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2019-2020年高中生物《細胞的分化》教案11 新人教版必修1 一、設計思路 高中生物學新課程改革的重要理念，一是通過對基本生物學知識、生物學觀點、生物學情感的認知提升學生的生物科學素養(yǎng)；二是生物學教育要注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。“細胞分化”一節(jié)，既有翔實的生物科學史實資料，還有現(xiàn)代生物技術中的重要基礎知識，又不乏熱點新聞、醫(yī)療健康這樣與學生切身利益相關的生活實例。教學中適當加入這些內(nèi)容，開闊了學生的思路，增強了學生對生物學的興趣，更樂于探究新知識，并能認識許多社會問題的多方面性，進而獲得自己獨特的對生物學的理解、感受和體驗。本節(jié)課對于師生而言，是一個很好的共同發(fā)展的平臺。因此，案例設計中不僅關注學生在知識呈現(xiàn)過程中的狀態(tài)，同樣也展示了教師在教學中的真正角色和師生在交往互動中產(chǎn)生新知識，即師生是一個“學習共同體”，在教學過程中，通過人際溝通、交流和分享各種學習資源而相互影響、相互促進。 二、教材分析 《細胞分化》這一節(jié)內(nèi)容是浙科版必修1第四章第二節(jié)，是在學生了解了細胞的結構、功能和增殖的基礎上，向學生展現(xiàn)了當今細胞生物學的重要研究課題――細胞的分化與癌變、細胞全能性、干細胞。本節(jié)內(nèi)容中，細胞分化是核心內(nèi)容，《標準》對此要求達到的層次為理解水平，而細胞癌變、全能性、干細胞都可由細胞分化的內(nèi)容拓展而來。本節(jié)內(nèi)容既是對細胞結構、功能、分裂等知識的拓展和延伸，又為學習遺傳、變異打下基礎。同時，細胞全能性及干細胞的知識又是選修課本中克隆技術和胚胎工程的理論基礎，因此學好本節(jié)內(nèi)容對學習后面的有關知識是非常必要的。 三、學情分析 高中階段的學生已經(jīng)有了一定的抽象思維能力和綜合思維能力。由于此部分知識比較抽象，學生將抽象知識具體化、形象化的能力還不夠，需要教師由淺入深，從生活中的事例入手，從學生身邊常見的實例展開組織教學活動。同時，由于學生的心理特征存在個體差異，對新鮮知識的接收與認知程度不一，因此，教學中要注意從學生的具體實際出發(fā)，抓住學生的認知特點，采用恰當?shù)慕虒W策略，使生物科學知識有效地整合到學生原有認知結構中去，豐富和發(fā)展原有知識體系，在大腦中建構起新的知識、能力、價值觀聯(lián)系。 四、教學目標 1、知識目標 舉例說明細胞分化的概念和生物學意義；說出細胞發(fā)生癌變的原因并說出癌細胞的主要特征；說出什么是細胞全能性并舉例說明細胞的全能性理論在動植物克隆技術中的應用；舉例說明干細胞的種類、特點和應用。 2、能力目標 通過公共信息資源（如圖書館、電視、互聯(lián)網(wǎng)等）收集有關細胞分化、癌變及干細胞研究方面的資料，學會鑒別、選擇、運用和分享信息，形成評估有關信息科學性的意識和能力，并嘗試科技小論文的寫作。 3、情感態(tài)度與價值觀 關注人類的健康問題，認同良好的生活習慣對身體健康的重要意義，樹立內(nèi)因與外因影響生命活動的辯證唯物主義觀點，確立積極的生活態(tài)度和健康的生活方式。 五、重點難點 1、教學重點：細胞分化的概念和意義，癌細胞的主要特征，細胞全能性的概念。 2、教學難點：細胞全能性、干細胞概念及實例。 六、教學方法與策略 1．本節(jié)課的授課形式以學習分析正確例證為主，教師主要起引導和提示作用，是“學與教”的過程模式。 2．在教學中為了激發(fā)學生的學習動機，采取了以下策略：創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生的認識興趣和求知欲；使學習材料與社會生活相聯(lián)系，增強學生對獲得有用的知識本身發(fā)生興趣；進行正確的評價和適當?shù)谋頁P，以鞏固和發(fā)展學生正確的學習動機。 七、課時安排 本節(jié)課需要1課時。 八、課前準備 資料的收集與整理 教師安排學生分組，呈現(xiàn)教學目標。讓學生自己閱讀課本，明確教材中已有內(nèi)容，提出問題：針對細胞的分化這部分內(nèi)容，除了教材安排的內(nèi)容外，我們還需要了解哪些方面的知識內(nèi)容？開展討論，確立需要補充的資料范圍。 教師根據(jù)討論結果，最終確定收集資料的方向和重點。并分配內(nèi)容到各學習小組。A組收集“骨髓移植”方面的資料。B組收集“克隆技術”方面的資料。C組收集“惡性腫瘤研究與防治”方面的資料。D組收集“干細胞研究與應用”方面的資料。各小組明確目的后，通過公共信息資源（如圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等）收集有關的資料，一段時間后，各小組進行資料的匯總歸類。教師可以幫助學生進行篩選與補充，學生選擇符合本小組收集范圍的內(nèi)容進行整合，并開展組間交流，分享資料。 九、教學過程 【課件演示】 展示A組同學收集的一段某市為白血病患者捐獻骨髓的新聞報道，同時向學生展示有關白血病和骨髓移植方面的文字資料。 【提出問題】 1、請同學們根據(jù)這段新聞報道和對課前收集資料的整理說說對白血病的了解。 2、捐獻適量的造血干細胞，為什么不會傷害捐獻者的身體健康？ 3、骨髓移植為什么可以治療人類白血??？ 【學生討論】 1、白血病患者的血液中出現(xiàn)大量的異常白細胞，而正常的血細胞明顯減少。 2、健康人的造血干細胞會不斷產(chǎn)生新的血細胞。 3、骨髓內(nèi)有造血干細胞，造血干細胞可以產(chǎn)生各種血細胞（過渡） 【課件演示】 造血干細胞的分化形成各種血細胞示意圖。通過觀察由造血干細胞產(chǎn)生的各種血細胞在形態(tài)、結構和生理功能上的差異引出細胞分化。 【課件演示】 人體受精卵與各組織的發(fā)生，植物形成層與各種組織的形成等實例。 【提出問題】 受精卵發(fā)育成個體的過程中細胞由少變多，依靠的是哪種細胞增殖方式呢？由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代細胞在形態(tài)、結構和生理功能上會發(fā)生差異性，是不是遺傳物質發(fā)生了變異？ 【學生討論】 學生聯(lián)系細胞增殖的有關知識。受精卵發(fā)育成個體的過程中細胞由少變多，依靠的是有絲分裂，而有絲分裂的重要意義是在母代和子代之間保證了遺傳物質的穩(wěn)定性。因此，在整個過程中，排除變異的可能，遺傳物質被穩(wěn)定地傳遞下去，并沒有發(fā)生變化。 【教師引導】 既然同一個體的每個細胞都由受精卵有絲分裂產(chǎn)生，都含有相同的遺傳物質，那么細胞和細胞之間的差異由什么物質引起的呢？ 【學生討論 教師共同歸納】 一方面，生物與生物之間，細胞與細胞之間，他們存在差異，主要是執(zhí)行生命功能的蛋白質不同，蛋白質的種類，數(shù)量的不同構成了細胞之間形態(tài)、結構和生理功能的差異。 另一方面，細胞核在細胞內(nèi)占了如此大的區(qū)域，在細絲狀的染色質上存儲了很多的遺傳信息，并不是所有的遺傳信息都通過蛋白質體現(xiàn)出來了，由同一個受精卵發(fā)育而來的肌肉細胞和胰腺細胞，他們擁有了相同的遺傳物質，但是，遺傳信息的執(zhí)行情況不同。 【教師引導】 高度分化的細胞，已經(jīng)失去了繼續(xù)分裂的能力，那它們還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其他細胞嗎？引入細胞全能性的探究。 根據(jù)細胞分化和分裂的關系，細胞分裂是分化的基礎，要想讓高度分化的細胞再繼續(xù)分化，必須要具備什么條件？（首先要恢復其分裂能力。）那能否實現(xiàn)呢？ 出示實物長芽的土豆塊莖，其埋入土中會生根、長葉、開花，這是細胞分裂、分化的結果，那么將土豆切成很小的一塊，每個小塊能長成完整植株嗎？學生討論，同學根據(jù)所收集整理資料揭示答案（能），（過渡） 【課件演示】 展示B組同學收集“克隆技術”方面的資料，植物組織培養(yǎng)的一組圖片、植物組織培養(yǎng)的流程圖、動物克隆的發(fā)展歷程及相關圖片文字資料。 【教師引導】要求學生討論：通過對植物組織培養(yǎng)實驗的分析，得出什么是細胞全能性的概念？細胞為什么會有全能性呢？ 細胞全能性是指高度分化的植物細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能，這種潛能我們稱之為細胞全能性。高度分化的植物細胞中含有保持本物種遺傳性的全部基因，這也就是細胞具有全能性的根本原因。 按照以上邏輯進行分析，高度分化的動物細胞也應該具有全能性，也應該能夠發(fā)育成一個完整的個體。但事實是否如此呢？ 【課件演示】 動物克隆的發(fā)展歷程，及“多莉”產(chǎn)生的過程圖解及文字資料。 【提出問題】 補充資料：1952年，美國學者布里格斯和金將豹蛙囊胚期（胚胎發(fā)育早期）細胞的核取出，移植到去核的豹蛙卵細胞中，成功地孵育出了豹蛙的幼體。然而，當他們將分化程度更高的細胞核進行核移植時，則沒有得到預期的結果。他們認為，這可能是由于動物個體發(fā)育的過程中細胞逐漸丟失了部分遺傳物質或遺傳物質發(fā)生畸變引起的。你認為布里格斯等人對他們實驗結果的解釋正確嗎？根據(jù)書本知識及收集的資料分析，可否提供支持或反對的理由。 學生提取相關知識，提出質疑：①他們所用的實驗動物是不是具有代表性？其他生物也如此嗎？②1952年，當時的科學技術是不是達到了體細胞核移植克隆動物的水平？后來“多莉”的產(chǎn)生證實了高度分化的體細胞的細胞核進行核移植，可以克隆出動物個體，說明在個體發(fā)育的過程中細胞中的遺傳物質并沒有丟失或發(fā)生畸變，每個細胞核中仍然具有全部遺傳物質。 【教師引導】既然每個細胞的細胞核仍然具有全部遺傳物質，那為什么高度分化的動物細胞不能直接發(fā)育成一個完整的個體，動物細胞的全能性究竟怎樣呢？那么在動物體和人體內(nèi)，就沒有能夠進行分裂和分化的細胞了嗎？（過渡） 受精卵能發(fā)育成完整個體，是有全能性的，它分裂為二的兩個細胞呢？（展示可愛的雙胞胎圖片）這兩個細胞再分裂呢？四胞胎，再分裂呢？ 學生提取資料與課本中的相關知識，總結出受精卵早期分裂出的細胞是具全能性的。隨著細胞的分裂與分化，發(fā)育的潛能漸漸被局限，從全能干細胞到多能干細胞，到單能干細胞，最后成為分化終端的細胞。 【學生討論，師生共同歸納】植物細胞和動物細胞全能性的差異：植物的每個體細胞都能培育成一個完整植株，動物細胞隨著個體發(fā)育，細胞的全能性受到限制，但細胞核仍具有全能性。 在動物和人體內(nèi)仍保留少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞——干細胞，根據(jù)干細胞分化潛能不同可分為全能干細胞、多能干細胞、單能干細胞。 【課件演示】展示D組學生收集的“干細胞研究進展與應用”方面的圖片與文字資料。以增強學生理論聯(lián)系實際，關注與人類健康密切相關的生物學熱點問題的意識。 【提出問題】正常發(fā)育的細胞分裂分化，形成特定功能的細胞，如果脫離了正常的分裂分化狀態(tài)會怎樣呢？（過渡）引出細胞癌變的內(nèi)容。 【課件演示】展示C組收集的“惡性腫瘤研究與防治”方面的資料。介紹“海拉細胞系”的文字資料、癌細胞圖、癌細胞不同于正常細胞的文字資料。 【提出問題】 教師引導學生思考：1、通過對資料分析與癌細胞圖片的觀察說明什么是癌變？癌細胞的主要特征是什么？ 2、細胞發(fā)生癌變的根本原因是什么？誘發(fā)細胞癌變的外因是什么？3、怎樣防治惡性腫瘤。 【學生討論，師生共同歸納】正常的細胞發(fā)生突變而成為癌細胞的過程稱為癌變。癌細胞是正常細胞轉化而來的，除了保留了原來細胞的某些特點外，還具有一下特點：①能無限增殖，②癌細胞能在體內(nèi)轉移，③細胞形態(tài)結構發(fā)生了改變。 物理致癌因子、化學致癌因子、病毒致癌因子誘發(fā)正常細胞的遺傳物質發(fā)生突變，而引起細胞癌變。因此避免接觸致癌因子，合理健康的生活方式是可以預防癌癥的發(fā)生的。 【教師總結】細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，細胞分裂是細胞分化的基礎，通過細胞的分裂和分化，生物體才能完成生長、發(fā)育和繁殖的過程。細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍具有發(fā)育成完整個體的潛能。人類利用植物細胞的全能性，通過組織培養(yǎng)，生產(chǎn)出大量的植物優(yōu)良品種，拯救珍稀物種，為人類造福。對動物和人體干細胞的研究，將為人類戰(zhàn)勝病魔帶來福音。同學們，努力吧，走科學研究的道路，勝利是屬于你們的。 十、板書設計 第二節(jié) 細胞分化 一、細胞分化 1．概念 2．細胞分化的實質 二、細胞全能性 1．概念 2．細胞全能性的物質基礎 3．干細胞的種類 三．細胞癌變 1．概念 2．癌細胞的特征 3．細胞癌變的原因