科学前沿 组装细胞教学设计与反思

教材分析

《细胞分化》是人教版必修1第六章第二节，是在学生了解细胞的结构、功能、代谢和增殖的基础上，向学生介绍当今细胞生物学的重要研究课题――细胞的分化与细胞的全能性以及干细胞。细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，因此，本节内容中，细胞分化是核心内容，《课程标准》对此要求达到的层次为理解水平，而细胞全能性、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。另外，细胞全能性及干细胞的知识又是选修课本中植物组织培养、克隆技术和胚胎工程的理论基础，因此学好本节内容对学习后面的有关知识是非常必要的。

学情分析

在初中阶段，学生已学习过有关组织、器官、系统的知识；对于细胞的分化的例子有一些感性的认识，从而比较好理解细胞分化对于各种组织、器官、系统的建成的重要意义。而且，因为本节内容涉及到个体发育等知识，学生对此有一定的认识，学习的兴趣比较高，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。细胞全能性的实验、干细胞与现实中的联系等内容均可激发学生强烈的求知欲望。但鉴于我校高一生源基础较差，在实际教学中，有关动植物的组织、器官、系统等知识可能会占用一定教学时间。

指导思想

《普通高中生物课程标准》倡导探究性学习，引导学生主动学习，乐于探究，提高学生获取新知识主动意识，同时提高学生分析和解决问题的能力。本节课的概念性内容相对较多，可在教学中通过引导学生分析事实掌握归纳总结概念的能力。

教学目标

1．知识目标：

能通过一些事实分析，归纳总结细胞分化的概念，说明细胞分化的机理及在生物个体发育中的意义；

能举例说明细胞的全能性及在生产实践与科学研究中的作用，能说明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；

能通过资料分析举例说明干细胞的种类、特点和应用。

2．能力目标：

在教师的引导下，师生共同探究，使学生学会学习，同时培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力；

通过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；

通过公共信息资源收集干细胞研究进展与人类健康的资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息，形成评判有关信息的意识和能力。

3．情感态度价值观：

通过细胞分化的学习，体会生命的运动性，确立辩证唯物主义自然观，逐步树立科学的世界观；

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、关注生活等热点问题；

教学重点

细胞分化的概念和意义；

细胞全能性的概念；

教学难点

细胞分化概念的归纳总结以及细胞分化机理的理解

细胞全能性的概念及实例

教学思路

首先利用视频资料创设情境让学生感受受精卵发育成婴儿的科学发展，激发学生强烈的学习

欲望并导入课题。

利用受精卵发育成婴儿图片展示，引导学生得出细胞分化的概念；设立资料组织学生从中得出分化的特性；通过激发学生的认知冲突来达到理解细胞分化的机理的知识目标，并让学生分组讨论出细胞分化与分裂的区别和联系，并由此分析小结细胞分化的意义。再次通过疑问引发学生的认知冲突，利用斯图尔德的组织培养实验分析引导学生得出细胞全能性的概念、原因、条件；引导学生联系实际讨论植物细胞全能性的应用价值，简介蓝玫瑰的开发过程使学生感悟在实际生活中生物学科的魅力，体会知识的实际应用价值；再利用问题引入动物细胞的全能性，通过“多利”的诞生过程的分析，引导小结动植物细胞全能性的不同以及全能性大小的比较。用课堂练习巩固本节课的核心概念。最后由白血病引入干细胞，学生分组交流课外搜集到的干细胞的相关资料，以及展示视频资料让学生得到干细胞的概念及分类。引导学生总结本节课的内容。

教学方法

探究、讲解、讨论、谈话法、归纳总结等方法同时结合直观教学

教学手段

多媒体、搜集视频资料

课前准备

预习本节知识，并提前搜集干细胞的相关资料。

主要资源

PowerPoint制作课件，相关

新闻和图片资料等。

教

学

过

程

预

设

教学内容

教师引导活动

导入新课

：

学

生

学

设

计

意

习

活

动

图

情景创设

受精卵发育成胎儿的图片

提问：受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人体

的200多种细胞吗？

观看图片，进入情境，

一、细胞的分化

这就要到我们今天要学习的内容--细胞的分化思考问题，激发中寻找答案。

学习热情

展示本节聚焦：

什么是细胞分化？

细胞分化的生物学意义是什么？

什么是细胞的全能性？

展示受精卵分裂发育成各种细胞、组织的图片，

引导学生归纳总结细胞分化的概念

提问：细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生明确本节在生物体生命的整个过程中呢？你能举例说明学习目标

吗？

从观看图片，到问题引入新课，充分调动学生的学习兴趣，从而积极参与到新课的学习中

引导分析举例，并提供四组实例：造血干细胞、

表皮生发层细胞、植物受精卵的分裂分化及根

分生区细胞

1、细胞引导分组讨论事实，尝试小结细胞分化的特征

分化的展示学习目标，明确学习目的

1.黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成利用情黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上境，分析

事实，尝皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。

2.高度分化的细胞，它们不能再转变为其他类试归纳出

细胞分化型的细胞，而且也失去了分裂能力。

的概

念。

2、细胞创设问题，引导分组讨论：

分化的

体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的,每个特性

细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带有1）持久本物种相同的DNA分子（即具有相同的遗传信

性

息）,那为什么分化后的细胞所呈现出来的形态

结构和生理功能会不同呢？

学生相互

讨论，得

概念

提高学生的认知和归纳能力

尝试分析总结：细胞分化的直接原因和根本原出结论

因。

培养学生思考问题和合作学习能力。

展示由受精卵形成各种组织的图片后提出问题：

①是通过什么过程实现的？

2）稳定②主要通过什么实现？两者有何区别和联系呢？。

性

通过比较，提出问题：细胞分化对生命活动有

什么意义？

以受精卵分裂分化的图片资料为载体，引导思

考

加强认知，联系生活，引导知识的迁移应用。

3）不可

逆性

再次创造认知冲突，

引导思考问题：

已经发生高度分化的细胞,还能像早期胚胎细3、细胞胞那样,再分化成其他细胞吗?

分化的

机理

展示图片，简介斯图尔德的组织培养实验，引

导分析问题：

分组讨（1）图3中从根的切片分离的细胞是什么样的论，产生认知冲植物细胞？

（2）图4中的细胞数目增加的方式是什么？

突，师生共同解决（3）由胡萝卜的韧皮部细胞培养成完整的胡萝疑惑，分卜植株体现出植物细胞的什么特性？这个特性析细胞分之所以能够表现的根本原因是什么？

化的直接联系生活，拓展学习：我们可以利用植物细胞原因和根的全能性解决哪些现实问题？

本原因

让学生产生强烈的认知冲突，培养学生深入思考的习惯和解决问题的能力。

提问：

已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？

展示：克隆羊多莉的产生过程。

再以血红以问题串的形式引导层层分析，步步引入，同蛋白基因时进行全能性大小的比较

和肌动蛋

白基因的解析图说以课堂巩固题为评价

明遗传信手段，培养解题能力

息的选择

性表达和联系生活，以问题“动物体和人体内有没有具细胞分化有分裂和分化能力的细胞？它们有什么作用的直接原吗？”引入干细胞的学习

因和根本结合学生的资料交流

引导讨论白血病的治疗

原因

结合学生的资料交流播放《胚胎干细胞分化成

巩固学生对细胞分化的机理这一知识点认知，同时突破本节教学的难点。

下丘脑细胞》的新闻片段，了解干细胞研究的独立思考，完成4、细胞新进展和与人类的健康。

细胞分化分化的课堂巩固训练

与细胞分意义

裂的对比（1）是

表。

生物个引导小结

体发育的基

础；

培养学生独立思考问题的能力，加强对相似知识的对比能力。

（2）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。

二、细胞的全能性

1、概念

加强认知：联系生活，喻为社会各部门之间的分工合作，学会知识的迁移应用。

与社会现象相结合，提高学生对知识的归纳、总结及迁移运用能力。

引导学生联系生活，深入思考，尝试得出结论

让学生再次产生强烈的认知冲突，培养学生探究解决问题的能力。

2、原因

3、表现的必要条件

引导学生分析植物组织培养过程，得出细胞全能性的概念、原因加强学生对经典实验的分析能力。

并进一步加强学生对概念的概括和总结技巧训练，突破

和条件。

教学难点，同时加强学生对核心概念的理解

动物细胞的全能性

4、全能性大小的比较：

植物细胞>动物细胞

受精卵>生殖细胞>体细胞

讨论拓展，学会利用所学知识解决生活的问题，即知识迁移应用能力

利用评价提高学生的知识迁移能力，通过赏识教育提高学生对学习的自信心。

通过生物科学技术在生活中的实际应用，让学生感悟生物的魅力，提高生物的学习兴趣

了解蓝玫瑰的培育过程，体验生物学科与实际生活的联系，提高学习生物的兴趣

三、干细胞的概念和类型

根据问题串讨论分析，学会合作学习，同时以经典实通过问题的提出以及问题串的形式引导学生继续深入探究，培养逻辑思维

验为载体体会科学的严谨性。

学生得出结论：动物细胞的细胞核也有全能性。

能力

巩固所学知识，培养解题能力

学生思考后个别提问回答问题。

学生分组交流各组搜集的干细胞与人类健康的相关资料

培养学生调查设计和收集处理资料的能力，学会合作学习以及资源共享

课堂训练巩固加深对干细胞培养知识的归纳总结能力，形成较为

的理解

系统的知识体系。

分组小结