《細胞的分化》教學設計 一、學習需求分析 （一）、教學內(nèi)容分析 “細胞的分化”是人教版的生物必修一《分子與細胞》第六章第二節(jié)的內(nèi)容，是“細胞的生命歷程”這一主題下的一節(jié)內(nèi)容，教學課時為一課時。教材在前幾節(jié)內(nèi)容中已充分體現(xiàn)了生物體通過生殖而延續(xù)、通過細胞分裂而延續(xù)的主體思想，在此則進一步提出了通過發(fā)育而延續(xù)的主題。細胞分化是細胞生命歷程中的一個重要內(nèi)容，學生所學的細胞分裂是分化的基礎。細胞分化又是個體發(fā)育的基礎，在此之前，學生所學的遺傳部分的性狀表達，是細胞分化的分子基礎。關于全能性的理解與以后學習一些生物科技也有著密切的關系，對學生系統(tǒng)掌握“生命延續(xù)”這一主題內(nèi)容來說還是有一定的重要性。 （二）、教學對象分析 在初中階段，學生已學習過有關組織、器官、系統(tǒng)的知識，對于細胞分化的例子有一些感性的認識，但因為本節(jié)內(nèi)容又涉及到個體發(fā)育、分化的本質(zhì)、細胞全能性等比較抽象難懂的知識，教學課時安排的又是一節(jié)課，因此，盡管高一學生有相對較強的理解、分析能力，但在有限的教學時空內(nèi)要讓學生真正了解本節(jié)教學內(nèi)容，在實際的教學過程中，確實存在“教師難教、學生難學”的教學現(xiàn)狀。 二、教學目標 （一）知識與技能 1、知道細胞分化的概念、特點及意義。 2、知道細胞全能性概念及應用。 （二）過程與方法 1、關注人的胚胎發(fā)育過程，了解從受精卵發(fā)育成為個體過程中所發(fā)生的細胞分化現(xiàn)象。 2、收集和閱讀有關植物細胞全能性和植物組織培養(yǎng)的資料，了解和關注相關研究成果。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1、通過學習細胞分化機理，養(yǎng)成嚴謹?shù)乃季S方式，激發(fā)學生敢于質(zhì)疑不斷探求新知識的科學精神。 2、從植物組織培養(yǎng)的成功實例中，感悟植物組織培養(yǎng)技術對社會經(jīng)濟發(fā)展的價值和作用。 三、教學策略 細胞分化是多細胞生物體發(fā)育的基礎和核心，細胞分化的概念，內(nèi)涵較深刻，也是學生較難理解的。通過設疑幫助學生理解彼此相似的細胞，最初由一個受精卵經(jīng)過分裂和分化，發(fā)育為形態(tài)、結構和功能上不相同的細胞，這一變化過程即為細胞分化。細胞分化是多細胞生物體個體發(fā)育的基礎，已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能，即具有全能性。課程標準對此要求達到的層次為理解水平。為了幫助學生更好地理解，教師可以適當補充實例，也可以對教材做些處理，把“干細胞”內(nèi)容提前，如利用受精卵的全能性分析干細胞，及干細胞的類型，使學生進一步加深對細胞分化能力的理解。再從中提煉出相關概念，引到已經(jīng)分化的細胞是否能再重新恢復分裂分化能力，從而學習細胞的全能性。 細胞全能性是本節(jié)課的重點，也比較抽象，因此，在教學中，我提供了學生科學史的資料，從介紹植物細胞的組織培養(yǎng)進程和動物的核移植實驗進程創(chuàng)設有利于學生感悟和探究的教學情景，讓學生在體會探索的過程和成功的喜悅中逐步對細胞的全能性有感性的認識，親自循序漸進地得出細胞全能性的知識。同時，領悟生物科學的發(fā)展與科學家艱辛的實驗探索是分不開的。這也是本解課最大的設計亮點，知識基本都是學生在教師的引導下自己思考討論后得到的，所以印象會特別深刻，理解比較透徹。在講細胞全能性時，要兼顧植物動物，不要片面。然后，教學生從外因和內(nèi)因共同小結細胞分化的兩個特點：一般不可逆性和全能性。 四、教學重點和難點 （一）重點 1、細胞分化的概念和特點。 2、細胞全能性和干細胞概念和應用。 （二）難點 1、細胞全能性概念。 2、細胞分化、植物細胞全能性與植物組織培養(yǎng)的關系、干細胞 五、教學方法 引導—探究法、講授法、導學—自學法、討論法等靈活結合的多種方法 六、教學準備 制作多媒體課件、編制導學題 七、教學過程 八、板書設計 細胞的分化 一、細胞分化 1、概念： 結果： 2、特點： 3、實質(zhì)： 4、意義： 二、細胞的全能性 離體細胞（適宜條件）新個體：植物組織培養(yǎng) 植物已分化的細胞具有全能性 動物已分化的細胞細胞核具有全能性 細胞全能性的應用： 三、干細胞 1、概念“ 2、分類： 3、應用： 九、教學反思 本節(jié)課的設計是圍繞著教學目標展開的，在細胞全能性的學習中，學生比較活躍，原因可能與提供的科學史資料有關，一個是因為故事本身就給了學生一個課外的閱讀量，第二個在知道植物細胞全能性的研究進程后再要求學生試著對動物細胞全能性做一個實驗的嘗試，難度相對就不那么高了，使得學生有興趣去嘗試。通過這節(jié)課能使學生知道和體驗探究的過程，激發(fā)其學習本節(jié)課的興趣，又加深了對知識的理解。不管學生設計的結果如何，他們在這個過程中都經(jīng)過分析與思考設計實驗方案，都經(jīng)過思維的訓練，所以我認為是成功的。 對于干細胞的內(nèi)容是在細胞分化學習后做為科普知識的一個介紹，也是為了加深學生對細胞分化的理解，所以整節(jié)課的重點是非常突出的，就是圍繞細胞分化將細胞的全能性、干細胞與細胞的癌變聯(lián)系在了一起，所以，我設計的這節(jié)課的重難點就是細胞的全能性。 教學內(nèi)容教師活動學生活動教學說明新課引入 一、細胞分化 1.概念： 2.實質(zhì)： 4.意義： PPT演示一個可愛的小寶寶的圖片，用我們的生物學語言說這是一個怎樣的個體？（多細胞生物體）這個新生命發(fā)育的起點是什么？（PPT演示）（受精卵） 設問：一個細胞（受精卵）是如何發(fā)育成一個多細胞生物體呢？主要通過哪些生理過程實現(xiàn)的呢？（播放人的胚胎發(fā)育動態(tài)過程） （PPT演示）思考題： ①受精卵發(fā)育過程中，細胞數(shù)目為什么會增加？ ②胎兒的每個體細胞中遺傳信息相同嗎？為什么？ ③構成胎兒身體的細胞只有一種嗎？ （PPT演示不同類型的細胞） 設問：不同類型的細胞是怎么產(chǎn)生的呢？有什么不同之處呢？ （1）要求：學生小組討論導學題，提出“細胞分化”中難以解決的問題。導學題如下： ①什么是細胞分化？分化的過程和結果如何？ ②為什么經(jīng)細胞分化它們的形態(tài)、結構、功能都有了很大的差異呢？ ③細胞分化有哪些特點？ ④細胞分化有什么生物學意義？ （2）PPT分步演示：（對教材圖7-21進行分步處理）胚胎發(fā)育中細胞分化過程。 （3）總結：細胞分化結果形成了形態(tài)各異和功能不同的細胞，從而構成生物體不同的組織、器官乃至系統(tǒng)，從而成為一個完整的新個體。因此，受精卵發(fā)育成一個個體過程中，主要是通過細胞分裂和細胞分化來實現(xiàn)的。 說一說：你能用自己的語言說出什么是細胞分化嗎？ 結論：細胞分化的概念。（PPT演示） 設問：就一個個體來說，各種細胞具有相同的遺傳信息，為什么形態(tài)、結構和功能卻有很大的差異呢？ 資料：（PPT演示）在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白（肌細胞中的一種蛋白質(zhì)）合成有關的基因則處于關閉狀態(tài)；在肌細胞中則相反。 分析：相同的遺傳信息。 血紅蛋白基因開啟合成血紅蛋白 肌細胞肌動蛋白基因開啟合成肌動蛋白 結論：細胞分化是遺傳信息執(zhí)行情況不同導致（基因的選擇性表達結果）。 設問：細胞分化具有哪些特點 ？（PPT演示） 資料：細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。（持久性） 資料：黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。（穩(wěn)定性） 資料：造血干細胞→原紅細胞→早幼紅細胞→中幼紅細胞→晚幼紅細胞→成熟紅細胞→ 死亡。（不可逆性） 總結：細胞分化過程通常是穩(wěn)定的、不可逆的。在自然情況下，若個別高度分化細胞逆向恢復細胞分裂生長的能力，有可能導致細胞癌變。 設問：受精卵發(fā)育過程中，如果沒有細胞分化，其結果會怎樣？細胞分化是不是人類特有呢？ 結論：細胞分化的意義。觀看、好奇。 思考、討論、回答。 小組討論交流、 閱讀課文相關內(nèi)容、思考問題、提出問題。 觀察、聆聽、回答、理解。 個別回答 在老師的啟發(fā)下積極回憶、思考、理解知識。 分析、思考、得出結論。 思考、回答、解決問題。創(chuàng)設情景，吸引學生的注意力。 問題引導、師生對話引出本節(jié)課的第一個主題。 增強學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題、自主學習的能力。 師生互動、解決問題，提高教學的效率。 引導學生在理解的基礎上正確表述相關概念，鍛練學生的語言表達能力。 師生互動、適當拓展加深教材內(nèi)容，激活學生的思維。 從提供的情境中找出答案，提高學生的分析推理能力。 二、植物細胞的全能性 ——植物組織培養(yǎng) 1、過程 2、條件 3、理論基礎 4、概念 5、發(fā)展簡史 5、應用 三、干細胞 概念 分類 應用 作業(yè)設問：細胞分化具有穩(wěn)定性、不可逆性。那么，高度分化的細胞在合適條件下是否還具有形成新個體能力呢？ （1）PPT演示植物組織培養(yǎng)的研究成果。這些事實體現(xiàn)出植物細胞的什么特性？ 結論：細胞的全能性概念。 （2）你能說出什么是植物細胞全能性？ 結論：植物細胞全能性概念。 （3）PPT演示利用植物細胞全能性原理獲得的各種各樣五彩繽紛的完整試管小植株。 設問：這些植物的細胞或組織又是如何培育成植物體的呢？即植物的組織培養(yǎng)是如何進行的呢？ （1）要求：請閱讀課本P93頁第二自然段內(nèi)容，同時思考以下問題： ①植物組織培養(yǎng)的過程怎樣？ ②植物組織培養(yǎng)需要哪些條件？ ③什么是植物組織培養(yǎng)？ ④為什么利用植物體的部分組織就能培育成一個完整的植物體呢？ （2）PPT分步演示其過程（以胡蘿卜根韌皮部組織培養(yǎng)實驗為例） 結論：取材→接種→愈傷組織→根、芽→完整植株 設問：植物的組織培養(yǎng)需要滿足哪些條件呢？ 結論：細胞離體、無菌條件、控制溫度、PH、光照等、合適的人工培養(yǎng)基（水、無機鹽、糖類、維生素、植物激素等） 設問：為什么利用植物體的一些活的組織細胞就能在合適的條件下培育成完整的植株呢？ 結論：植物細胞的全能性。 說一說：什么是植物的組織培養(yǎng)？ 結論：植物的組織培養(yǎng)的概念。 （3）總結：植物細胞全能性是全套基因在內(nèi)外因素的綜合作用下的表達。 背景資料：（PPT演示）植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史。（略） 分析總結：德國著名植物學家哈伯蘭特于1902年提出了“細胞全能性學說”，到1958年斯蒂瓦特等人第一次用胡蘿卜根韌皮部細胞證實了植物細胞具有全能性，用了整整56年的時間。56年中許多科學家做的事情歸納起來都是在探索哈伯蘭特提出的“植物細胞在適宜的條件下有發(fā)育成完整植株的潛能”中的適宜條件。 背景資料：紅豆杉又名紫杉，屬世界珍稀瀕危物種，是我國一級保護樹種，素有“植物黃金”之稱，它的提取物“紫杉醇”是人類生命的第一殺手“癌癥”的克星，紅豆杉又是生產(chǎn)抗癌藥物“紫杉醇”的唯一原料。因此，高效抗癌藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災。 設問：今天我們有沒有辦法來拯救紅豆杉，同時又能大量生產(chǎn)紫杉醇挽救癌癥患者呢？ 結論：略 設問：你認為植物的組織培養(yǎng)技術具有哪些優(yōu)點？ （1）糾正學生回答問題時的錯誤，幫助學生解決問題。 （2）（PPT演示）植物組織培養(yǎng)在生產(chǎn)上的應用。如 ①試管苗的快速繁殖 ②無病毒植物的培育 ③提取原料 ④人工種子 ⑤轉基因植物的培育等 在“問題探討”中提到了“白血病”，白血病患者的血液中出現(xiàn)了大量的異常白細胞，而正常的血細胞又明顯減少。目前較好的治療方法是什么？（骨髓移植） 設問：為什么骨髓移植能治療白血?。浚ㄒ驗楣撬柚杏性煅杉毎?，能分化成各種血細胞） 什么是造血干細胞？（一種能夠通過增殖和分化，不斷產(chǎn)生各種血細胞，補充到血液中去。） 像這樣一種保留在體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞就叫干細胞 干細胞可以分成胚胎干細胞、組織干細胞、專能干細胞。 治療白血?。?在體外培養(yǎng)出組織和器官,并最終通過組織和器官移植實現(xiàn)對臨床疾病的治療 問題： ①細胞分化、植物細胞全能性與植物組織培養(yǎng)的關系。 ②比較細胞分裂和細胞分化的區(qū)別。（表格略） 設問：高度分化的動物細胞是否也具有全能性呢？ 預習教材第五節(jié)克隆技術 進一步探究影響細胞分化的因素有哪些？嘗試設計實驗進行證明？ 疑惑。 思考、回答、交流觀點。 好奇、興奮、疑惑。 閱讀課文內(nèi)容、思考問題、理解記憶。 描述過程、討論并回答問題。 思考、回答。 思考、回答。 思考、感悟。 思考、回答 據(jù)課前查閱的資料，暢所欲言。 傾聽、理解。 思考、回答。 疑問問題引導出第二個主題。 了解和關注相關研究成果。 創(chuàng)設情景、引出植物組織培養(yǎng)主題。 養(yǎng)成自主學生的學習習慣。 師生互動、引導學生運用分化等相關知識嘗試解決問題。 引導學生在理解的基礎上正確表述相關概念，進一步鍛煉學生的語言表達能力。 養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度，形成敢于質(zhì)疑不斷探求新知識的科學精神。 回歸生活，追求科學世界與生活世界的統(tǒng)一，同時，起到對學生進行生態(tài)道德教育的目的。 感悟植物組培技術對社會經(jīng)濟發(fā)展的價值和作用。 整體把握本節(jié)學習內(nèi)容，闡明新舊知識的關系，努力構建完整的知識體系。 設置懸念、引出下節(jié)課課題。同時，充分利用課程資源，拓展教學時空。

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