学习的信心。如引导学生分析细胞分化的特点,分析细胞分化实质时让学生提出问题,继而讨论得出结论等。
当然,在教学的实施过程中也发现了存在的问题和一些应该改进的地方:一是缺乏学生自己提问、自己解决问题的环节,没能真正做到把课堂还给学生。二是对难点的突破。本节其中的一个难点内容是“细胞全能性的概念及实例”,课堂上提供的相关资料毕竟有限,因此最好在课前布置学生通过互联网多搜集些有关植物组织培养和克隆方面的资料,在上课之前就对这方面知识形成一定的认识,可能会更加有助于学生理解“细胞全能性”这一概念。
板书设计
第2节 细胞的分化
一、细胞分化
1.细胞分化的概念
2.细胞分化的特点
3.细胞分化的意义
二、全能性
1.植物细胞的全能性
2.动物细胞的全能性
3.全能性的概念
三、干细胞
1.干细胞的概念
2.细胞分化和全能性的关系
备课资源
1.据都市快报,英国人保罗·汉索花15年反复试验,终于成功培育出一种“一藤双生”植物——TmTat。上面出番茄,地下长土豆。番茄和土豆同属一科,在长到约60厘米时,剪掉部分茎干,再把番茄嫁接到土豆上。保罗表示,他的发明可以一次性解决薯条和番茄酱的问题。
2.中国科学家在世界上首次利用iPS细胞(诱导多功能干细胞)成功克隆出活体小鼠,其中被命名为“小小”的实验鼠一时间成了明星。世界首只克隆羊“多莉”的娘家——英国罗斯林研究所的专家就此评论说:“‘小小’接过了‘多莉’点燃的火炬。”
该成果受到国际干细胞研究界的高度重视,《自然》杂志网站称赞中国科学家“为克隆成年哺乳动物开辟了一条全新道路”。
在首批iPS细胞克隆鼠中,所有用来配对的12只实验鼠都成功生产出后代,并且这些第二代没有畸形现象。它们生育了数百只第二代实验鼠,并已有超过100只第三代实验鼠。
3.全球iPS细胞研究大事件
(1)2006年8月 日本山中伸弥研究小组将小鼠皮肤细胞诱导为干细胞(即iPS细胞)。
(2)2007年11月 美国和日本科学家分别宣布独立发现,可将人类皮肤细胞转化为iPS细胞。
(3)2007年12月 美国怀特黑德生物医学研究所的科学家发现可利用iPS细胞治疗镰状细胞血症小鼠。
(4)2009年7月 中国科学家证实了iPS细胞具有和胚胎干细胞相似的发育能力。
4.白血病
白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病。克隆性白血病细胞因为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积,并浸润其他组织和器官,同时正常造血受抑制。临床可见不同程度的贫血、出血、感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。据报道,我国各地区白血病的发病率在各种肿瘤中占第六位。
比较项目
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