高三生物教案：《細(xì)胞的分化》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　一、教學(xué)目標(biāo)

　　1．知識目標(biāo)：說明細(xì)胞分化、細(xì)胞的全能性

　　2．能力目標(biāo)：進(jìn)行有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康的資料收集和分析。

　　3.情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)意識，科學(xué)精神。

　　二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

　　1．教學(xué)重點(diǎn)：

　　（1）細(xì)胞分化的概念和意義

　�。�2）細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例

　　2．教學(xué)難點(diǎn)：細(xì)胞的全能性

　　三、教學(xué)方法

　　講授與學(xué)生討論相結(jié)合、問題引導(dǎo)法、歸納

　　四、課時(shí)安排：1課時(shí)

　　五、教學(xué)過程

　　問題探討

　　1. 從受精卵發(fā)育到胎兒，細(xì)胞數(shù)量的增加是通過何種細(xì)胞分裂方式？

　　有絲分裂。主要特征是染色體復(fù)制后平均分配到子細(xì)胞，維持了親子代細(xì)胞之間遺傳的穩(wěn)定性。

　　2. 僅有細(xì)胞的增殖，受精卵能發(fā)育成多細(xì)胞生物體嗎？

　　不能，細(xì)胞增殖的結(jié)果是形成形態(tài)、功能相同的細(xì)胞團(tuán)。這種細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子代細(xì)胞與親代細(xì)胞相比，遺傳物質(zhì)不會改變。也就是說在受精卵的發(fā)育過程中，只有細(xì)胞的增殖和生長是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還有細(xì)胞的分化。

　　第六章第2節(jié) 細(xì)胞的分化

　　什么是細(xì)胞的分化？下面我們一起來討論。

　　同學(xué)們觀察胚胎發(fā)育過程中，前期和后期有什么不同？

　　胚胎發(fā)育的早期，各個細(xì)胞彼此相似；它們都來自受精卵的分裂，具有相同的遺傳物質(zhì)。

　　細(xì)胞增殖的同時(shí)，這些細(xì)胞逐漸向不同方向變化，如課本圖6—8，紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞都來自一群相似的胚胎細(xì)胞。后來，有的細(xì)胞發(fā)育為紅細(xì)胞，合成運(yùn)輸氧的血紅蛋白；有的細(xì)胞發(fā)育為肌細(xì)胞，合成行使運(yùn)動功能的蛋白質(zhì)。

　　這些細(xì)胞內(nèi)的DNA一樣嗎？

　　一樣，都是來自受精卵的有絲分裂，哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核。

　　我們看到了組成胎兒的各種細(xì)胞組織就是因?yàn)榧?xì)胞變化方向不同，使它們從相似的早期胚胎細(xì)胞變成了形狀結(jié)構(gòu)各異的各種各樣的細(xì)胞和組成的組織，這些不同的細(xì)胞、組織就組成了一個完整的生物體——胎兒。

　　認(rèn)識到這里，同學(xué)們明白什么是細(xì)胞分化嗎？

　　（一）細(xì)胞分化

　　1. 概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上

　　發(fā)生穩(wěn)定性差異 的過程，叫細(xì)胞分化。

　�。�1）分化的對象：一個或一種細(xì)胞

　�。�2）分化的結(jié)構(gòu)：產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞

　　植物體的生長過程中存在分化現(xiàn)象嗎？

　　在同一植物體中，葉肉細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)由大量的葉綠體，能夠進(jìn)行光合作用；表皮細(xì)胞具有保護(hù)功能，細(xì)胞質(zhì)中沒有葉綠體，而在細(xì)胞壁上名稱明顯的角質(zhì)層等等。

　　同一植物體的這些細(xì)胞也都來自一群彼此相似的早期胚胎細(xì)胞。

　　2.細(xì)胞分化的特點(diǎn)

　　思考： 下列事實(shí)分別說明了細(xì)胞分化的什么特征？

　　資料一：細(xì)胞分化發(fā)生在整個生命進(jìn)程中。                                   持久性

　　資料二：黑色素細(xì)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(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會變成其他類型的細(xì)胞。                                 穩(wěn)定性

　　資料三：人體不同類型細(xì)胞之間的差異是穩(wěn)定不變的，都不能恢復(fù)到原來胚胎細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。                                                                 不可逆性

　　細(xì)胞分化是否意味著細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變？

　　遺傳物質(zhì)沒有改變，不同組織的細(xì)胞共同來源于受精卵，經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生。

　　3. 細(xì)胞分化的原因

　　就一個個體來說，各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳信息，但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大差異，這是怎么回事呢？

　　原來，在個體發(fā)育過程中，不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如在紅細(xì)胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細(xì)胞中則相反；

　　結(jié)論：細(xì)胞分化使遺傳信息執(zhí)行情況不同導(dǎo)致的，也可以稱為基因的選擇性表達(dá)。

　　4. 細(xì)胞分化的結(jié)果

　　產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞。

　　5. 細(xì)胞分化的意義

　�。�1）細(xì)胞分化是個體發(fā)育的基礎(chǔ)。

　�。�2）使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。

　�、佗诜謩e是什么生命現(xiàn)象？①為細(xì)胞分裂，②為細(xì)胞分化

　　兩者有何區(qū)別和聯(lián)系呢？
 

　　
　　細(xì)胞分化具有穩(wěn)定性、不可逆性，是不是細(xì)胞一旦分化就不再具有分裂分化能力？

　　1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞放入培養(yǎng)液中培，結(jié)果這些細(xì)胞旺盛地分裂和生長，最終長成一株新的植株。

　　在離體是給予細(xì)胞一定條件，高度分化的植物細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細(xì)胞的全能性。

　　細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。

　�。ǘ�）細(xì)胞的全能性：

　　1. 定義：細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。

　　思考：為什么高度分化的植物細(xì)胞還具有發(fā)育成個體的潛能？

　　細(xì)胞內(nèi)含有本生物物種全套的遺傳信息！

　　植物細(xì)胞都具有全能性，那動物細(xì)胞呢？

　　1997年2月7日，多利誕生了，它可不是一直普通的羊，是人類克隆出來的。

　　它是一直母羊的卵細(xì)胞的細(xì)胞核取出來，把另一只母羊的乳腺上皮細(xì)胞的細(xì)胞核注入無細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，電擊融合形成一個新的重組細(xì)胞，進(jìn)而分裂、分化形成胚胎。然后將這個胚胎移植到第三只母羊子宮中，多利就這樣誕生了。

　　到目前為止，人們還不能將單個分化的動物體細(xì)胞直接培養(yǎng)成的個體。說明高度分化的動物細(xì)胞從整個細(xì)胞來說，細(xì)胞全能性受到抑制。但通過核移植技術(shù)形成的重組細(xì)胞，具有全能性。也就是說，已經(jīng)分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然保持著全能性。遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核中。

　　2. 動植物細(xì)胞全能性的應(yīng)用：

　�。�1）快速繁殖花卉、蔬菜等

　　（2）拯救珍稀、瀕危動植物

　�。�3）克隆人體器官，用于器官移植

　　除受精卵外，生物體內(nèi)有沒有具有分裂分化能力的細(xì)胞？

　　正如植物體內(nèi)分生組織的細(xì)胞具有分化能力一樣，動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫做干細(xì)胞。例如，人的骨髓中有許多造血干細(xì)胞，它們能夠通過增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板，補(bǔ)充到血液中去。

　　按全能性的大小可分為

　�。�1）全能干細(xì)胞：最終發(fā)育成一個完整的個體。（胚胎干細(xì)胞）

　　（2）多能干細(xì)胞：它具有形成一種器官的多種組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個體。

　�。�3）專能干細(xì)胞：多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化成為專能干細(xì)胞，專能干細(xì)胞只能分化成某一類

　　型的細(xì)胞。

　　練 習(xí)

　　1. 細(xì)胞分化不同于細(xì)胞增殖的主要特點(diǎn)(  D  )

　　A. 細(xì)胞的數(shù)量增多

　　B. 細(xì)胞的體積增大

　　C. 細(xì)胞的化學(xué)成分含量的變化

　　D. 能形成各種不同的細(xì)胞和組織

　　2. 下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是（  B   ）

　�、� 用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株

　　② 植物用種子進(jìn)行繁殖

　�、� 用煙草組織培養(yǎng)的單個細(xì)胞培育出了可育的完整植株

　　A．①②           B．①③          C.②③            D.①②③

　　3. 科學(xué)家用甲母羊乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核與乙母羊卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)重組成一個細(xì)胞，成功培養(yǎng)

　　了“多莉”羊。下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的說法錯誤的是（ D    ）

　　A．高度分化的細(xì)胞仍然保持全能性

　　B．重組細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)含有保持物種遺傳性所需要的全部遺傳物質(zhì)

　　C．在理論上，可以運(yùn)用上述方法開拯救瀕危物種

　　D．運(yùn)用上述方法，科學(xué)家已經(jīng)可以用單個細(xì)胞來培養(yǎng)新的動物體

　　4.人胰島B細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生紅細(xì)胞中的血紅蛋白，根據(jù)此推測人胰島B細(xì)

　　胞中（ C    ）

　　A．只有合成胰島素的基因

　　B．在細(xì)胞分化過程中，基因的數(shù)目發(fā)生了變化

　　C．既有合成胰島素的基因也有合成血紅蛋白的基因，但不同細(xì)胞遺傳信息的執(zhí)行情況不同

　　D．只有合成胰島素的基因和其他基因，但沒有合成血紅蛋白的基因

　　六、板書設(shè)計(jì)

　　第六章第2節(jié) 細(xì)胞的分化

　　一、細(xì)胞分化

　　1. 概念

　　2. 特點(diǎn)

　　3. 原因：基因的選擇性表達(dá)

　　4. 結(jié)果：產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞

　　5. 意義

　　二、 細(xì)胞的全能性

　　1. 定義

　　2. 應(yīng)用

　　三、干細(xì)胞

　　1. 定義

　　2. 分類

　　3. 研究及應(yīng)用