高三生物教案：《細胞的分化》教學設計

　　一、教學目標

　　1．知識目標：說明細胞分化、細胞的全能性

　　2．能力目標：進行有關干細胞研究進展與人類健康的資料收集和分析。

　　3.情感目標：培養(yǎng)學生科學意識，科學精神。

　　二、教學重點難點

　　1．教學重點：

　　（1）細胞分化的概念和意義

　　（2）細胞全能性的概念及實例

　　2．教學難點：細胞的全能性

　　三、教學方法

　　講授與學生討論相結合、問題引導法、歸納

　　四、課時安排：1課時

　　五、教學過程

　　問題探討

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

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

　　2. 僅有細胞的增殖，受精卵能發(fā)育成多細胞生物體嗎？

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

　　第六章第2節(jié) 細胞的分化

　　什么是細胞的分化？下面我們一起來討論。

　　同學們觀察胚胎發(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。

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

　　這些細胞內的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胞沒有細胞核。

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

　　認識到這里，同學們明白什么是細胞分化嗎？

　　（一）細胞分化

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

　　發(fā)生穩(wěn)定性差異 的過程，叫細胞分化。

　　（1）分化的對象：一個或一種細胞

　　（2）分化的結構：產(chǎn)生形態(tài)、結構、功能不同的細胞

　　植物體的生長過程中存在分化現(xiàn)象嗎？

　　在同一植物體中，葉肉細胞中的細胞質由大量的葉綠體，能夠進行光合作用；表皮細胞具有保護功能，細胞質中沒有葉綠體，而在細胞壁上名稱明顯的角質層等等。

　　同一植物體的這些細胞也都來自一群彼此相似的早期胚胎細胞。

　　2.細胞分化的特點

　　思考： 下列事實分別說明了細胞分化的什么特征？

　　資料一：細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。                                   持久性

　　資料二：黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。                                 穩(wěn)定性

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

　　細胞分化是否意味著細胞中遺傳物質的改變？

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

　　3. 細胞分化的原因

　　就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳信息，但形態(tài)、結構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，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白合成有關的基因則處于關閉狀態(tài)；在肌細胞中則相反；

　　結論：細胞分化使遺傳信息執(zhí)行情況不同導致的，也可以稱為基因的選擇性表達。

　　4. 細胞分化的結果

　　產(chǎn)生形態(tài)、結構、功能不同的細胞。

　　5. 細胞分化的意義

　　（1）細胞分化是個體發(fā)育的基礎。

　　（2）使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。

　　①②分別是什么生命現(xiàn)象？①為細胞分裂，②為細胞分化

　　兩者有何區(qū)別和聯(lián)系呢？
 

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

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

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

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

　　（二）細胞的全能性：

　　1. 定義：細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，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胞還具有發(fā)育成個體的潛能？

　　細胞內含有本生物物種全套的遺傳信息！

　　植物細胞都具有全能性，那動物細胞呢？

　　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胞的細胞核取出來，把另一只母羊的乳腺上皮細胞的細胞核注入無細胞核的卵細胞中，電擊融合形成一個新的重組細胞，進而分裂、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胞直接培養(yǎng)成的個體。說明高度分化的動物細胞從整個細胞來說，細胞全能性受到抑制。但通過核移植技術形成的重組細胞，具有全能性。也就是說，已經(jīng)分化的動物體細胞的細胞核仍然保持著全能性。遺傳物質主要存在于細胞核中。

　　2. 動植物細胞全能性的應用：

　　（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，生物體內有沒有具有分裂分化能力的細胞？

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

　　按全能性的大小可分為

　　（1）全能干細胞：最終發(fā)育成一個完整的個體。（胚胎干細胞）

　　（2）多能干細胞：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）專能干細胞：多能干細胞進一步分化成為專能干細胞，專能干細胞只能分化成某一類

　　型的細胞。

　　練 習

　　1. 細胞分化不同于細胞增殖的主要特點(  D  )

　　A. 細胞的數(shù)量增多

　　B. 細胞的體積增大

　　C. 細胞的化學成分含量的變化

　　D. 能形成各種不同的細胞和組織

　　2. 下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性的是（  B   ）

　　① 用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個細胞培養(yǎng)成了可育的植株

　　② 植物用種子進行繁殖

　　③ 用煙草組織培養(yǎng)的單個細胞培育出了可育的完整植株

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

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

　　了“多莉”羊。下列關于此實驗的說法錯誤的是（ D    ）

　　A．高度分化的細胞仍然保持全能性

　　B．重組細胞的細胞核內含有保持物種遺傳性所需要的全部遺傳物質

　　C．在理論上，可以運用上述方法開拯救瀕危物種

　　D．運用上述方法，科學家已經(jīng)可以用單個細胞來培養(yǎng)新的動物體

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

　　胞中（ C    ）

　　A．只有合成胰島素的基因

　　B．在細胞分化過程中，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、板書設計

　　第六章第2節(jié) 細胞的分化

　　一、細胞分化

　　1. 概念

　　2. 特點

　　3. 原因：基因的選擇性表達

　　4. 結果：產(chǎn)生形態(tài)、結構、功能不同的細胞

　　5. 意義

　　二、 細胞的全能性

　　1. 定義

　　2. 應用

　　三、干細胞

　　1. 定義

　　2. 分類

　　3. 研究及應用