教學準備
教學目標
知識目標
⑴說出細胞分化的概念及在生物個體發育中的意義。
⑵舉例說明細胞的全能性在生產實踐與科學研究中的作用,說出細胞全能性的實質及植物細胞和動物細胞全能性的不同點,能夠區分具體細胞全能性的大小。
能力目標
⑴在教師的引導下,師生***同探究,使學生學會學習,培養分析、歸納的思維能力和自主學習的能力。
⑵探究細胞分化的特點,細胞全能性的概念,培養學生的科學探究方法和生物學素養。情感態度價值觀
⑴通過細胞分化的學習,確立辯證唯物主義的自然觀,逐步樹立科學的世界觀。⑵通過細胞全能性的學習,進行有關幹細胞研究進展資料的搜集和分析,養成關註生物科學發展、關註生命健康、關註社會熱點等問題。
教學重難點
教學重點：細胞分化既是細胞生命歷程中的重要階段,又在個體發育過程中占有重要的地位。
教學難點：細胞全能性的知識涉及植物組織培養和克隆技術等,
教學過程
1、導入
(1)多細胞生物體的個體發育是從壹個細胞——受精卵開始的,那麽這個細胞是如何發育成為壹個完整個體的呢!
出示:哺乳動物個體發育過程圖、組成人體細胞的200多種細胞圖片學生討論1:在*基礎上就能形成各種組織器官嗎?生物體不同類型的細胞是怎樣形成的?
教師講解;多細胞生物從小長大,不僅有細胞數量的增加,還有細胞在結構和功能上的分化。
學生討論2;為什麽健康人的血細胞數量不會隨著血細胞的死亡而減少
教師講解:在成熟的個體中,仍有壹些細胞具有產生不同種類的新細胞的能力。
(2)出示學習目標
2、細胞分化及其意義
(1)出示細胞*和分化模型圖片
觀察思考:從細胞*和分化模型圖片中我們能發現兩者之間有什麽關系?
學生回答:細胞*是細胞數量的增多,細胞分化變成了不同形態結構的細胞。
(2)出示植物細胞分化圖片
觀察思考:同壹個植物個體為何會出現不同的細胞類型?
學生回答:細胞*是細胞數量的增多,細胞分化變成了不同形態結構的細胞。
教師講解:在植物的胚根發育成根的過程中,分生區的細胞不斷*,形成的細胞近似正方體。隨著細胞的生長,變成伸長區的長方體細胞,後來分化成成熟區的輸導組織的導管細胞、根毛細胞、薄壁細胞等形態、結構、功能各異的細胞。又如動物的胚胎細胞形成多細胞生物體。幹細胞再生出各種細胞等。
(3)細胞分化的概念和意義
①細胞分化概念:教材P117黑體字(略)
對分化概念思考:發生細胞分化的時間?細胞來源?結果?
下列事實說明細胞分化具有哪些特征?
a.細胞分化發生在整個生命進程中,說明細胞分化持久性
b.黑色素細胞在體外培養30多代後仍能合成黑色素;離體培養的上皮細胞,始終保持為上皮細胞,而不會變成其他類型的細胞。說明分化的穩定性
c.哺乳類紅細胞在晚幼紅細胞階段,排出細胞核。人的成熟的無核紅細胞進入血液循環,生活120天左右即死亡。說明分化的不可逆性
教師講授:在細胞外觀尚未出現明顯變化之前,細胞分化的前途就由遺傳信息的執行情況決定了。分化的細胞所呈現出的形態、結構和生理功能的變化,首先源於細胞內化學物質的變化,如結構蛋白和催化化學反應的酶,以後依次漸變,不能逆轉。因此,分化是壹種持久的、穩定的漸變過程。
②細胞分化的意義。教材P118第二自然段
老師講解:壹般多細胞生物體的發育起點是壹個細胞(受精卵),細胞的*只能繁殖出許多相同的細胞,只有經過細胞分化才能形成胚胎、幼體,並發育成成體,細胞分化是生物個體發育的基礎。細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向專門化,有利於提高各種生理細胞。
③學生討論:細胞分化,各個細胞的遺傳物質發生了改變嗎?
生:各個細胞來源於同壹個細胞,其遺傳物質相同
資料分析:在紅細胞中,與血紅蛋白合成有關的基因處於活動狀態,與肌動蛋白(肌細胞中的壹種蛋白質)合成有關的基因則處於關閉狀態;在肌細胞中則相反。以上事實說明了什麽:
教師講授:細胞分化是不同細胞中遺傳信息的執行情況不同導致,即基因的選擇性表達
3、細胞的全能性
(1)問題探討:已經發生高度分化的細胞,還能像早期胚胎細胞那樣,形成壹個完整的多細胞生物體嗎?
出示:1958年斯圖爾德[美]實驗,閱讀課本“胡蘿蔔韌皮部的組織培養”,展示自己收集到的其它有關植物組織培養的
(2)引導學生分析:
①胡蘿蔔韌皮部細胞組織培養實驗結果說明了什麽問題?
細胞全能性概念:(略)
a.用其它器官實驗是否會有同樣的結果?
b.細胞為何其有全能性?
②觀察多媒體動畫:植物組織培養技術的過程。舉例說明植物組織培養技術在生產實踐上的廣泛應用。並組織學生討論,並對學生的觀點進行評價和補充。
討論:a、關鍵步驟是什麽,為什麽?
b、利用這種技術培育植物有哪些優點?
C、動物細胞具有這樣的能力嗎?
③多媒體展示克隆羊多莉的產生過程,思考:利用了什麽原理
④引導學生分析、討論受精卵、生殖細胞、體細胞全能性大小和細胞分化程度高低的比較及關系、
課後小結
細胞分化的概念,細胞分化的生物學意義和細胞的全能性等
板書
第2節細胞的分化
壹、細胞分化
1、概念:在個體發育中,由壹個或壹種細胞增殖產生的後代,在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
2、根本原因:不同細胞中的遺傳信息執行情況不同
3、實質:基因的選擇性表達
4、直接原因:合成不同的蛋白質
5、特點:普遍性、穩定性、持久性、不可逆性
6、意義:a、是生物體個體發育的基礎。
b、使細胞趨向專門化。
c、提高各種生理功能的效率。
二、細胞的全能性
1、概念:已經分化的細胞,仍然具有發育成完整個體的潛能。
2、植物細胞的全能性——植物組織培養
3、動物細胞的全能性——克隆羊多莉
4、幹細胞
三、細胞分化與細胞全能性的比較
比較項目
細胞分化
細胞全能性
原因
結果
大小比較
關系
教案二
教學準備
教學目標
1.掌握細胞的分化的概念、特點和意義。
2.理解細胞的全能性。
3.掌握細胞全能性實例。
教學重難點
(1)細胞分化的概念和意義。
(2)細胞全能性的概念。
教學過程
導入新課
思考:1、壹般多細胞生物體發育起點是什麽?
2、受精卵進行*的方式是什麽?
3、有絲*後,親代和子代細胞中的染色體數目是否相同?
近年來,關於細胞的分化、癌變和衰老的研究,已經成為細胞生物學的重要課題。這是因為:細胞分化和生物發育有關;細胞癌變與當今世界嚴重威脅人類生存的癌癥有關;細胞衰老與人類及動植物的壽命有關
大家都是從壹個受精卵生長發育而來,為何壹個細胞能發育為這麽多種不同的細胞呢?學生活動:學生思考討論“問題探討”的“討論”,教師提示。
提示1.健康人會不斷產生新的血細胞,補充到血液中去。
2.骨髓中造血幹細胞能夠通過增殖和分化,不斷產生不同種類的血細胞。
壹、細胞分化:
學生活動:學生閱讀課P117,總結出分化的概念。
1、細胞分化:在個體發育中,有壹個或壹種細胞增殖產生的後代,在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程,叫做細胞分化。詳見課件圖片展示
成年人全身細胞總數約1014個,細胞種類有200多種,這麽多種類細胞均來自壹個受精卵。
2、細胞分化的特點:
1.細胞分化的持久性:發生於整個生命進程中。
2.細胞分化的差異性:高等生物比低等生物分化顯著;動物比植物分化顯著。
3.細胞分化具有相對的穩定性:壹般情況下細胞分化是不可逆轉的過程。
問:多細胞生物體在胚胎早期隨著細胞的有絲*,細胞數目迅速增加。這些細胞的遺傳物質相同嗎?(復習有絲*特點)從理論上講具有同樣的遺傳性的體細胞就應該表現出相同的形態、結構和功能特點。事實果真如此嗎?為什麽?
學生活動:P118第三段得到答案。
3、結果:增加細胞的類型,產生出不同形態、結構、功能的細胞,不同類型的細胞構成不同的組織和器官。
4、分化的實質:基因選擇性表達的結果。同壹生物個體不同部位細胞、DNA、基因、tRNA相同,但mRNA、蛋白質的種類不同。
5、分化的意義:是個體發育的基礎;使多細胞生物體中的細胞趨向專門化,有利於提高各種生理功能的效率。
學生活動:通過總結比較細胞分化與細胞*的異同,完成課件中的表格
思考:既然細胞分化具有穩定性、持久性、不可逆性,那麽已經發生高度分化的細胞,還能像早期胚胎細胞那樣,再分化成其它細胞嗎?
1958年,美國科學家斯圖爾德用胡蘿蔔韌皮部細胞成功地培育出了壹棵完整的植株。實驗證明:高度分化的植物細胞仍然具有發育成完整植株的潛能,即植物細胞具有全能性。
二、細胞的全能性
1、概念:是指已經分化的細胞,仍然具有發育成完整個體的潛能。
2、植物組織培養的過程:詳見課件
3、動物細胞的全能性:
動物細胞的全能性隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制,細胞分化潛能變窄,這是指整體細胞而言。可是細胞核則不同,它含有保持本物種遺傳性所需要的全套基因,並且並沒有因細胞分化而失去基因,因此,高度分化的細胞核仍然具有全能性。這可以從細胞核移植實驗以及其他的實驗證據中得到證實。詳見課件
課堂練習
1、下列關於細胞分化的說法錯誤的是()
A、細胞分化與生物發育密切相關。
B、細胞分化是細胞形態、結構和功能上發生穩定性差異的過程。
C、細胞分化僅發生在胚胎期D、細胞分化是生物界的壹種普遍現象。
2、下列有關細胞分化的敘述,正確的是()
A.同壹生物個體不同的細胞中DNA、mRNA、蛋白質的
種類和數量互不相同
B.紅細胞的形成與基因表達有關而與細胞分化無關
C.胡蘿蔔葉肉細胞脫分化形成愈傷組織後不具全能性
D.分化是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果
3、下列發生了細胞分化且能體現體細胞全能性的生物學過程是()
A、玉米種子萌發長成新植株B、小鼠骨髓造幹細胞形成各種血細胞
C、小麥花粉經離體培養發育誌單倍體植株
D、胡蘿蔔根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株
4、花藥離體培養是指把*旺盛的花藥細胞用人工的方法培育成植株。這成果利用了細胞的()
A、應激性B、全能性C、變異性D、適應性