细胞分化和细胞全能性 沪教版
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《细胞分化》的教学设计青海湟川中学张彩芬《细胞分化》的教学设计[教学目标]1、知识目标:(1)叙述细胞分化的概念,知道细胞分化的本质,认识细胞分化的意义(2)描述细胞全能性的含义,举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用,准确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(3)举例说明干细胞的种类、特点和应用,了解干细胞的发展与研究2、能力目标:(1)学会分析材料得出结论的方法,培养学生依据材料获取信息能力,师生共同探究,培养学生学会学习,学会分析的思维能力。
(2)学习细胞分化的特点,理解细胞全能性的概念,提高学生科学探究能力和生物学素养,3、情感态度价值观:正确引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题,激发社会责任感和使命感,关爱生命的美好情感。
[教学重点与难点]教学重点(1)细胞分化的概念和意义(2)细胞全能性的概念教学难点(1)细胞分化的概念(2)细胞全能性、干细胞概念及实例。
[设计思路]以动物个体发育为线索引出细胞分化的课题,并分析出细胞分化的概念。
引导学生通过PPT展示图总结细胞分化的特点。
然后继续以个体发育中受精卵发育分化形成的神经细胞和胰岛细胞为例分析说明这两种细胞具有相同的遗传信息,但遗传信息所表达出的蛋白质不同,小结出细胞分化的实质是基因的选择性表达。
通过对个体发育中细胞分化的了解分析细胞分化的意义。
1958年美国科学家斯图尔德所做的胡萝卜组织培养为例讲解分析:高度分化的植物细胞仍然具有发育为完整植株个体的潜能,引出细胞的全能性。
又以多莉羊的出生为例,说明动物细胞的细胞核具有全能性,进而分析出动物细胞内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞——干细胞,并以骨髓造血干细胞为例说明。
最后以白血病患者高远的实例激励学生努力学习。
教法学法:高中阶段的学生已经有了一定的抽象思维能力和综合思维能力。
由于此部分知识比较抽象,学生将抽象知识具体化、形象化的能力还不够,需要教师由浅入深,从已知的事例入手,展开组织教学活动。
课题:细胞分化和植物细胞的全能性(第一课时)一、设计思路“细胞是如何分化的?”是沪科版《生命科学》高中第二册教材第七章第4节提出的核心问题。
《课程标准》将其定位为A 级即知道层面的学习水平,要求学生能够通过实验说明细胞分化和植物细胞全能性。
细胞的分裂和分化是2个紧密联系的核心概念,也是生物个体发育的基础。
本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸,又为学习遗传、变异打下基础。
另外,细胞全能性又是拓展课本中植物组织培养、克隆技术和干细胞技术的理论基础,因此学好本节内容对学习后面的有关知识是非常必要的。
在初中阶段,学生已学习过有关组织、器官、系统的知识,但对于细胞分化的实例认识有限,因此教学中从举例认识动物细胞的分化现象和通过实验了解植物细胞的分化现象,一方面通过实验让学生进一步学会高倍显微镜的使用,掌握实验的基本操作技能;另外一方面让学生在充分认识细胞分化现象的基础上,总结细胞分化的概念,特点和意义,培养学生的自主学习能力。
细胞分化的本质这是教学的难点,尽管学生已经学习了基因的表达,但要理解基因的选择性表达还是比较抽象难懂的,所以在教学中通过回忆中心法则,图表示意和问题探究等策略帮助学生理解,突破难点。
帮助学生理解生命科学的本质、树立科学态度、发展科学精神是高中生命科学课程责无旁贷的义务,也是生命科学育人价值的核心体现。
本节课的学习,学生感悟到细胞分裂和分化对受精卵发育成个体的重要意义,对生命过程具有更完整的认识,逐步建立科学的生命观。
同时通过细胞分化意义的探讨,理解细胞分工对于生命活动的意义,延伸到高中生对未来职业选择的探讨,认识到不同的职业分工对社会发展和运转的作用,树立正确的职业价值观。
二、教学目标1.通过对细胞分化现象的学习,能说出细胞分化的概念、特点、本质以及细胞分化的意义。
2.通过对植物细胞分化的实验观察,学会比较各组织细胞的形态结构特点,进一步学会高倍显微镜的使用。
3.通过学习细胞的分化,对细胞生命过程具有更完整的认识,从而树立辩证唯物主义的自然观,逐步建立科学的生命观。
第四节细胞分化和植物细胞的全能性一、教材分析1.内容分析这一节是在前面讲过有丝分裂和减数分裂等知识的基础上,再讲解细胞分化和植物细胞的全能性等相关知识。
《细胞分化和植物细胞的全能性》一节的主要内容分两部分。
第一部分说明细胞分化现象和分化过程。
第二部分说明什么是细胞全能性、细胞全能性发生在哪些生物的哪些细胞上、细胞全能性的发现历程、植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础和植物细胞全能性在在农业生产上的应用与人们的生产生活密切相关等内容。
因此有必要学好这一节教学内容。
2.教学目标知识与技能⑴了解细胞分化的概念、特点、机制及细胞分化和细胞分裂的区别。
⑵了解细胞全能性概念、植物细胞全能性与植物组织培养的关系⑶理解植物细胞全能性在生产实践中的应用过程与方法⑴通过学生讨论学习分化现象,使学生了解分化概念和特点,激发学生学习生命科学的兴趣,培养学生严谨的逻辑思维能力。
⑵通过学习植物组织培养技术理论学习,努力联系学生的生活实际,培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观⑴通过学习分化机制,培养学生们像科学家那样去分析问题和解决问题,使学生们养成实事求是的科学态度、严谨的思维方式、科学研究的方法和不断探求新知识的精神。
⑵在关于植物细胞全能性的教学中,通过联系植物组织培养技术在农业生产中的应用,培养学生理论联系实际的意识与进行生命科学价值观的教育。
3.重点与难点⒈细胞分化过程,是本课题的教学重点虽然细胞分化过程,并不一定需要学生重点记忆,但是细胞分化是教材中为数不多的再现科学家发现过程的典例,教师应充分发挥这个典例,实施过程式教学。
通过分析细胞分化发现过程,可以使学生理解科学家在研究中的认识发展过程和科学的实验方法,体现了科学家严谨的逻辑思维。
⒉植物细胞全能性,也是本课题的教学重点一方面,学生通过对植物组织培养的理论学习,可以理解植物组织培养的过程等基本知识;另一方面,植物组织培养技术在农业生产中的应用较普遍,在该内容的教学中可以较好的联系实际,利于激发学生的学习的兴趣及对学生进行生命科学价值观的教育。
细胞分化和细胞全能性体细胞克隆羊的诞生在全世界掀起了动物克隆热,它表明了动物体细胞的细胞核具有发育全能性;干细胞研究的突破使人们对细胞的发育全能性有了一个崭新的认识,即成熟组织中也存在具有全能性的干细胞,那么细胞全能性和细胞核全能性是否具有相同的含义呢?一、细胞全能性和细胞核全能性是两个不同的概念全能性最早用于动物胚胎学,是指分裂球发育成为完整胚的能力。
现在所谓的全能性问题指与合子具有相同遗传内容的体细胞、胚胎细胞或它们的细胞核是否也同合子一样具有相同的发育潜能,即细胞发育全能性和细胞核发育全能性问题。
所谓细胞全能性,是指细胞如受精卵一样,具有经过分裂、分化形成各种组织和细胞,最终发育成一个完整的个体的能力;细胞核全能性则指细胞虽不具备发育成一个完整个体的能力,但是当将其细胞核通过核移植等方法导入去核的卵细胞或受精卵,经过受体卵细胞质的诱导去分化、体细胞核和受体卵细胞质共同作用,依然可能发育成一个完整的个体。
因此,细胞全能性和细胞核全能性是两个完全不同的概念,不能混为一谈。
细胞核的全能性并不代表细胞具有全能性。
二、植物体细胞具有全能性无性繁殖技术,即利用营养器官进行植物栽培,在生产实践中已经有上千年的历史。
例如,用马铃薯的块根和番薯的块茎进行栽培可以得到完整植株,还有我们常说的“无心插柳柳成荫”也都是无性繁殖的真实写照。
虽然科学家隐隐约约认识到植物体细胞具有全能性,但是由于实验技术的限制,真正用科学的试验方法证明植物的组织和体细胞具有全能性,则是20世纪50年代的事。
1902年,德国植物学家HabeaHandt就指出,植物的体细胞含有母细胞的全部遗传信息,具有发育成完整植株个体的潜能。
因而每个植物细胞都像胚胎一样,经离体培养能再生出完整植株。
以后许多科学家为证实这一论断做了不懈的努力。
1958年,Steward等将高度分化的胡萝卜根的韧皮部组织细胞放在合适的培养基上培养,发现根细胞会失去分化细胞的结构特征,发生反复分裂,最终分化成具有根、茎、叶的完整的植株;1964年,Cuba和 Mab esbwari利用毛叶曼陀罗的花药培育出单倍体植株;1969年Nitch将烟草的单个单倍体孢子培养成了完整的单倍体植株;1970年Steward用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株。