高一生物上册必修1《细胞的分化》教案【一】
教学准备
教学目标
知识目标
⑴说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义。
⑵举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用,说出细胞全能性的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点,能够区分具体细胞全能性的大小。
能力目标
⑴在教师的引导下,师生共同探究,使学生学会学习,培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力。
⑵探究细胞分化的特点,细胞全能性的概念,培养学生的科学探究方法和生物学素养。 情感态度价值观
⑴通过细胞分化的学习,确立辩证唯物主义的自然观,逐步树立科学的世界观。 ⑵通过细胞全能性的学习,进行有关干细胞研究进展资料的搜集和分析,养成关注生物科学发展、关注生命健康、关注社会热点等问题。
教学重难点
教学重点：细胞分化既是细胞生命历程中的重要阶段,又在个体发育过程中占有重要的地位。
教学难点：细胞全能性的知识涉及植物组织培养和克隆技术等,
教学过程
1、导入
(1)多细胞生物体的个体发育是从一个细胞——受精卵开始的,那么这个细胞是如何发育成为一个完整个体的呢!
出示:哺乳动物个体发育过程图、组成人体细胞的200多种细胞图片学生讨论1:在分裂基础上就能形成各种组织器官吗?生物体不同类型的细胞是怎样形成的?
教师讲解;多细胞生物从小长大,不仅有细胞数量的增加,还有细胞在结构和功能上的分化。
学生讨论2;为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少
教师讲解:在成熟的个体中,仍有一些细胞具有产生不同种类的新细胞的能力。
(2)出示学习目标
2、细胞分化及其意义
(1)出示细胞分裂和分化模型图片
观察思考:从细胞分裂和分化模型图片中我们能发现两者之间有什么关系?
学生回答:细胞分裂是细胞数量的增多,细胞分化变成了不同形态结构的细胞。
(2)出示植物细胞分化图片
观察思考:同一个植物个体为何会出现不同的细胞类型?
学生回答:细胞分裂是细胞数量的增多,细胞分化变成了不同形态结构的细胞。
教师讲解:在植物的胚根发育成根的过程中,分生区的细胞不断分裂,形成的细胞近似正方体。随着细胞的生长,变成伸长区的长方体细胞,后来分化成成熟区的输导组织的导管细胞、根毛细胞、薄壁细胞等形态、结构、功能各异的细胞。又如动物的胚胎细胞形成多细胞生物体。干细胞再生出各种细胞等。
(3)细胞分化的概念和意义
①细胞分化概念:教材P117黑体字(略)
对分化概念思考:发生细胞分化的时间?细胞来源?结果?
下列事实说明细胞分化具有哪些特征?
a.细胞分化发生在整个生命进程中,说明细胞分化持久性
b.黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素;离体培养的上皮细胞,始终保持为上皮细胞,而不会变成其他类型的细胞。 说明分化的稳定性
c.哺乳类红细胞在晚幼红细胞阶段,排出细胞核。人的成熟的无核红细胞进入血液循环,生活120天左右即死亡。说明分化的不可逆性
教师讲授:在细胞外观尚未出现明显变化之前,细胞分化的前途就由遗传信息的执行情况决定了。分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化,首先源于细胞内化学物质的变化,如结构蛋白和催化化学反应的酶,以后依次渐变,不能逆转。因此,分化是一种持久的、稳定的渐变过程。
②细胞分化的意义。教材P118第二自然段
老师讲解:一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞(受精卵),细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞,只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体,并发育成成体,细胞分化是生物个体发育的基础。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理细胞。
③学生讨论:细胞分化,各个细胞的遗传物质发生了改变吗?
生:各个细胞来源于同一个细胞,其遗传物质相同
资料分析:在红细胞中,与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态,与肌动蛋白(肌细胞中的一种蛋白质)合成有关的基因则处于关闭状态;在肌细胞中则相反。以上事实说明了什么:
教师讲授:细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致,即基因的选择性表达
3、细胞的全能性
(1)问题探讨:已经发生高度分化的细胞,还能像早期胚胎细胞那样,形成一个完整的多细胞生物体吗?
出示:1958年斯图尔德 [美] 实验,阅读课本“胡萝卜韧皮部的组织培养”,展示自己收集到的其它有关植物组织培养的
(2)引导学生分析:
①胡萝卜韧皮部细胞组织培养实验结果说明了什么问题?
细胞全能性概念:(略)
a.用其它器官实验是否会有同样的结果?
b.细胞为何其有全能性?
②观察多媒体动画:植物组织培养技术的过程。举例说明植物组织培养技术在生产实践上的广泛应用。并组织学生讨论,并对学生的观点进行评价和补充。
讨论: a 、关键步骤是什么,为什么?
b、利用这种技术培育植物有哪些优点?
C 、动物细胞具有这样的能力吗?
③多媒体展示克隆羊多莉的产生过程,思考:利用了什么原理
④引导学生分析、讨论受精卵、生殖细胞、体细胞全能性大小和细胞分化程度高低的比较及关系、
课后小结
细胞分化的概念,细胞分化的生物学意义和细胞的全能性等
板书
第2节 细胞的分化
一、细胞分化
1、概念: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。
2、根本原因:不同细胞中的遗传信息执行情况不同
3、实质:基因的选择性表达
4、直接原因:合成不同的蛋白质
5、特点:普遍性、稳定性、持久性、不可逆性
6、意义:a、是生物体个体发育的基础。
b、使细胞趋向专门化。
c、提高各种生理功能的效率。
二、细胞的全能性
1、概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
2、植物细胞的全能性——植物组织培养
3、动物细胞的全能性——克隆羊多莉
4、干细胞
三、细胞分化与细胞全能性的比较
比较项目
细胞分化
细胞全能性
原因
结果
大小比较
关系
高一生物上册必修1《细胞的分化》教案【二】
教学准备
教学目标
1.掌握细胞的分化的概念、特点和意义。
2.理解细胞的全能性。
3.掌握细胞全能性实例。
教学重难点
(1)细胞分化的概念和意义。
(2)细胞全能性的概念。
教学过程
导入新课
思考:1、一般多细胞生物体发育起点是什么?
2、受精卵进行分裂的方式是什么?
3、有丝分裂后,亲代和子代细胞中的染色体数目是否相同?
近年来,关于细胞的分化、癌变和衰老的研究,已经成为细胞生物学的重要课题。这是因为:细胞分化和生物发育有关;细胞癌变与当今世界严重威胁人类生存的癌症有关;细胞衰老与人类及动植物的寿命有关
大家都是从一个受精卵生长发育而来,为何一个细胞能发育为这么多种不同的细胞呢?学生活动:学生思考讨论“问题探讨”的 “讨论”,教师提示。
提示1.健康人会不断产生新的血细胞,补充到血液中去。
2.骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化,不断产生不同种类的血细胞。
一、细胞分化:
学生活动:学生阅读课P117,总结出分化的概念。
1、细胞分化:在个体发育中,有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,叫做细胞分化。详见课件图片展示
成年人全身细胞总数约1014个,细胞种类有200多种,这么多种类细胞均来自一个受精卵。
2、细胞分化的特点:
1.细胞分化的持久性:发生于整个生命进程中。
2.细胞分化的差异性:高等生物比低等生物分化显著;动物比植物分化显著。
3.细胞分化具有相对的稳定性:一般情况下细胞分化是不可逆转的过程。
问:多细胞生物体在胚胎早期随着细胞的有丝分裂,细胞数目迅速增加。这些细胞的遗传物质相同吗?(复习有丝分裂特点)从理论上讲具有同样的遗传性的体细胞就应该表现出相同的形态、结构和功能特点。事实果真如此吗?为什么?
学生活动:P118第三段得到答案。
3、结果:增加细胞的类型,产生出不同形态、结构、功能的细胞,不同类型的细胞构成不同的组织和器官。
4、分化的实质:基因选择性表达的结果。同一生物个体不同部位细胞、DNA、基因、tRNA相同,但mRNA、蛋白质的种类不同。
5、分化的意义: 是个体发育的基础;使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
学生活动:通过总结比较细胞分化与细胞分裂的异同,完成课件中的表格
思考:既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性,那么已经发生高度分化的细胞,还能像早期胚胎细胞那样,再分化成其它细胞吗?
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植株。实验证明: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。
二、细胞的全能性
1、概念:是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
2、植物组织培养的过程:详见课件
3、动物细胞的全能性:
动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制,细胞分化潜能变窄,这是指整体细胞而言。可是细胞核则不同,它含有保持本物种遗传性所需要的全套基因,并且并没有因细胞分化而失去基因,因此,高度分化的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。详见课件
课堂练习
1、下列关于细胞分化的说法错误的是( )
A、细胞分化与生物发育密切相关。
B、细胞分化是细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。
C、 细胞分化仅发生在胚胎期 D、细胞分化是生物界的一种普遍现象。
2、下列有关细胞分化的叙述,正确的是 ()
A.同一生物个体不同的细胞中DNA、mRNA、蛋白质的
种类和数量互不相同
B.红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关
C.胡萝卜叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不具全能性
D.分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
3、下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( )
A、玉米种子萌发长成新植株 B、小鼠骨髓造干细胞形成各种血细胞
C、小麦花粉经离体培养发育志单倍体植株
D、胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
4、花药离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株。这成果利用了细胞的( )
A、应激性 B、全能性 C、变异性 D、适应性