“細(xì)胞的分化”的教學(xué)設(shè)計(jì)

胡雪珠

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）說(shuō)出細(xì)胞的分化與生物發(fā)育的關(guān)系，能說(shuō)明細(xì)胞的分化。

（2）舉例說(shuō)明細(xì)胞分化的全能性及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用。

（3）搜集和分析有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康的資料，關(guān)注當(dāng)今世界面臨的人類健康問(wèn)題。

2.教學(xué)重點(diǎn)

（1）細(xì)胞分化的概念和意義。

（2）細(xì)胞全能性的概念。

3.教學(xué)難點(diǎn)

（1）細(xì)胞分化的概念。

（2）細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例。

4.教學(xué)流程

新課導(dǎo)入：

師：（利用電腦多媒體課件，真實(shí)生動(dòng)的展示一個(gè)寶寶）同學(xué)們齊聲讀一下這個(gè)天使寶寶的疑問(wèn)？

生：咦……我是怎么來(lái)的呢？（學(xué)生讀的時(shí)候，充滿了好奇與欣喜，旨在激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲）

師：多媒體展示受精卵發(fā)育成一個(gè)完整胎兒的過(guò)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(lái)的！”

師：其實(shí)個(gè)體發(fā)育的整個(gè)過(guò)程是非常復(fù)雜的（展示從受精卵經(jīng)過(guò)細(xì)胞分裂和分化形成體內(nèi)各種各樣的細(xì)胞的圖）。

新課教學(xué)：

（1）細(xì)胞分化的概念及實(shí)質(zhì)的學(xué)習(xí)。

①細(xì)胞分化的概念。

師：展示胎兒發(fā)育的部分過(guò)程圖，學(xué)生討論、交流依次解決下列一系列的問(wèn)題。

個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是什么？一個(gè)受精卵是如何形成如此多相同細(xì)胞的？這些細(xì)胞的遺傳物質(zhì)相同嗎？為什么？由這一團(tuán)完全相同的細(xì)胞形成各種不同的細(xì)胞、組織經(jīng)過(guò)了什么過(guò)程？

師：通過(guò)討論，同學(xué)們已經(jīng)知道這些細(xì)胞都是受精卵增殖產(chǎn)生的后代，形成這些不同細(xì)胞的過(guò)程就是細(xì)胞分化。

教師展示紅細(xì)胞和肌肉細(xì)胞的放大圖片，提出問(wèn)題：

同學(xué)們能否根據(jù)已學(xué)的知識(shí)分析這兩種細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上有哪些差異？學(xué)生討論、交流、總結(jié)。

師：通過(guò)討論，我們知道了這些細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上存在著差異，但不管是紅細(xì)胞還是肌肉細(xì)胞，它們最初都是由同一種細(xì)胞（受精卵）經(jīng)過(guò)細(xì)胞分化而來(lái)的。同學(xué)們能否嘗試說(shuō)出什么是細(xì)胞分化呢？

師生共同歸納，提煉出細(xì)胞分化的概念。

②細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)的學(xué)習(xí)。

師：就一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)各種細(xì)胞應(yīng)該具有相同的遺傳信息。為什么它們的細(xì)胞形態(tài)，結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異呢？（多媒體展示相關(guān)內(nèi)容：紅細(xì)胞中與血紅蛋白有關(guān)的基因處于開(kāi)啟狀態(tài)，所以合成了血紅蛋白，在肌肉細(xì)胞中，合成肌動(dòng)蛋白有關(guān)的基因也處于活躍的狀態(tài)，所以合成了肌動(dòng)蛋白）

學(xué)生分小組討論、解決以下問(wèn)題：

蛋白質(zhì)的合成與基因的活動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，紅細(xì)胞中存在與血紅蛋白合成有關(guān)的基因，那么有沒(méi)有與肌動(dòng)蛋白合成有關(guān)的基因呢？既然紅細(xì)胞和肌肉細(xì)胞中都有這兩種基因，為什么特定的細(xì)胞只能合成特定的蛋白質(zhì)呢？同學(xué)們能否嘗試著解釋為什么在紅細(xì)胞中沒(méi)有合成肌動(dòng)蛋白？在肌細(xì)胞中又沒(méi)有合成血紅蛋白？同學(xué)們能否歸納出細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是什么？（此處如此處理的理由旨在讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中慢慢領(lǐng)悟在體細(xì)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(xué)生理解細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)打下基礎(chǔ)）

（2）細(xì)胞分化的特點(diǎn)及意義的學(xué)習(xí)。

①細(xì)胞分化的特點(diǎn)。

師：同學(xué)們能否通過(guò)分析下面兩個(gè)資料，歸納出細(xì)胞分化的特點(diǎn)？

資料一：黑色素細(xì)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(xì)胞始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類型的細(xì)胞。

資料二：受精卵→胎兒→成年人→老年人。細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中，但在胚胎發(fā)育時(shí)期達(dá)到最大。

資料一、二說(shuō)明細(xì)胞分化具有哪些特點(diǎn)？

②細(xì)胞分化的意義。

師：同學(xué)們想一想，現(xiàn)代社會(huì)中有多少種職業(yè)？如果沒(méi)有職業(yè)分工，社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況會(huì)是怎樣？你個(gè)人的生活會(huì)與現(xiàn)在有什么不同？

（設(shè)計(jì)意圖：旨在強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生的積極參與課堂的興趣，借助學(xué)生的想像空間讓他們類推：若沒(méi)有細(xì)胞分化，生物將不能完成正常的生命活動(dòng)，為細(xì)胞分化意義的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)）

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

（3）細(xì)胞的全能性及其應(yīng)用的學(xué)習(xí)。

教師要求學(xué)生閱讀教科書(shū)119頁(yè)斯圖爾德的胡蘿卜組織培養(yǎng)圖及相關(guān)內(nèi)容討論、交流（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、讀圖，提取信息、交流信息的能力）。

能否結(jié)合書(shū)本嘗試說(shuō)出實(shí)驗(yàn)的流程？斯圖爾德這個(gè)實(shí)驗(yàn)了說(shuō)明什么？已經(jīng)分化的細(xì)胞的“潛能”在怎樣的特定的條件下才能夠?qū)⑷苄园l(fā)揮出來(lái)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(wàn)年前留下來(lái)的孑遺植物，人稱“植物活化石”，是我國(guó)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(yīng)該怎么辦呢？

學(xué)生進(jìn)行小組討論，然后代表匯報(bào)討論結(jié)果（旨在通過(guò)具體情境問(wèn)題的解決，讓學(xué)生真正領(lǐng)會(huì)細(xì)胞全能性的運(yùn)用）。

教師用多媒體演示多利的誕生過(guò)程：為什么不直接將動(dòng)物乳腺細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)呢？多莉羊的誕生說(shuō)明了什么？

師：從多利羊的誕生我們已經(jīng)了解高度分化的動(dòng)物細(xì)胞一般不能直接形成一個(gè)完整的動(dòng)物體的原因之一。在動(dòng)物和人體內(nèi)有沒(méi)有具有分裂和分化能力的細(xì)胞呢？教師展示齊魯晚報(bào)上的一則新聞：一臺(tái)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(tīng)到這個(gè)消息紛紛參與造血干細(xì)胞采樣，希望能為臺(tái)灣同胞盡一份微薄之力。通過(guò)閱讀資料你能說(shuō)說(shuō)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(méi)有比較好的途徑來(lái)解決呢？展示資料：儲(chǔ)存臍血，收獲健康（臍帶血是胎兒娩出、臍帶結(jié)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(xì)胞，可用于造血干細(xì)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(duì)白血病、地中海貧血等有較大的作用）。為什么說(shuō)儲(chǔ)存臍血就能收獲健康呢？（旨在計(jì)學(xué)生深刻體會(huì)生物知識(shí)與生活密切相關(guān)）

師：干細(xì)胞的研究還有哪些方面呢？請(qǐng)同學(xué)們課后收集有關(guān)干細(xì)胞的資料。

教師提供中國(guó)干細(xì)胞治療網(wǎng)的網(wǎng)址（http//www.stemcell.com.cn/gxb/index_html）。

5.教學(xué)反思

教學(xué)過(guò)程中教師以一系列的由易到難、由淺入深的問(wèn)題為主線將整節(jié)課串連，緊扣學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，讓學(xué)生在解決一系列問(wèn)題的過(guò)程中了解細(xì)胞的分化與生物發(fā)育的關(guān)系以及細(xì)胞分化的全能性及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用。在師生共同解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生分析比較的能力、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。整堂課的思路非常清晰，學(xué)生對(duì)細(xì)胞分化的概念、意義、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)以及對(duì)細(xì)胞的全能性有了較為全面的了解。在整節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中，筆者特別注重將學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活聯(lián)系起來(lái)，目的想讓學(xué)生明白生物知識(shí)與生活息息相關(guān)，使學(xué)生領(lǐng)悟科研工作的重要品質(zhì)之一：關(guān)注細(xì)節(jié)，注重積累，積極思考。

如在進(jìn)行細(xì)胞分化的概念和實(shí)質(zhì)教學(xué)時(shí)，筆者先通過(guò)展示紅細(xì)胞和肌肉細(xì)胞的放大圖片，讓學(xué)生結(jié)合一系列的問(wèn)題根據(jù)已學(xué)的知識(shí)討論交流，共同歸納、提煉出細(xì)胞分化的概念和實(shí)質(zhì)。再引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合書(shū)本，發(fā)揮想像：假如沒(méi)有細(xì)胞分化，人會(huì)是什么樣的？這樣激發(fā)了學(xué)生積極參與課堂的興趣，并借助學(xué)生的想像空間讓他們類推出：若沒(méi)有細(xì)胞分化，生物將不能完成正常的生命活動(dòng)。

再如在細(xì)胞的全能性的教學(xué)，首先讓學(xué)生結(jié)合書(shū)本自學(xué)討論，嘗試說(shuō)出斯圖爾德的實(shí)驗(yàn)的流程，旨在培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、讀圖、提取信息、交流信息的能力。然后展示珙桐照片，讓學(xué)生思考：如果科研部門想拯救這種珍稀的珙桐，科研人員應(yīng)該怎么辦呢？這樣讓學(xué)生真正領(lǐng)會(huì)細(xì)胞全能性的運(yùn)用。

干細(xì)胞的教學(xué)時(shí)，通過(guò)圖片資料（儲(chǔ)存臍血，收獲健康）對(duì)學(xué)生知識(shí)進(jìn)行拓展：為什么說(shuō)儲(chǔ)存臍血就能收獲健康呢？旨在培養(yǎng)學(xué)生收集信息和交流信息的能力。