科学前沿 组装细胞公开课教案

《细胞的分化》教学设计

一、学习需求分析

（一）、教学内容分析

“细胞的分化”是人教版的生物必修一《分子与细胞》第六章第二节的内容，是“细胞的生命历程”这一专题下的一节内容，教学课时为一课时。教材在前几节内容中已充分体现了生物体通过生殖而延续、通过细胞分裂而增殖的生命观点，在此基础上提出了通过发育实验生命的延续，也为接下来学习遗传和进化阐明理论基础。细胞分化是细胞生命历程中的一个重要内容，学生所学的细胞分裂是分化的基础。细胞分化又是个体发育的基础，在此之前，学生所学的遗传部分的性状表达，是细胞分化的分子基础。关于全能性的理解与以后学习一些生物科技（如植物组织培养技术和克隆技术）也有着密切的关系，对学生系统掌握“生命延续”这一主题内容来说还是有一定的重要性。

（二）、教学对象分析

在初中阶段，学生已学习过有关组织、器官、系统的知识，对于细胞分化的例子有一些感性的认识，而且通过各种传播媒介或生活见闻，学生对白血病、骨髓移植、干细胞等名词有一定的认知。但因为本节内容又涉及到个体发育、分化的本质、细胞全能性等比较抽象难懂的概念，教学课时安排的又是一节课，因此，尽管高一学生有相对较强的理解、分析能力，但在有限的教学时间内要让学生真正了解本节教学内容，并举例说明细胞分化的生命现象，在实际的教学过程中，确实存在难教难学的教学现状。

二、学科核心素养

（一）生命观念

1、知道细胞分化的概念、特点及意义。

2、理解细胞全能性概念，举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究的应用。

（二）科学思维、科学探究

1、关注人的胚胎发育过程，了解从受精卵发育成为个体过程中所发生的细胞分化现象。

2、收集和阅读有关植物细胞全能性和植物组织培养的资料，了解和关注相关研究成果。

（三）社会责任

1、通过学习细胞分化机理，养成严谨的思维方式，激发学生敢于质疑不断探求新知识的科学精神。

2、从植物组织培养的成功实例中，感悟植物组织培养技术对社会经济发展的价值和作用。

3、激发学生的学习与科研的兴趣，正确看待献血、克隆等社会问题，同时提高学生的社会责任感。

三、教学策略及方法

1、细胞分化的概念较为抽象、深刻，学生难以理解，可以采用设疑、归纳与概括、运用批判性思维等方法；2、理解细胞全能性的内涵，主要强调起点和终点，会辨析哪些实例体现全能性如种子的萌发，比较全能性的大小如受精卵、生殖细胞、体细胞等3、列表比较和阐明细胞分化与细胞全能性的关系

本节课最大的设计亮点，引导—探究法、讲授法、导学—自学法、讨论法等灵活结合的多种方法。知识基本都是学生在教师的引导下自己思考讨论后得到的，所以印象会特别深刻，理解比较透彻。在讲细胞全能性时，要兼顾植物动物，不要片面。然后，教学生从外因和内因共同小结细胞分化的两个特点：一般不可逆性和全能性。

四、教学重点和难点

（一）重点

1、细胞分化的概念和特点。

2、细胞全能性和干细胞概念及应用。

（二）难点

1、细胞全能性概念。

2、植物细胞全能性与植物组织培养的关系

五、教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

观看、好奇。

教学说明

创设情景，吸引学生的注意力。

问题引导、师生对话引出本节课的第一个主题。

新课引入 PPT演示一个可爱的小宝宝的图片，用我们

的生物学语言说这是一个怎样的个体？（多细胞生物体）这个新生命发育的起点是什么？（PPT演示）（受精卵）

设问：一个细胞（受精卵）是如何发育成一个多细胞生物体呢？主要通过哪些生理过程实现的呢？（播放人的胚胎发育动态过程）

（PPT演示）思考题：

①受精卵发育过程中，细胞数目为什么会增加？

②胎儿的每个体细胞中遗传信息相同吗？为什么？

③构成胎儿身体的细胞只有一种吗？

（PPT演示不同类型的细胞）

设问：不同类型的细胞是怎么产生的呢？有

思考、讨论、回答。

一、细胞分化

1.概念：

2.实质：

什么不同之处呢？

（1）要求：学生小组讨论导学题，提出“细

小组讨论交流、

增强学生发现问题和解决问题、自主胞分化”中难以解决的问题。导学题如下：

阅读课文相关①什么是细胞分化？分化的过程和结果如何？

②为什么经细胞分化它们的形态、结构、功能都有了很大的差异呢？

③细胞分化有哪些特点？

④细胞分化有什么生物学意义？

（2）PPT分步演示：（对教材图7-21进行分步处理）胚胎发育中细胞分化过程。

（3）总结：细胞分化结果形成了形态各异和功能不同的细胞，从而构成生物体不同的组织、器官乃至系统，从而成为一个完整的新个体。因此，受精卵发育成一个个体过程中，主要是通过细胞分裂和细胞分化来实现的。

说一说：你能用自己的语言说出什么是细胞分化吗？

结论：细胞分化的概念。（PPT演示）

设问：就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗传信息，为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？

资料：（PPT演示）在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。

分析：1.红细胞等各种体细胞具有相同的遗传信息。

2.红细胞血红蛋白基因开启合成血红蛋白

肌细胞肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白

结论：细胞分化是遗传信息执行情况不同导内容、思考问题、提出问题。

学习的能力。

观察、聆听、回答、理解。

个别回答

在老师的启发下积极回忆、思

师生互动、解决问题，提高教学的效率。

引导学生在理解的基础上正确表述相关概念，锻练学生的语言表达能力。

师生互动、适当拓展加深考、理解知识。

教材内容，激

活学生的思维。

3.特点

4.意义：

致（基因的选择性表达结果）。

从提供的情境中找出答案，提高学生的分析推理能力。

设问：细胞分化具有哪些特点

？（PPT演示）

资料：细胞分化发生在整个生命进程中。（持久性）

资料：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）

资料：造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞分析、思考、得出结论。

→中幼红细胞→晚幼红细胞→成熟红细胞→

死亡。（不可逆性）

总结：细胞分化过程通常是稳定的、不可逆的。在自然情况下，若个别高度分化细胞逆向恢复细胞分裂生长的能力，有可能导致细胞癌变。

设问：受精卵发育过程中，如果没有细胞分化，其结果会怎样？细胞分化是不是人类特有呢？

结论：细胞分化的意义。

思考、回答、解决问题。

二、植物细设问：细胞分化具有稳定性、不可逆性。那疑惑。

思考、回答、交流观点。

好奇、兴奋、疑惑。

问题引导出第二个主题。

了解和关注相关研究成果。

创设情景、引出植物组织培养主题。

胞的全能性

么，高度分化的细胞在合适条件下是否还具

——植物组织培养

有形成新个体能力呢？

（1）PPT演示植物组织培养的研究成果。这些事实体现出植物细胞的什么特性？

结论：细胞的全能性概念。

（2）你能说出什么是植物细胞全能性？

结论：植物细胞全能性概念。

（3）PPT演示利用植物细胞全能性原理获得的各种各样五彩缤纷的完整试管小植株。

设问：这些植物的细胞或组织又是如何培育成植物体的呢？即植物的组织培养是如何进行的呢？

1、过程

2、条件

（1）要求：请阅读课本P93页第二自然段内容，同时思考以下问题：

①植物组织培养的过程怎样？

②植物组织培养需要哪些条件？

③什么是植物组织培养？

④为什么利用植物体的部分组织就能培育成一个完整的植物体呢？

（2）PPT分步演示其过程（以胡萝卜根韧皮部组织培养实验为例）

结论：取材→接种→愈伤组织→根、芽→完整植株

设问：植物的组织培养需要满足哪些条件呢？

阅读课文内容、养成自主学思考问题、理解记忆。

描述过程、讨论并回答问题。

思考、回答。

生的学习习惯。

师生互动、引导学生运用分化等相关知识尝试解决问题。

引导学生在理解的基础上正确表述相关概念，进一步锻炼学生的语言表达能力。

养成实事求是的科学态度，形成敢于质疑不断探结论：细胞离体、无菌条件、控制温度、PH、

光照等、合适的人工培养基（水、无机盐、糖类、维生素、植物激素等）

思考、回答。

思考、感悟。

3、理论基础

设问：为什么利用植物体的一些活的组织细

4、概念

胞就能在合适的条件下培育成完整的植株呢？

结论：植物细胞的全能性。

说一说：什么是植物的组织培养？

结论：植物的组织培养的概念。

（3）总结：植物细胞全能性是全套基因在内外因素的综合作用下的表达。

5、发展简史

背景资料：（PPT演示）植物组织培养的发展

简史。（略）

分析总结：德国著名植物学家哈伯兰特于1902年提出了“细胞全能性学说”，到1958年斯蒂瓦特等人第一次用胡萝卜根韧皮部细胞证实了植物细胞具有全能性，用了整整56年的时间。56年中许多科学家做的事情归纳起来都是在探索哈伯兰特提出的“植物细胞

5、应用

在适宜的条件下有发育成完整植株的潜能”中的适宜条件。

背景资料：红豆杉又名紫杉，属世界珍稀濒危物种，是我国一级保护树种，素有“植物黄金”之称，它的提取物“紫杉醇”是人类生命的第一杀手“癌症”的克星，红豆杉又是生产抗癌药物“紫杉醇”的唯一原料。因

求新知识的科学精神。

回归生活，追求科学世界与生活世界的统一，同时，起到对学生进行生态道德教育的目的。

感悟植物组培技术对社会经济发展的价值和作用。

整体把握本节学习内容，阐明新旧知识的关系，努力构建完整的知识体系。

设置悬念、引此，高效抗癌药物紫杉醇，虽然能造福人类，

但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。 设问：今天我们有没有办法来拯救红豆杉，

思考、回答

同时又能大量生产紫杉醇挽救癌症患者呢？

结论：略

设问：你认为植物的组织培养技术具有哪些优点？

（1）纠正学生回答问题时的错误，帮助学生解决问题。

（2）（PPT演示）植物组织培养在生产上的应用。如

①试管苗的快速繁殖

②无病毒植物的培育

③提取原料

④人工种子

⑤转基因植物的培育等

据课前查阅的资料，畅所欲言。

倾听、理解。

思考、回答。

疑问

三、干细胞

在“问题探讨”中提到了“白血病”，白血病

患者的血液中出现了大量的异常白细胞，而正常的血细胞又明显减少。目前较好的治疗方法是什么？（骨髓移植）

设问：为什么骨髓移植能治疗白血病？（因为骨髓中有造血干细胞，能分化成各种血细胞）

什么是造血干细胞？（一种能够通过增殖和分化，不断产生各种血细胞，补充

到血液中去。）

1、

概念

像这样一种保留在体内具有分裂和分化

能力的细胞就叫干细胞

出下节课课题。同时，充分利用课程资源，拓展教学时空。

2、

分类

干细胞可以分成胚胎干细胞、组织干细胞、

专能干细胞。

3、

应用

1、

治疗白血病；

作业

2、

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

问题：

①细胞分化、植物细胞全能性与植物组织培养的关系。

②比较细胞分裂和细胞分化的区别。（表格略）

设问：高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？

(1)

预习教材第五节克隆技术

(2)

进一步探究影响细胞分化的因素有哪些？尝试设计实验进行证明？

八、板书设计

细胞的分化

一、细胞分化

概念、结果、特点、实质、意义

二、细胞的全能性

离体细胞（适宜条件）新个体：植物组织培养

植物已分化的细胞具有全能性

动物已分化的细胞细胞核具有全能性

细胞全能性的应用

三、干细胞

概念、分类、应用

九、教学反思

本节课的设计是围绕着教学目标展开的，在细胞全能性的学习中，学生比较活跃，原因可

能与提供的科学史资料有关，一个是因为故事本身就给了学生一个课外的阅读量，第二个在知道植物细胞全能性的研究进程后再要求学生试着对动物细胞全能性做一个实验的尝试，难度相对就不那么高了，使得学生有兴趣去尝试。通过这节课能使学生知道和体验探究的过程，激发其学习本节课的兴趣，又加深了对知识的理解。不管学生设计的结果如何，他们在这个过程中都经过分析与思考设计实验方案，都经过思维的训练，所以我认为是成功的。

对于干细胞的内容是在细胞分化学习后做为科普知识的一个介绍，也是为了加深学生对细胞分化的理解，所以整节课的重点是非常突出的，就是围绕细胞分化将细胞的全能性、干细胞与细胞的癌变联系在了一起，所以，我设计的这节课的重难点就是细胞的全能性。