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視頻標(biāo)簽：細(xì)胞的分化

所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：高中生物必修一人教版第六章第二節(jié)細(xì)胞的分化-中央民族大學(xué)附屬中學(xué)

教學(xué)設(shè)計、課堂實錄及教案：高中生物必修一人教版第六章第二節(jié)細(xì)胞的分化-中央民族大學(xué)附屬中學(xué)

《細(xì)胞分化》教學(xué)設(shè)計 
 
教學(xué)設(shè)計基本信息 
題目 《細(xì)胞分化》 
年級 高二 模塊 
必修一 
教科書版本 
人教版新課標(biāo) 
指導(dǎo)思想與理論依據(jù) 
一、生物學(xué)核心素養(yǎng)。生物學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生后天習(xí)得的終身受益成果，是公民基本素養(yǎng)的重要組成之一，是學(xué)生在解決真實情境中的生物學(xué)問題時所表現(xiàn)出來的必備品格和關(guān)鍵能力。生物學(xué)核心素養(yǎng)主要包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等。 
二、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生為中心，在教學(xué)過程中由教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用，利用情境、協(xié)作、對話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達(dá)到使學(xué)生有效的實現(xiàn)對當(dāng)前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的。 
教材分析 
    “細(xì)胞分化”是人教版必修一第六章第二節(jié)，是在學(xué)生了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能、代謝和增殖的基礎(chǔ)上，向?qū)W生繼續(xù)介紹細(xì)胞生命歷程中的重要過程――細(xì)胞的分化。細(xì)胞分化是多細(xì)胞生物體發(fā)育的基礎(chǔ)和核心，因此，本節(jié)內(nèi)容中，細(xì)胞分化是核心內(nèi)容，《課程標(biāo)準(zhǔn)》對此要求達(dá)到的層次為理解水平，而細(xì)胞全能性、干細(xì)胞都可由細(xì)胞分化的內(nèi)容拓展而來。其中教材對于細(xì)胞分化主要從細(xì)胞分化的概念、特點、本質(zhì)、意義等方面進(jìn)行了敘述；對于細(xì)胞全能性主要從細(xì)胞全能性的概念，動植物細(xì)胞全能性的差異、實際應(yīng)用等方面進(jìn)行了敘述；最后就干細(xì)胞進(jìn)行了簡介。本節(jié)內(nèi)容既是對細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能、分裂等知識的拓展和延伸，又為學(xué)習(xí)遺傳、變異打下基礎(chǔ)；細(xì)胞全能性及干細(xì)胞的知識又是選修課本中植物組織培養(yǎng)、克隆技術(shù)和胚胎工程的理論基礎(chǔ)。 
學(xué)情分析 
    本課的授課對象是中央民族大學(xué)附屬中學(xué)高二年級的學(xué)生，鑒于學(xué)生來自全國各地，生物學(xué)基礎(chǔ)參差不齊，而且部分學(xué)生來自少數(shù)民族地區(qū)，所以在授課時要著重注意放低起點，補(bǔ)充初中知識。通過必修一前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，與這節(jié)課相關(guān)的學(xué)生們已有的知識基礎(chǔ)有： 結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者；細(xì)胞核是遺傳信息庫，是遺傳和代謝的控制中心；DNA是攜帶遺傳信息的遺傳物質(zhì)；有絲分裂的意義；細(xì)胞種類多種多樣等；存在的障礙點是“基于生物學(xué)事實或證據(jù)分析本質(zhì)，構(gòu)建概念”。 
教學(xué)目標(biāo) 
 
                    
             
                    
                            【知識和技能】 
 1. 舉例說明細(xì)胞的分化的含義  2. 說出細(xì)胞分化的本質(zhì)和意義  3. 舉例說明細(xì)胞的全能性的概念 【過程和方法】 
 1. 培養(yǎng)比較與歸納、分析與綜合、信息提取的能力  2. 通過“假說-演繹法”的實踐學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法   3. 發(fā)展科學(xué)的邏輯思維，形成結(jié)構(gòu)與功能觀 【情感、態(tài)度和價值觀】  1. 體會結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點 
 2. 進(jìn)行有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展資料的搜集、閱讀和分析，養(yǎng)成關(guān)注生物學(xué)發(fā)展、關(guān)注生命健康的習(xí)慣。 
教學(xué)重難點 
【教學(xué)重點】 
 1. 細(xì)胞分化的概念、特性、本質(zhì)和意義  2. 細(xì)胞全能性的概念 【教學(xué)難點】  1. 細(xì)胞分化的本質(zhì)  2. 細(xì)胞全能性的概念 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖    環(huán)節(jié)一  細(xì)胞分化 
  導(dǎo)  入   細(xì) 胞 分 裂 的 回 顧       細(xì) 胞 分 化 的 概 念 
【演示】 展示“人體早期胚胎發(fā)育”過程圖片 
【設(shè)問】什么是（胚胎）發(fā)育？ 【引導(dǎo)】 學(xué)生從生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次的角度來分析。 
【設(shè)問】從一個受精卵到一個成熟的個體從細(xì)胞層面上來看有哪些變化？ 【設(shè)問】 細(xì)胞數(shù)目增多的過程即為剛剛學(xué)習(xí)的？【設(shè)問】細(xì)胞增殖的實現(xiàn)方式是？【設(shè)問】那一個成熟的人體大約有多少細(xì)胞組成呢？【展示】大約1013數(shù)量級，假設(shè)每個細(xì)胞的平均直徑是20um，可以繞地球圓周19圈左右。 
【過渡】從同一個受精卵分裂而來的這么多細(xì)胞是否完全一樣? 
【演示】常見的幾種人體細(xì)胞類型圖片，并選出學(xué)生較熟悉的骨骼肌細(xì)胞和胰島B細(xì)胞，【設(shè)問】上述兩種細(xì)胞的差異主要體現(xiàn)在哪些方面？  
【歸納】將學(xué)生的答案從形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能三個方面來進(jìn)行歸納總結(jié)，請學(xué)生嘗試說出“細(xì)胞分化”的概念，老師引導(dǎo)并完善。 
  
【板書】 細(xì)胞分化：   
同一細(xì)胞產(chǎn)生的子代細(xì)胞，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能等方面出現(xiàn)差異。 
[預(yù)設(shè)] 成熟的胚胎（個體）與受精卵（細(xì)胞層次）相比已經(jīng)具備組織、器官、系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)層次，故在某種程度上可以這么來理解“發(fā)育”——從細(xì)
胞到組織、器官、系統(tǒng)的有序形成過程 
[預(yù)設(shè)] 細(xì)胞增殖的方式
是細(xì)胞分裂（主要是有絲分裂）  
學(xué)生對細(xì)胞的數(shù)量有個直觀形象的感受，體驗生命的奇妙。   
討論、分析、比較 并學(xué)會使用恰當(dāng)?shù)纳��?br /> 學(xué)描述語言，比如“發(fā)的的”內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 鑒于大多數(shù)學(xué)生對
于“發(fā)育”的理解停留在只可意會不可言傳的水平，引導(dǎo)學(xué)生通過已有知識的遷移使概念具體化、
形象化，也為理解細(xì)胞分化的意義（生物體發(fā)育的基礎(chǔ)）奠定
基礎(chǔ)。  
對上節(jié)課的“細(xì)胞增
殖”進(jìn)行回顧，同時起到承上啟下的作用。  
【學(xué)科核心素養(yǎng)】中的“生命觀念”：結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的
觀點 
人教版教材中給出的細(xì)胞分化的定義中使用了“穩(wěn)定性差異”，這幾個字內(nèi)涵很深刻，直接描述稍顯突兀，嘗試在接下來的細(xì)胞分化特性中引出。 
 
                    
             
                    
                                     細(xì) 胞 分 化 的 本 質(zhì) 
【過渡】上述兩種細(xì)胞的差異主要是通過細(xì)胞內(nèi)哪種物質(zhì)直接體現(xiàn)出來的？ 
a. 肌細(xì)胞中——肌動蛋白 b. 胰島B細(xì)胞——胰島素 ——蛋白質(zhì)不同 
【設(shè)問】 蛋白質(zhì)的合成主要受細(xì)胞中哪種物質(zhì)控制？DNA(基因)             控制 
DNA(基因)————蛋白質(zhì) 【講述】特定的蛋白質(zhì)受DNA上特定的基因控制，比如肌動蛋白基因控制肌動蛋白的合成，我們把這個過程稱為基因的表達(dá)，即肌動蛋白基因表達(dá)了肌動蛋白。 
【設(shè)問】由同一個受精卵通過有絲分裂產(chǎn)生的兩個子代細(xì)胞的遺傳物質(zhì)有何特點？有絲分裂的意義？ 親子代細(xì)胞間遺傳信息穩(wěn)定性 ——DNA(基因)相同 【假說-演繹法】 
認(rèn)知沖突：分化前的細(xì)胞中的遺傳信息相同，為什么分化后卻合成不同的蛋白質(zhì)？  
提出假設(shè)：你的假設(shè)？分組討論  
演繹推理：請設(shè)計實驗及預(yù)期結(jié)果  
[已知]蛋白質(zhì)是生命活動主要的承擔(dān)者     
[已知]DNA是遺傳信息
的載體，是主要的遺傳物質(zhì)      
[已知]有絲分裂的意義——親子代細(xì)胞間遺傳信息的穩(wěn)定性。    
[預(yù)設(shè)]鑒于沒有學(xué)習(xí)基因
表達(dá)的相關(guān)知識，學(xué)生一般不會想到基因的表達(dá)情況不同， 可能性較大： 
a. 提出假設(shè)：細(xì)胞在分化過程中相應(yīng)基因丟失。 
b. 演繹推理：檢測唾液腺因為學(xué)生最熟悉的哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，在選材的時有意舍棄了。  
學(xué)生并沒有學(xué)習(xí)基
因的表達(dá)，所以通過講述的方式解釋基因和蛋白質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系   
基于問題解決的支架式教學(xué)策略——問題串層層遞進(jìn)，將學(xué)生已有知識進(jìn)行整合，構(gòu)建新授知識。   
產(chǎn)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，引起思考興趣；引導(dǎo)學(xué)生利用“假說演繹法”進(jìn)行探究，
體現(xiàn)【學(xué)科核心素養(yǎng)】中的“科學(xué)探
究”。
                    
             
                    
                            【演示】資料二： 
幼年時期甲狀腺激素合成途徑中酶缺失易患呆小癥 
【板書】——需在特定的時間表達(dá)  對于現(xiàn)實中的病例有了深入的機(jī)制認(rèn)識，發(fā)展認(rèn)知的理性思維。 
 細(xì) 胞 分 化 的 意 義 
【過渡】通過上面兩個例子可以發(fā)現(xiàn)正常的細(xì)胞分化有何意義？ 【板書】 
1）生物體發(fā)育的基礎(chǔ) 
【設(shè)問】類比社會職業(yè)分工，細(xì)胞分化還有何意義？ 【板書】 
2）功能專門化，提高效率 
 
另一方案：還可以通過設(shè)問“設(shè)想沒有細(xì)胞分化呢？”那就沒有組織器官系統(tǒng)，也就不能完成發(fā)育，引導(dǎo)學(xué)生利用前面對發(fā)育的認(rèn)識來概括出這一點  
 
根據(jù)細(xì)胞分化的結(jié)果形成多種多樣的細(xì)胞學(xué)生較容易說出意義2）；但是對于意義1）不太容易想到，而通過上面的兩個發(fā)育異常的實例可以充分的理解意義1）。  
         細(xì) 胞 分 化 的 特 
【過渡】既然細(xì)胞分化意義重大，人體可以進(jìn)行細(xì)胞分化，其他的動物和植物呢？請舉例。 【演示】播放視頻 
“雞蛋小雞發(fā)育”（2分鐘） “種子豌豆植株”（2分鐘） 【板書】特性一：普遍性 
【設(shè)問】自然狀態(tài)下，這些高度分化的細(xì)胞是否能一直保持分化后的狀態(tài)？體現(xiàn)了細(xì)胞分化怎樣的特性？【設(shè)問】這些分化了的細(xì)胞還能回到分化前的狀態(tài)嗎？ 
【板書】特性二：穩(wěn)定性（一般不可逆） 
   
感悟細(xì)胞分化的普遍存在     [預(yù)設(shè)] 
1）不能：老師引導(dǎo)一般
情況（自然狀態(tài)）下不能，某些條件下可以 2）能：繼續(xù)設(shè)問如何實現(xiàn)或請舉例說明？ 
  
聯(lián)系實際，便于理解和學(xué)習(xí)細(xì)胞分化。       
  
將干細(xì)胞放在細(xì)胞分化部分而不是單
 
                    
             
                    
                            性           干 細(xì) 胞 
【設(shè)問】在胚胎發(fā)育時期存在細(xì)胞分化，那成年人是否還能進(jìn)行細(xì)胞分化？ 
【歸納】細(xì)胞分化貫穿整個生命歷程 【板書】特性三：持久性 
【設(shè)問】縱觀生物體整個生命歷程，哪個時期細(xì)胞的分化能力得到了最大的體現(xiàn)？ 
【板書】胚胎期達(dá)到最大限度  
【設(shè)問】什么是干細(xì)胞？ 
【講述】生物體內(nèi)保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞 
【設(shè)問】關(guān)于干細(xì)胞相關(guān)內(nèi)容你都了解什么？ 方案一： 
提供閱讀資料，學(xué)生分析討論 方案二： 
與后面的拓展內(nèi)容整合到一起，學(xué)生搜集相關(guān)資料，分組討論報告  
[預(yù)設(shè)] 
1）沒有：引導(dǎo)學(xué)生如果
不存在細(xì)胞分化，那已經(jīng)分化的細(xì)胞可以伴隨生物體的整個生命歷程？展示不同細(xì)胞類型的壽命示意圖。 
2）有：繼續(xù)設(shè)問都有哪
些細(xì)胞還在進(jìn)行分化？   引出干細(xì)胞    
[預(yù)設(shè)]骨髓移植（白血病）；臍帶血等 
 
獨分離出來更符合知識邏輯，因為干細(xì)
胞是正常發(fā)育的一部分，是細(xì)胞分化的重要組成部分；而誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的應(yīng)用可以放在細(xì)胞全能性拓展部分。 
與課程標(biāo)準(zhǔn)中建議開展的學(xué)生活動“搜集有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展和應(yīng)用的資料”相契合；也體現(xiàn)了【學(xué)科核心素養(yǎng)】中的“社會責(zé)任”。  
   環(huán)節(jié)二   
      植 物 
【設(shè)問】前面提到了細(xì)胞分化在自然狀態(tài)下一般是不可逆的，那什么情況下是可逆的呢？ 
【演示】資料一： 1902年，植物學(xué)家哈伯蘭特預(yù)言從一個植物體細(xì)胞可以得到人工培養(yǎng)的胚，甚至培育出一個完整的植株。 
【設(shè)問】他預(yù)言的理論基礎(chǔ)是什么？ 
       
 [預(yù)設(shè)]體細(xì)胞含有全部
   
以科學(xué)史為線索利于知識的生成邏輯    
 
                    
             
                    
                             細(xì)胞全能性                        
細(xì) 胞 多 能 性 
【演示】資料二：1958年， Steward將胡蘿卜韌皮部的單個細(xì)胞培養(yǎng)成了完整植株。 
【引導(dǎo)并設(shè)問】引出細(xì)胞全能性 1）條件？[從代謝類型來引導(dǎo)] 2）起點？終點？ 3）原因？ 4）應(yīng)用？ 
【板書】見板書設(shè)計 
的遺傳物質(zhì)          
         
 動 物 細(xì) 胞 核 有 全 能 性 
【過渡】高度分化的植物體細(xì)胞仍然具有全能性，那么分化的動物體細(xì)胞是否具也有全能性呢？ 
【講述】目前為止，人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個體。 
【演示】資料：1962年，格登 
 
1）結(jié)論？ 
2）為什么使用卵細(xì)胞？ 
【設(shè)問】你還了解哪些體現(xiàn)動物細(xì)胞細(xì)胞核全能性的例子？ 
 
[預(yù)設(shè)]基于體細(xì)胞中含有全部的遺傳物質(zhì)，理論上是可以的，但技術(shù)的實現(xiàn)上受限。   
也可以聯(lián)系講細(xì)胞核時提到的美西螈核移植實驗   
    
[預(yù)設(shè)]克隆羊多莉等。   
     
有了細(xì)胞核的知識基礎(chǔ)，關(guān)于核移植的內(nèi)容學(xué)生并不陌生，盡量讓學(xué)生闡述。【過渡】雖然目前為止人們還沒有具體的實例來體現(xiàn)高度分化的動物細(xì)胞
  
高中教材雖然提到動物細(xì)胞全能性僅
                    
             
                    
                                 環(huán)節(jié)三  干細(xì)胞研究進(jìn)展 
   拓 展 ： 誘 導(dǎo) 多 能 干 細(xì) 胞 等 
的全能性，但是已經(jīng)取得了很多的進(jìn)展，請閱讀相關(guān)資料 資料一： 
 
 
資料二： 
 
資料三： 
 
 
閱讀資料、分組討論、交流分享、記錄未解決的疑問，并提出解決方案。   
有興趣的學(xué)生可以自己搜集相關(guān)資料 
僅停留在細(xì)胞核水平，但生物學(xué)的飛速發(fā)展已經(jīng)突破了細(xì)胞核的限制，有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，以資
料閱讀的形式拋磚引玉，了解最新研進(jìn)展有利于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注科學(xué)發(fā)展的態(tài)度。而這部分內(nèi)容與醫(yī)學(xué)密切相關(guān)，也利于培養(yǎng)【學(xué)科核心素
養(yǎng)】中的“社會責(zé)任”和“理性思維”。 
  小結(jié) 
【小結(jié)】 每個細(xì)胞因為含有全套的遺傳信息而具有發(fā)育成完整個體的潛能，但它們卻“犧牲”這種潛能“甘愿”為它們所組成的多細(xì)胞生物個體“服務(wù)”，而真正的“幕后操控”是基因的選擇性表達(dá)（分子水平），從而使細(xì)胞趨向于形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能差異（細(xì)胞水平），對于多細(xì)胞生物個體（個體水平）而言意義重大，也體現(xiàn)了生命的有序高效和結(jié)構(gòu)層次。
 
                    
             
                    
                            而仍需研究細(xì)胞的全能性是因為其廣闊的應(yīng)用前景，相關(guān)內(nèi)容會在選修模塊三詳細(xì)探究。

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