科学家访谈　探索生物大分子的奥秘说课稿【一等奖】

第六章

细胞的生命历程

第2节 细胞的分化

一、考纲要求：

1.细胞的分化 Ⅱ

2.细胞的全能性

Ⅱ

二、学习要求：

1. 能举例说明细胞分化的概念和意义

2．能说出细胞分化的原因

3．能举例说明细胞全能性的概念

三、考情分析：

联系生活和生命现象考查细胞分化的机理、特点。

四、教学重点、难点及解决方法

1、教学重点：

⑴

细胞分化的概念和意义。

⑵

细胞全能性的概念。

2、教学难点：细胞全能性的概念及实例。

解决方法：从体细胞一般是受精卵通过有丝分裂繁殖而来的，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分子的角度，得出细胞全能性。

五、课时安排：1课时

六、教学方法：讲解法 自主探究

资料分析

构建概念图

七、教学程序

展示受精卵卵裂的图片

问题一：图中展示的生命的起点是什么？

问题二：图中展示的受精卵正在进行什么生命活动?通过这种生命活动使受精卵发生了什么变化？

问题三：如果受精卵只进行有丝分裂的话会出现什么现象？

展示九个月后胎儿的图片及相关组织、细胞

如图所示，个体发育过程中，细胞的数目和种类越来越多。成年人体内约有10个体细胞，有200多种体细胞。图中只列举出了几种。

问题一：这些细胞都来源于同一个受精卵，现在形态结构是不一样的，是因为细胞的分化。

问题二：细胞分化的结果是什么？

问题三：细胞分化产生那么多种类的细胞有什么样的意义？

考点一：细胞分化

1.概念：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。

2.结果：多细胞生物体内形成不同的细胞和组织

3.意义：是生物个体发育的基础

使多细胞生物体内的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率

探究一：细胞分化发生的时期

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根据前面的胎儿发育的图片可以看出可以发生在胚胎时期。

问题一:像我这样的成年人体内还有没有细胞分化呢？

出示造血干细胞分化的图片

前面我们学过了人体内成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，所以人体内成熟的红细胞寿命是非常短的；但红细胞的作用非常重要，我们的红细胞是怎么产生的？

学生：通过造血干细胞不断分化得来的，细胞分化是终身存在的

4.发生时期：终身存在，胚胎时期达到最大

5.细胞分化的特征

在出示胎儿发育的图片

问题一：细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎时期达到最大。体现了细胞分化的什么特征？ 持久性

问题二：细胞分化在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础 普遍性

问题二：造血干细胞分化成红细胞之后，觉得红细胞的寿命太短了，会不会在返回来变成神经细胞呢？ 稳定性、不可逆性（在生物体内）

探究二：细胞分化的机理

遗传物质

稳定一致

遗传物质是

否发生改变？

蛋白质

有差异

受精卵

有丝分裂

多个细胞

细胞分化

组织细胞

问题一：细胞分化之后不同的组织细胞之间有差异，这个差异（细胞的形态、结构和功能主要由哪种化学物质直接体现）主要体现在哪种分子上？

问题二：蛋白质为什么有差异？是不是因为起决定作用的遗传物质发生了改变？

说法一：体细胞分化是由于遗传物质丢失造成的，每一种组织只保留了其专有的遗传物质。

说法二：细胞分化分化过程中遗产物质并没有改变，只是表达的基因种类不同，产生了不同的蛋白质。

讨论提出证据

证据一：克隆羊多莉的事实

证据二：科学家用一些先进的技术对同一人体的两种体细胞中含有的基因和蛋白质情况进行了检测，结果如下表

肌肉细胞、皮肤细胞中基因和蛋白质的存在情况

细胞名称

细胞中的基因

细胞中的蛋白质

肌球蛋白基因

角蛋白基因

肌球蛋白

角蛋白

肌肉细胞

皮肤细胞

+ + + + + - - + 注：+表示能检测出；-表示未能检测出

进一步提问：为什么遗传物质相同，蛋白质却不同？师生共同总结：同一个体的不同组织细胞中基因开启情况不同，因而合成了不同的蛋白质。

通过组织学生对细胞分化的实质进行探究，寻找证据，一方面能够开拓思维，另一方面根据实验证据，能帮助学生主动构建模型。

6.细胞分化的原因

根本原因：基因的选择性表达

直接原因：不同细胞合成了各自不同蛋白质

练习巩固

下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请思考：

(1)上述基因属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是 ，属于奢侈基因(基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能)的是 (2)这三种细胞是否包括红细胞？细胞A、B分别是什么细胞？

提示

这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达，不包括红细胞；A细胞可产生“胰岛素”，应为胰岛B细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为垂体细胞。

(3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？

提示

A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带。

(4)下列①～④能说明某细胞已经发生分化的是________？ ①进行ATP的合成

②进行mRNA的合成

③可合成抗体

④存在纤维蛋白原基因 提示

③

师生共同总结细胞分化中变与不变及细胞分化的标志

7.有丝分裂与细胞分化的比较

二、细胞的全能性

问题一：体细胞与受精卵含有相同的遗传物质，是否也能发育为新个体？

根据学生回答总结细胞分化的特点具有稳定性、不可逆性。

问题二：细胞离体能否实现设想

资料1：1958，美国，斯图尔德：植物组织培养

。

资料2：1969年Nitch将烟草的单倍体孢子（花粉）培养成完整的单倍体植株

结论:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整个体的潜能

通过植物组织培养的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物，拯救珍稀濒危物种。

同植物组织培养相比，在动物中类似的实验要复杂和困难的多。

结论:高度分化的动物细胞的细胞核具有发育成完整个体的潜能。

探究三：探究细胞全能性与细胞分化的关系

引导学生构建概念图，加深理解，并继续设问1）受精卵和高度分化的体细胞都具有全能性，哪个更容易发育成完整的个体？那个的全能性高？2).全能性高低与细胞分化程度有什么关系？3）.个体发育过程中，细胞的分化程度越来越高，发育潜能越来越窄，大多数高度分化的体细胞甚至失去了分裂和分化的能力，成年人体内还有能继续分裂和分化的细胞吗？

探究三：细胞全能性与细胞分化的关系受精卵发育（生物体内）全能性高分化程度低一个细胞含有正常生长发育的全套遗传物质一个个体（组成完整个体的所有类型细胞和组织）低高发育（离体）体细胞

通过对这三个提问的分析，不仅揭示了“细胞分化”和“细胞全能性”这两个核心概念的逻辑关系，还可以顺利过渡到干细胞的教学。

干细胞

先介绍干细胞的概念和分类。干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞，可以分化形成所有的成体细胞，甚至发育成完整的个体，如胚胎干细胞。多能干细胞，具有分化出多种组织的潜能，但不能发育成完整个体，如造血干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞。专能干细胞，维持某一特定组织细胞的自我更新，如小肠上皮细胞。

资料：近年来，新生儿诞生后，医生会建议家长把宝宝的脐带血存入“银行”。脐带血是指胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液，通常是废弃不用的，近年来不少产妇把保存脐带血当作给孩子买了一分保险。研究发现，脐带血中含有可以重建人体造血系统和免疫系统的造血干细胞。

提问1:你觉得保存婴儿的脐带血可能会有什么作用?脐带血中的造血干细胞可用于造血干细胞移植.治疗多种疾病。目前，脐带血主要用于治疗血

液方面的疾病，尤其是对白血病、地中海贫血等有较大的作用。现在绝大部分家庭都是独生子女，血液配型相对较难，脐带血在这方面能发挥重要作用。

提问2:如果能在体外保存和培养各种干细胞，你觉得会有什么用途?你还想了解更多的关于干细胞的内容吗? 练习：(教材必修1P120拓展题2改编)可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等，实现对临床疾病的治疗？动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发

育，细胞分化潜能变窄。肌细胞是已分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞培育组织和器官。

小结：

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。终身存在，胚胎时期达到最大已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能植物组织培养证明植物体细胞具有全能性实例克隆动物动物细胞核具有全能性发生时期是指是指个体发育的基础，意义细胞趋向专门化细胞分化原因细胞的全能性条件具有特点普遍性、稳定性持久性、不可逆性遗传信息相同执行情况不同离体适宜的环境

板书设计：

教学反思：

根据学生已学知识建构逻辑实践图，引发学生的认知冲突，激发学生的探究欲望，引导学生做出假设，并根据假设寻求证据。这样的探究活动能开拓学生思维，辅助学生主动构建概念。

通过资料分析和问题引导，学生在对问题不断追问的过程中明确了概念的各个要素，完成概念构建。

细胞分化

DNA不变

基因实质

执行情况不同

蛋白质改变

形态、结构mRNA改变大小

全能性

高

分化

低

程度

高

功能改变

低