“细胞的分化”一节的教学设计

“细胞的分化 ” 一节的教学设计

张凡

山西省忻州市第一中学 034000

摘 要 本文通过对人教版高一生物“细胞的分化”一节进行教学设计，先进行新颖导入，然后通过层层设问、实验和探究活动，引导学生自主构建概念，进而达到理解概念的目的。课堂小结则从一个细胞的结构入手，将细胞分化和细胞全能性概念在结构的层次上统一起来，形成一个有机整体。

关键词 细胞分化 细胞的全能性 概念联系 教学设计 生物教学

1 教材分析

《细胞的分化》是人教版高中生物学《分子与细胞》必修1模块中的第6章第2节。细胞的分化是多细胞生物体发育的基础和核心，是细胞生命历程中的一个重要内容。本节内容主要有细胞的分化和原因，细胞分化的实质及细胞的全能性，为以后学习细胞衰老、凋亡及癌变打下基础。培养学生主动构建概念，理清概念之间的本质联系和来龙去脉，调动学生主动探究的求知欲才是学好本节的关键。

2 教学目标与核心素养

生命观念：理解细胞分化的概念和意义、特点

科学思维：举例说明细胞的全能性概念及应用

科学探究： 探究克隆技术的得失

社会责任：运用所学的干细胞的知识，联系生活实际，解释白血病等热点问题

3 教学过程

3.1 激趣导入，吸引思考

先展示一张西游记中孙悟空吹毫毛的图片，“孙悟空拔下几根毫毛，吹口仙气，变作几个小猴。提问：是通过什么生理过程使毫毛变成小猴的？”引发学生的兴趣和求知欲。教师可以引导学生这一过程与细胞分化和细胞全能性的知识有关。这样的导入建立在学生已有的经验知识上，从新角度提出新问题，使学生耳目一新。

3.2 通过实例，初涉概念

首先通过动物细胞分化的实例入手，从一个受精卵开始，到发育成一个个体，人体内的各种细胞如红细胞、肌细胞、神经细胞都有什么不同？它们的遗传信息是否发生改变？让学生根据实例，初步接触细胞分化的概念：即在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。红细胞和肌细胞等细胞的形态、结构和功能尽管有很大差异，但由于都是由同一受精卵经有丝分裂产生的，细胞的遗传物质是不发生改变的，即“蓝图”都是一样的。接着提问，细胞的形态、结构和功能主要由哪种化学物质直接体现？教师可提示红细胞的功能是运输氧气，肌细胞的功能是收缩，让学生联想到这都是蛋白质的功能，是生命活动的主要承担者和体现者。

3.3 实验证据，深化概念

细胞分化的实质是本节的难点，最好采用实验和相关问题，层层设问，分解概念难度，让学生牢牢把握细胞分化的本质。实验证据：科学家通过DNA探针技术对人体内几种体细胞含有的基因情况进行了实验调查，结果如下表：

“+”代表存在，“—”代表无

思考：①同一个体的不同种细胞含有的基因是否相同？原因？②同一个体的不同种细胞蛋白质的种类是否相同？原因？由学生自己分析表中的数据，能得出基因相同，蛋白质不同的结论。教师进一步深化总结出各细胞具有完全相同的遗传物质，“蓝图”都是一样的，只是遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。

3.4 提出问题，演绎概念

红细胞：血红蛋白基因（表达）肌动蛋白基因（沉默）→血红蛋白；肌细胞：血红蛋白基因（沉默）肌动蛋白基因（表达）→肌动蛋白。提出问题：呼吸酶基因呢？所有细胞都表达吗？学生知道每个细胞都要呼吸，因此都要合成呼吸酶。进一步提问：那能不能说明有蛋白质的表达，就说明细胞已分化了呢？教师要给学生留有足够时间思考，最终学生会发现，细胞是否分化，关键是看是否表达出了“特殊的蛋白质”！引导学生自主转化概念，科学构建概念，明确概念的内涵和外延。

接着提问：高度分化的细胞，能否像受精卵一样，再分化成一个完整的个体呢？学生从课本中找出实例，1958年美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的胡萝卜植株，可说明高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。细胞具有全能性的原因是每个细胞都含有本物种的全套遗传信息，每个细胞蓝图都是一样的。已分化植物细胞能表现出全能性，已分化动物细胞能表现出全能性吗？先让学生回忆克隆羊多利核移植实验，然后在让学生上台板演，以流程图的形式展示实验流程。从流程图中会发现，多利羊的实验只能证明动物体细胞的细胞核具有全能性，仅凭一个已分化的动物体细胞是无法培养出一个完整动物个体的。这样就可引入对细胞全能性大小的比较：植物细胞和动物细胞的全能性大小？

1. 植物细胞＞动物细胞（只有细胞核有全能性）；

2. 受精卵＞生殖细胞（精、卵细胞）＞初步分化细胞（胡萝卜韧皮部细胞）＞高度分化细胞（胡萝卜表皮细胞）。

呼应课本提出的实例，使用胡萝卜韧皮部这种初步分化的细胞比胡萝卜表皮细胞更容易培养出一个完整胡萝卜植株。最后让学生总结归纳出分化程度越低的细胞，全能性越高的特点。判断一个生理过程能否能体现细胞全能性可以用“两点法”：即看起点和终点，起点必须是已分化的细胞，终点是完整的个体。

3.5 联系高考，及时巩固

例1：（2011全国）[改编]下列能说明某细胞已经发生分化的是（ C ）

1. 进行ATP的合成 B.表达核糖体蛋白 C.存在血红蛋白 D.存在纤维蛋白原基因。

例2：下列能体现“细胞全能性”的生物学过程是？（⑤⑦⑧）分组讨论（3min）

①玉米种子萌发长成新植株；②小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞；③胚胎干细胞发育成各种组织器官；④断尾壁虎重新长出尾巴；⑤克隆羊的诞生；⑥用体外培养的皮肤治疗烧伤病人；⑦小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株；⑧胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株。

学生讨论展示后会有不同意见，有的小组认为答案是①⑤⑦⑧，对①过程是否能体现细胞具有全能性把握不清。教师应及时明确概念：两点法虽适用于大部分情况，但有时还是不够的，还是需从概念上入手，把握概念的实质：细胞的全能性实际上是一种潜能，而不是能力，是需要特殊条件的。像动物细胞的受精卵、植物的种子在自然界都可正常发育成完整个体，因此不是细胞的全能性。

4 课堂小结

最后从一个细胞的结构入手，总结细胞分化和细胞全能性两个概念之间的内在联系：

5 板书设计

6.2 细胞的分化

一、细胞的分化：

1.原因（实质）：基因的选择性表达

2.标志：出现特殊的蛋白质

二、细胞的全能性

1.理论基础：每个细胞都含有本物种的全套遗传信息

2.起点：已分化细胞 终点：完整个体

6 教学反思

本节教学的亮点是不落熟套的情景导入，概念的层层递进以及对概念内涵的理解。新的生物学概念尽可能的从之前已经学过的概念去联系，形成知识网，学生会更容易的接受，也会记得牢固。同时，为了突出重点知识的主线，删去了知识上的一些细枝末节，如植物组织培养的具体过程和应用等，使得学生有更多的时间去把握概念之间的边界，逐步培养学生的理性思维，以达到应用和考试的目的。

第一作者简介：张凡，1986年04月29日出生，男，中学一级教师，陕西师范大学硕士，zhangfan273173893@126.com，电话：18295806026。