1、第四章细胞的增殖和分化第2节 细胞的分化【教材分析】关于细胞分化，课程标准的要求是“说明细胞的分化”和“举例说明细胞的全能性”，这都是“理解”水平的要求；课程标准建议开展的学生活动是“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。鉴于细胞分化的重要性，课程标准从知识层面对细胞分化的学习内容提出了比较高的要求。本节内容是这样安排的：先介绍什么是细胞分化，细胞分化对多细胞生物体的发育有什么重要意义；再介绍已经分化的细胞，仍然可能具有发育为完整个体的潜能，即具有全能性；最后安排“干细胞研究进展与人类健康”的资料搜集与分析活动。细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，为提高学生的学习兴趣，联系媒体上经常有号召
2、大家向白血病患儿献爱心，捐骨髓的报导，引导学生思考，为什么骨髓移植能治疗白血病？只要平时关注媒体报道的学生，大多数能说出“是因为骨髓中有造血干细胞。”就此引入细胞分化的学习。细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的，可通过提供充分的感性材料：图像信息，多媒体课件演示动物个体发育过程，植物个体发育过程；帮助学生理解早期胚胎中彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态、结构和功能上不相同的细胞。从而认同细胞分化的重要意义。在学生理解了细胞分化的重要意义后，可引导学生由现象深入到本质，探究细胞分化产生的稳定性差异是不是遗传物质的改变引起的？怎样用科学的方法来证明你的观点？培养了学生的科学研究方
3、法和创新精神。细胞的全能性是教学的难点，可通过利用多媒体动、植物细胞全能性的试验，以及学生列举事例来加深理解。掌握全能性的概念、组织培养和克隆知识在工农业生产方面的应用。【教学目标】1、举例说明细胞分化的概念和生物学意义。2、举例说明细胞的全能性。【教学难点】1教学重点：细胞分化的概念，细胞的全能性； 【教学方法】讨论 比较【教学过程】【导入】个体发育的起点是什么？受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是哪种细胞增殖方式呢？如果单纯通过细胞分裂使细胞数目增加，会不会形成一个独立的生物个体？【学生讨论】学生联系细胞增殖的有关知识。个体发育的起点是受精卵，受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多
4、，依靠的是有丝分裂，而如果只有细胞分裂是不能形成一个独立的生物体的。要形成一个生物个体，就还要经过细胞的分化，引入“第一节 细胞分化【教师引导】 个体的形成除了通过细胞分裂使细胞数目增多，还要经过细胞分化的过程。那什么是细胞分化呢？【学生回答】在个体发育过程中，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。【教师引导】那么细胞分化发生在什么时期？有什么样的特征呢？ 【学生讨论 教师共同归纳】细胞分化是生物界中十分普遍的一种生命现象（普遍性）；细胞分化发生于生物体的整个生命进程，但在胚胎发育期最旺盛、最频繁（持久性）；分化后的细胞将一直保持分化后的状态，而不会再变
5、为其它细胞（稳定性）；造血干细胞会分化为红细胞，红细胞最终衰老、死亡，而不会再形成造血干细胞（不可逆性），分化的过程中遗传物质不改变（遗传物质不变性）。那么来源相同的这些细胞为什么要进行分化呢？细胞分化使多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。是生物个体发育的基础。【教师引导】 现在我们知道了，一个个体的形成既要有细胞分裂，又必须进行细胞分化。既然同一个体的每个细胞都由受精卵有丝分裂产生，而细胞分化使细胞之间存在稳定的差异，这些差异是不是细胞的遗传物质改变引起的呢？【学生讨论 教师共同归纳】细胞有丝分裂能够保证每个子细胞都获得了与母细胞同样的一份染色体，具有相同的遗传信息，并
6、未发生遗传物质的改变，细胞分化的遗传本质是基因选择性表达的结果。【过度】高度分化的细胞，已经失去了继续分裂的能力，那它们还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？引入细胞全能性的探究。根据细胞分化和分裂的关系，细胞分裂是分化的基础，要想让高度分化的细胞再继续分化，必须要具备什么条件？（首先要恢复其分裂能力。）那能否实现呢？【学生思考阅读与分析】 展示植物组织培养的流程图。【学生讨论】通过对植物组织培养实验的分析，得出什么是细胞全能性的概念？细胞为什么会有全能性呢？ 【学生讨论】细胞全能性是指高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞全能性。高度分化的植物细胞中含
7、有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。【教师引导】通过对植物组织培养实验的分析，得出高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞的全能性。那么细胞为什么会有全能性呢？【教师引导】：高度分化的植物细胞中有没有因为分化而失去基因？（没有）高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。【提出问题】按照以上逻辑进行分析，高度分化的动物细胞也应该具有全能性，也应该能够发育成一个完整的个体。但事实是否如此呢？到目前为止，人们还没有成功的将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。那有些同学可能就会提出疑问了，那克隆羊又
8、是怎么回事呢？讲解动物克隆“多莉”产生的过程图解。【学生讨论】得出高度分化的动物细胞全能性受到限制，而高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。设问推测克隆羊和哪只绵羊最相似？推测的依据？（提供细胞核，细胞核中含有本物种全套遗传物质）。因此高度分化的动物细胞全能性虽然受到限制，而细胞核具有全能性。【教师引导】从上述实验，我们知道了动物细胞的细胞核具有全能性，既然每个细胞的细胞核仍然具有全部遗传物质，那为什么高度分化的动物细胞不能直接发育成一个完整的个体，动物细胞的全能性究竟怎样呢？并让学生比较植物细胞，动物细胞；受精卵，卵细胞、体细胞的全能性大小。【学生讨论】高度分化的动物细胞的全能性小。高度分化
9、的植物细胞的全能性大于高度分化的动物细胞；受精卵的全能性最大；以此得出结论：细胞分化程度越低，全能性就越高。【板书设计】第二节 细胞分化一、细胞的分化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、特征：（1）普遍性（2）持久性（3）稳定性（4）不可逆性（5）遗传物质不变性3、意义：（1）是生物个体发育的基础；（2）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。4、实质：基因选择表达的结果二、细胞分化的基础细胞全能性1、概念：细胞具有发育成各种组织和细胞，并能发育成完整个体的潜能。2、原因：细胞核内含有保持物种遗传性所需要全套遗传物质。结论：细胞分化程度越低，全能性就越高 【作业设计】根据下图回答： （1）、的过程叫做_。（2）的过程叫做_。 （3）的过程叫做_。 （4）组成、的细胞的_、_、_不同，因此它属于不同的_。 （5）所示各组细胞群中，具有分裂能力的是标号_所示细胞群。 （6）假如所示的细胞为植物细胞，将中的两个细胞分离开，并置于试管内的培养基上培养， 经_、_、_等过程也发育为一个新个体，这种技术称为_。答案：（1）细胞的分化 （2）细胞的分裂 （3）细胞的生长 （4）形态 结构 生理功能 组织 （5）、 （6）细胞分裂、细胞分化、组织器官的形成 植物组织培养