高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化教案

　6.2细胞的分化

一、教材内容分析

本节课为人教新课标版生物必修1《分子与细胞》第6章第2节内容，在上一节中已经进行了《细胞的增殖》，学生已经较全面的认识了有丝分裂。而我们知道生物个体的发育绝不仅是有丝分裂，而是要形成一系列具有专门功能的细胞，为后续的细胞衰老、凋亡和癌变的生理过程提供了理论基础。本节课通过资料分析，视频播放等手段，解决学生对细胞分化的直观认识，并总结细胞分化的特点，再通过具体案例技术的分析，理解细胞全能性的原因及其意义。学好本节《细胞的分化》，能让学生更深刻地理解之前所学的“细胞是生物体结构与功能的基本单位”的生物学基本观点，并为后面的细胞的衰老和凋亡作好铺垫。本节起着承前启后的重要作用。

二、教学目标

生命观念：理解生物体从生长到发育完成为一个完整的个体，需要细胞分裂和细胞分化的过程。

科学思维：通过比较不同细胞在形态结构和功能方面发生的特异性变化，归纳细胞分化的概念，进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。

科学探究：通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例，阐明细胞的全能性。

社会责任：通过了解干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用，提升社会责任意识。

三、学习者特征分析

在知识方面，首先学生在学习《细胞的分化》之前，已经学习了细胞通过分裂使细胞的数目增加，而生物生长发育过程中仅靠细胞分裂无法形成完整个体，从而形成认知冲突，教学中可以以此为突破口。在能力方面，高二的学生具备了一定的认知能力，思维的连续性和逻辑性也已初步确立，但还不是很完善，而细胞的分化十分的抽象，尤其是分化的稳定性与细胞的全能性对立而又统一，所以学生可能难以理解分化具有稳定性、持久性，但同时，已经分化的细胞又具有发育成完整个体的潜能（全能性）。教学中利用大量对事实为依据，从生活实际出发，化抽象为形象，帮助学生构建合理的知识体系。

四、教学重点、难点

重点：1、细胞分化的概念原因和意义；2、细胞全能性的概念。

难点：1、细胞分化的原因；2、细胞的全能性的概念。

五、教学方法

教法

启发式教学方法、对话法、引导探究法、直观法等的适当结合运用。

学法

以学习小组为单位通过分析、观察、讨论等方式，形成"自主、合作、探究"的学习模式。

六、教学过程

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

时间

 一、情景导入

教师播放人的胚胎发育动画，并提出问题探讨一：如果细胞只有简单的分裂，受精卵能形成一定的形态、结构和功能的多细胞生物体吗？

教师根据学生回答引导学生一起归纳细胞的分化的概念。

学生带着问题观看人的胚胎发育动画，积极思考。

【归纳总结】细胞分化的概念：在个体发育中，一种细胞形成形态、结构、功能稳定性差异的过程。

将人的胚胎发育过程动态直观地展现给学生，帮助学生对细胞的的分化形成感性的认识。

二、构建知识

【探究一：细胞分化及其意义】

教师引导学生根据分化的概念去分析分化的特点:

①这些细胞都源自早起胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？

②就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？ 

③人、动物、植物、细菌及真菌等生物个体发育过程中都存在着细胞分化，是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。

④细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。

教师要求学生讨论细胞分化的特点。

【设疑引导】

有丝分裂的结果是什么？

为什么遗传物质一样却形成不同形态、结构和功能的细胞呢？

【教师引导】

现在我们知道了，一个个体的形成既要有细胞分裂，又必须进行细胞分化。两者之间存在什么联系呢？

分裂与分化对比

学生根据表格与细胞分裂对比，小结分化的内容

【设疑引导】请同学思考并讨论：

（1）细胞分化使细胞种类增多，形态、结构、功能都发生了改变，是否意味着每种细胞中遗传物质发生了改变？（2）就一个个体来说，红细胞、肌肉细胞具有完全相同的遗传信息（基因），但为什么形态、结构和功能却有很大差异？

造成红细胞和肌肉细胞的差异的直接原因是什么？分化后细胞内改变的是什么物质？

不同的细胞中合成不同的蛋白质的根本原因是什么？是不是说明遗传物质不同？引起差异的原因到底是什么呢？

学生发表自己的看法，尝试描述分化的特征。

学生在问题的驱动下，一步步明确分化的特点。

具有持久性，不可逆性，普遍性和稳定性。

【分析原因】

有丝分裂的结果是产生相同的两个细胞，思考分化的本质，尝试提出自己的观点。

学生回忆

【意义】①细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生体个体发育的基础。

【意义】②细胞分化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。

【归纳总结】学生：

【归纳总结】学生：

【小组讨论】遗传物质没有改变。经有丝分裂产生的体细胞均含有与受精卵完全相同的遗传物质即DNA 。

蛋白质。

【分析原因】红细胞中合成了特有的血红蛋白，肌肉细胞合成了特有的肌动蛋白。

两种细胞中遗传物质都是一样的，可能每种基因的执行情况不一样。

以问题驱动学习，学生在和同学的探究合作和讨论以及教师的知道中自己解决问题，明确细胞分化的概念、特点和意义，突出重点，突破分化抽象难理解的教学难点，从感性认识上升到理性认识。

设置问题串形式，突破细胞分化的概念、意义。

学生观察、思考后发表自己的观点，有利于培养发现问题、解决问题的能力。

通过逆向分析，有助于学生理解细胞分化的实质，有效解决学生理解的难点。

【探究二  细胞的全能性】

【设疑引导】请同学思考并讨论：

高度分化的细胞，已经失去了继续分裂的能力，那它们还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？引入细胞全能性的探究。

【材料展示】美国科学家斯图尔德进行的植物组织培养试验。

高度分化的植物细胞中有没有因为分化而失去基因？

【教师适当提示细胞有丝分裂的结果并解释原因。】

【提出问题】

高度分化的动物细胞也应该具有全能性，也应该能够发育成一个完整的个体。但事实是否如此呢？到目前为止，人们还没有成功的将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。

【材料展示】蛙的核移植实验流程图，讲解非洲爪蛙产生的过程图解。

设问推测非洲爪蛙和谁最相似？推测的依据？

【教师引导】从上述实验，我们知道了动物细胞的细胞核具有全能性，既然每个细胞的细胞核仍然具有全部遗传物质，那为什么高度分化的动物细胞不能直接发育成一个完整的个体，动物细胞的全能性究竟怎样呢？并让学生比较植物细胞，动物细胞；受精卵，卵细胞、体细胞的全能性大小。

同学们还了解哪些目前细胞细胞全能性的应用？

【学生讨论】细胞全能性是指高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞全能性。

【学生讨论】

高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。

【学生讨论】得出高度分化的动物细胞全能性受到限制，而高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。

提供细胞核，细胞核中含有本物种全套遗传物质

【学生讨论】

高度分化的动物细胞的全能性小。高度分化的植物细胞的全能性大于高度分化的动物细胞；受精卵的全能性最大；以此得出结论：细胞分化程度越低，全能性就越高。

保存濒危物种、克隆等科学热点问题展示

利用学生已有的知识突破教学难点，明确细胞分化和全能性的对立统一。

体现了新课程以问题驱动学习的理念，引导学生学会深入的分析问题、解决问题、建构知识、发展能力。培养学生科学研究方法和科学素养。

开拓思维，培养学生独立分析问题的能力。

通过探讨干细胞、癌症等知识，养成关注社会热点，关注生命健康的习惯；

【提出问题】尽管分化的体细胞具有发育为完整个体的潜能，但在生物体内，细胞分化是不可逆的，一般分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。那么生物体如何补充衰老死亡的细胞？

  在细胞的分化过程中，机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞。比如造血干细胞，神经干细胞，胚胎干细胞（它能产生生物体所需的所有各种类型的细胞）等。一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞，也可以这样说，这些干细胞充当了分化细胞“预备队”的角色。

骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。

像这种，在动物和人体内，保留着少数具有分裂和分化能力的细胞定义为干细胞，

【资料收集交流】学习小组展示，交流收集的资料：

（1）干细胞的概念：

（2）干细胞的种类：

（3）干细胞的应用及研究进展。

通过事先开展的资料收集，小组合作学习，师生共同归纳、完善。

三、课堂小结

学生沿着发现问题，提出问题，解决问题的思路，结合板书自己小结，利用本节所学结实上课开始时的问题。

典型例题的练习

学生自己小结，并用所学解决问题，使知识系统化。

及时巩固

培养概括能力与合作交流能力。运用所学解决问题，拉近科学与学生的距离。

四、作业布置

课后习题

七、教学反思

1、用身边的事例创设情境，激发学生学习的兴趣。如结合自己积累的知识及教师提供的图片，视频等呈现的内容，让学生用自己的语言分析细胞的分化在个体发育中的重要作用。如胚胎干细胞及器官移植等问题；

2、上课时，教师应勇于“让位”于学生，激起他们学习的信心。如引导学生分析细胞分化的特点，分析细胞分化实质时让学生提出问题，继而讨论得出结论等。

八、板书设计