“細胞的分化”的教學設計

胡雪珠

1.教學目標

（1）說出細胞的分化與生物發(fā)育的關系，能說明細胞的分化。

（2）舉例說明細胞分化的全能性及其在科學研究中的應用。

（3）搜集和分析有關干細胞研究進展與人類健康的資料，關注當今世界面臨的人類健康問題。

2.教學重點

（1）細胞分化的概念和意義。

（2）細胞全能性的概念。

3.教學難點

（1）細胞分化的概念。

（2）細胞全能性的概念及實例。

4.教學流程

新課導入：

師：（利用電腦多媒體課件，真實生動的展示一個寶寶）同學們齊聲讀一下這個天使寶寶的疑問？

生：咦……我是怎么來的呢？（學生讀的時候，充滿了好奇與欣喜，旨在激發(fā)學生強烈的求知欲）

師：多媒體展示受精卵發(fā)育成一個完整胎兒的過程，最后再次展示剛剛天使寶寶，旁邊附有一句話：“哦，我是這樣來的！”

師：其實個體發(fā)育的整個過程是非常復雜的（展示從受精卵經過細胞分裂和分化形成體內各種各樣的細胞的圖）。

新課教學：

（1）細胞分化的概念及實質的學習。

①細胞分化的概念。

師：展示胎兒發(fā)育的部分過程圖，學生討論、交流依次解決下列一系列的問題。

個體發(fā)育的起點是什么？一個受精卵是如何形成如此多相同細胞的？這些細胞的遺傳物質相同嗎？為什么？由這一團完全相同的細胞形成各種不同的細胞、組織經過了什么過程？

師：通過討論，同學們已經知道這些細胞都是受精卵增殖產生的后代，形成這些不同細胞的過程就是細胞分化。

教師展示紅細胞和肌肉細胞的放大圖片，提出問題：

同學們能否根據(jù)已學的知識分析這兩種細胞在形態(tài)、結構和生理功能上有哪些差異？學生討論、交流、總結。

師：通過討論，我們知道了這些細胞在形態(tài)、結構和生理功能上存在著差異，但不管是紅細胞還是肌肉細胞，它們最初都是由同一種細胞（受精卵）經過細胞分化而來的。同學們能否嘗試說出什么是細胞分化呢？

師生共同歸納，提煉出細胞分化的概念。

②細胞分化的實質的學習。

師：就一個個體來說各種細胞應該具有相同的遺傳信息。為什么它們的細胞形態(tài)，結構和功能卻有很大的差異呢？（多媒體展示相關內容：紅細胞中與血紅蛋白有關的基因處于開啟狀態(tài)，所以合成了血紅蛋白，在肌肉細胞中，合成肌動蛋白有關的基因也處于活躍的狀態(tài)，所以合成了肌動蛋白）

學生分小組討論、解決以下問題：

蛋白質的合成與基因的活動狀態(tài)有關，紅細胞中存在與血紅蛋白合成有關的基因，那么有沒有與肌動蛋白合成有關的基因呢？既然紅細胞和肌肉細胞中都有這兩種基因，為什么特定的細胞只能合成特定的蛋白質呢？同學們能否嘗試著解釋為什么在紅細胞中沒有合成肌動蛋白？在肌細胞中又沒有合成血紅蛋白？同學們能否歸納出細胞分化的實質是什么？（此處如此處理的理由旨在讓學生在解決問題的過程中慢慢領悟在體細胞中存在著許多基因，但基因不一定都處于活躍狀態(tài)，從而為學生理解細胞分化的實質：基因的選擇性表達打下基礎）

（2）細胞分化的特點及意義的學習。

①細胞分化的特點。

師：同學們能否通過分析下面兩個資料，歸納出細胞分化的特點？

資料一：黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)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。

資料二：受精卵→胎兒→成年人→老年人。細胞分化發(fā)生在整個生命進程中，但在胚胎發(fā)育時期達到最大。

資料一、二說明細胞分化具有哪些特點？

②細胞分化的意義。

師：同學們想一想，現(xiàn)代社會中有多少種職業(yè)？如果沒有職業(yè)分工，社會的運轉狀況會是怎樣？你個人的生活會與現(xiàn)在有什么不同？

（設計意圖：旨在強烈激發(fā)學生的積極參與課堂的興趣，借助學生的想像空間讓他們類推：若沒有細胞分化，生物將不能完成正常的生命活動，為細胞分化意義的學習奠定基礎）

師：那么大家現(xiàn)在可以做這樣的一種猜想：假如沒有細胞分化，人的身體會是什么樣的？如果沒有細胞分化個體能否形成各種組織器官？人體能否正常發(fā)育？細胞分化有什么意義？

（3）細胞的全能性及其應用的學習。

教師要求學生閱讀教科書119頁斯圖爾德的胡蘿卜組織培養(yǎng)圖及相關內容討論、交流（設計意圖：培養(yǎng)學生識圖、讀圖，提取信息、交流信息的能力）。

能否結合書本嘗試說出實驗的流程？斯圖爾德這個實驗了說明什么？已經分化的細胞的“潛能”在怎樣的特定的條件下才能夠將全能性發(fā)揮出來呢？

展示一張拍攝于峨眉山的珙桐照片，并介紹：珙桐是一千萬年前留下來的孑遺植物，人稱“植物活化石”，是我國的珍稀植物。如果科研部門想拯救這種珍稀的珙桐，科研人員應該怎么辦呢？

學生進行小組討論，然后代表匯報討論結果（旨在通過具體情境問題的解決，讓學生真正領會細胞全能性的運用）。

教師用多媒體演示多利的誕生過程：為什么不直接將動物乳腺細胞進行培養(yǎng)呢？多莉羊的誕生說明了什么？

師：從多利羊的誕生我們已經了解高度分化的動物細胞一般不能直接形成一個完整的動物體的原因之一。在動物和人體內有沒有具有分裂和分化能力的細胞呢？教師展示齊魯晚報上的一則新聞：一臺灣同胞身患白血病，在世界各地骨髓中未找到合適的骨髓提供者，青島市民聽到這個消息紛紛參與造血干細胞采樣，希望能為臺灣同胞盡一份微薄之力。通過閱讀資料你能說說為什么骨髓移植能治療白血病呢？為什么目前人們這么懼怕白血病呢？

師：有沒有比較好的途徑來解決呢？展示資料：儲存臍血，收獲健康（臍帶血是胎兒娩出、臍帶結扎并離斷后殘留在胎盤和臍帶中的血液，通常是廢棄不用的。研究發(fā)現(xiàn)，臍帶血中含有可以重建人體造血和免疫系統(tǒng)的造血干細胞，可用于造血干細胞移植，治療多種疾病。目前，臍帶血主要用于治療血液方面的疾病，尤其是對白血病、地中海貧血等有較大的作用）。為什么說儲存臍血就能收獲健康呢？（旨在計學生深刻體會生物知識與生活密切相關）

師：干細胞的研究還有哪些方面呢？請同學們課后收集有關干細胞的資料。

教師提供中國干細胞治療網的網址（http//www.stemcell.com.cn/gxb/index_html）。

5.教學反思

教學過程中教師以一系列的由易到難、由淺入深的問題為主線將整節(jié)課串連，緊扣學生的認知特點，讓學生在解決一系列問題的過程中了解細胞的分化與生物發(fā)育的關系以及細胞分化的全能性及其在科學研究中的應用。在師生共同解決問題的過程中培養(yǎng)學生分析比較的能力、靈活運用知識的能力。整堂課的思路非常清晰，學生對細胞分化的概念、意義、特點、實質以及對細胞的全能性有了較為全面的了解。在整節(jié)內容的教學過程中，筆者特別注重將學生的學習與生活聯(lián)系起來，目的想讓學生明白生物知識與生活息息相關，使學生領悟科研工作的重要品質之一：關注細節(jié)，注重積累，積極思考。

如在進行細胞分化的概念和實質教學時，筆者先通過展示紅細胞和肌肉細胞的放大圖片，讓學生結合一系列的問題根據(jù)已學的知識討論交流，共同歸納、提煉出細胞分化的概念和實質。再引導學生結合書本，發(fā)揮想像：假如沒有細胞分化，人會是什么樣的？這樣激發(fā)了學生積極參與課堂的興趣，并借助學生的想像空間讓他們類推出：若沒有細胞分化，生物將不能完成正常的生命活動。

再如在細胞的全能性的教學，首先讓學生結合書本自學討論，嘗試說出斯圖爾德的實驗的流程，旨在培養(yǎng)學生識圖、讀圖、提取信息、交流信息的能力。然后展示珙桐照片，讓學生思考：如果科研部門想拯救這種珍稀的珙桐，科研人員應該怎么辦呢？這樣讓學生真正領會細胞全能性的運用。

干細胞的教學時，通過圖片資料（儲存臍血，收獲健康）對學生知識進行拓展：為什么說儲存臍血就能收獲健康呢？旨在培養(yǎng)學生收集信息和交流信息的能力。