教案：6.2 细胞的分化-【高效备课】高中生物2025-2026学年人教版（2019）必修1同步资源

6.2细胞的分化教案本节课采用学生自主构建概念和合作探究的教育理念，采用半开放式的课堂教学，引导学生结合图像、信息、多媒体课件、相关的阅读资料及思考讨论题等，在教师的指导下完成本节课的探究教学，从而增大了学生学习活动的空间，使其更加主动地参与到学习中来，养成爱学、会学的学习习惯。本课内容涉及细胞分化的概念及在个体发育中的意义，由高度分化的细胞能否继续进行分化引出细胞的全能性，在细胞全能性的教学中，尽量结合生产实际，把与之相关的内容展现在学生的面前，以使学生更利于理解。本节课为人教新课标版生物必修1《分子与细胞》第6章第2节内容，在上一节中已经进行了《细胞的增殖》，学生已经较全面地认识了有丝分裂。而我们知道生物个体的发育绝不仅是有丝分裂，而是要形成一系列具有专门功能的细胞，为后续的细胞衰老、凋亡和癌变的生理过程提供了理论基础。本节课通过资料分析，视频播放等手段，解决学生对细胞分化的直观认识，并总结细胞分化的特点，再通过具体案例技术的分析，理解细胞全能性的原因及其意义。学好本节《细胞的分化》，能让学生更深刻地理解之前所学的“细胞是生物体结构与功能的基本单位”的生物学基本观点，并为后面的细胞的衰老和凋亡做好铺垫。本节起着承前启后的重要作用。在知识方面，首先学生在学习《细胞的分化》之前，已经学习了细胞通过分裂使细胞的数目增加，而生物生长发育过程中仅靠细胞分裂无法形成完整个体，从而形成认知冲突，教学中可以以此为突破口。在能力方面，高二的学生具备了一定的认知能力，思维的连续性和逻辑性也已初步确立，但还不是很完善，而细胞的分化十分的抽象，尤其是分化的稳定性与细胞的全能性对立而又统一，所以学生可能难以理解分化具有稳定性、持久性，但同时，已经分化的细胞又具有发育成完整个体的潜能（全能性）。教学中利用大量对事实为依据，从生活实际出发，化抽象为形象，帮助学生构建合理的知识体系。根据上述教材结构与内容分析，考虑到学生已有的认知结构特征，制定如下教学目标：生命观念：理解生物体从生长到发育完成为一个完整的个体，需要细胞分裂和细胞分化的过程。科学思维：通过比较不同细胞在形态结构和功能方面发生的特异性变化，归纳细胞分化的概念，进而阐明细胞分化是基因选择性表达的结果。科学探究：通过分析植物组织培养和动物体细胞核移植等方面的事例，阐明细胞的全能性。社会责任：通过了解干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用，提升社会责任意识。教学重点：1.细胞分化的概念原因和意义；2.细胞全能性的概念。教学难点：1.细胞分化的原因；2.细胞的全能性的概念。确定的依据：教学重难点是由本节所学内容的教学目标所决定的，同时根据《标准》所提倡的“落实对学生科学探究能力的培养”，使学生能应用这些基本知识解决实际问题。突破方法：学生先通过短视频理解多细胞生物个体的成长离不开细胞分裂和分化，再通过课本上四中人体组织资料理解细胞分化的特点、原因，总结细胞分化的意义，最后通过胡萝卜细胞培育呈胡萝卜的资料，引出细胞全能性，通过分析丰富的图片和相关热点，最终理解细胞全能性出现的原因。教法：启发式教学方法、对话法、引导探究法、直观法等的适当结合运用。学法：以学习小组为单位通过分析、观察、讨论等方式，形成“自主、合作、探究”的学习模式。用具：采用传统板书与现代多媒体相结合的教学手段。教师主导活动学生主体活动设计思想【新课引入】教师播放人的胚胎发育动画，并提出问题探讨一：如果细胞只有简单的分裂，受精卵能形成一定的形态、结构和功能的多细胞生物体吗？教师根据学生回答引导学生一起归纳细胞的分化的概念。学生带着问题观看人的胚胎发育动画，积极思考。【归纳总结】细胞分化的概念：在个体发育中，一种细胞形成形态、结构、功能稳定性差异的过程。将人的胚胎发育过程动态直观地展现给学生，帮助学生对细胞的分化形成感性的认识。【探究一：细胞分化及其意义】教师通过4个事实引导学生根据分化的概念去分析分化的特点，事实设置如下：①这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？②就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？③人、动物、植物、细菌及真菌等生物个体发育过程中都存在着细胞分化，是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。④细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。教师要求学生讨论细胞分化的特点。【设疑引导】有丝分裂的结果是什么？为什么遗传物质一样却形成不同形态、结构和功能的细胞呢？【类比推理】大家今天都是高中生，现在接受的是通识教育，高考后会选择不同的专业，将来可能从事各种职业。想一想，如果没有职业分工，社会的运转是怎样的？所以同学们搞清楚了我从哪里来，也要想清楚未来我将哪里去，要提前做好职业生涯规划，选择适合自己的专业和职业。职业无高低贵贱之分，天生我材必有用。无论从事什么职业，都会为和谐社会贡献自己的一份力量。就像分化的细胞一样，每一种细胞都有自己特定功能和使命。【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。两者之间存在什么联系呢？分裂与分化对比分裂分化细胞变化时间意义共同点学生根据表格与细胞分裂对比，小结分化的内容【设疑引导】请同学思考并讨论：（1）细胞分化使细胞种类增多，形态、结构、功能都发生了改变，是否意味着每种细胞中遗传物质发生了改变？（2）就一个个体来说，红细胞、肌肉细胞具有完全相同的遗传信息（基因），但为什么形态、结构和功能却有很大差异？造成红细胞和肌肉细胞的差异的直接原因是什么？分化后细胞内改变的是什么物质？不同的细胞中合成不同的蛋白质的根本原因是什么？是不是说明遗传物质不同？引起差异的原因到底是什么呢？学生发表自己的看法，尝试描述分化的特征。学生在问题的驱动下，一步步明确分化的特点。具有持久性，不可逆性，普遍性和稳定性。【分析原因】有丝分裂的结果是产生相同的两个细胞，思考分化的本质，尝试提出自己的观点。学生回忆【意义】①细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生体个体发育的基础。【类比推理】现代社会不同的职业，将选择不同的专业，不同的职业；不同的职业分工才让我们的社会、生活高效正常地运转。【意义】②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功能的效率。【归纳总结】学生：分裂分化细胞变化数量增多、形态不变数量不变细胞发生稳定性差异时间从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度。意义保持亲代和子代之间遗传的稳定性没有细胞分化，生物体不能进行正常发育共同点①细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴随的②分化程度大，分裂能力则逐渐下降【归纳总结】学生：【小组讨论】遗传物质没有改变。经有丝分裂产生的体细胞均含有与受精卵完全相同的遗传物质即DNA。蛋白质。【分析原因】红细胞中合成了特有的血红蛋白，肌肉细胞合成了特有的肌动蛋白。两种细胞中遗传物质都是一样的，可能每种基因的执行情况不一样。以问题驱动学习，学生在和同学的探究合作和讨论以及教师的指导中自己解决问题，明确细胞分化的概念、特点和意义，突出重点，突破分化抽象难理解的教学难点，从感性认识上升到理性认识。设置问题串形式，突破细胞分化的概念、意义。学生观察、思考后发表自己的观点，有利于培养发现问题、解决问题的能力。通过想象空间，有助于学生理解细胞分化的意义“专门化”，并进行情感态度与价值观教育，渗透中学生职业生涯规划的重要性，为和谐社会做出自己的贡献。利用对比学习法掌握教学重点。通过逆向分析，有助于学生理解细胞分化的实质，有效解决学生理解的难点。【探究二细胞的全能性】【设疑引导】请同学思考并讨论：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？【材料展示】美国科学家斯图尔德进行的植物组织培养试验。高度分化的植物细胞中有没有因为分化而失去基因？【教师适当提示细胞有丝分裂的结果并解释原因。】【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，人们还没有成功地将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。【材料展示】蛙的核移植实验流程图，讲解非洲爪蛙产生的过程图解。设问推测非洲爪蛙和谁最相似？推测的依据？【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。同学们还了解哪些目前细胞全能性的应用？【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。条件：离体，一定的激素，适宜的温度和PH。可以实现。【学生讨论】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。【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。提供细胞核，细胞核中含有本物种全套遗传物质【学生讨论】高度分化的动物细胞的全能性小。高度分化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。保存濒危物种、克隆等科学热点问题展示利用学生已有的知识突破教学难点，明确细胞分化和全能性的对立统一。体现了新课程以问题驱动学习的理念，引导学生学会深入地分析问题、解决问题、建构知识、发展能力。培养学生科学研究方法和科学素养。开拓思维，培养学生独立分析问题的能力。通过探讨干细胞、癌症等知识，养成关注社会热点，关注生命健康的习惯；养成关注社会热点的习惯，激发学习兴趣。【提出问题】尽管分化的体细胞具有发育为完整个体的潜能，但在生物体内，细胞分化是不可逆的，一般分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。那么生物体如何补充衰老死亡的细胞？在细胞的分化过程中，机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞。比如造血干细胞，神经干细胞，胚胎干细胞（它能产生生物体所需的所有各种类型的细胞）等。一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞，也可以这样说，这些干细胞充当了分化细胞“预备队”的角色。【分享交流】研究干细胞，对人类有什么意义呢？未来，利用干细胞我们还能够解决什么医学上的难题？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。像这种，在动物和人体内，保留着少数具有分裂和分化能力的细胞定义为干细胞，【资料收集交流】学习小组展示，交流收集的资料：（1）干细胞的概念：（2）干细胞的种类：（3）干细胞的应用及研究进展。通过事先开展的资料收集，小组合作学习，师生共同归纳、完善。培养学生多渠道获取知识的能力，使学生了解我国科学研究的前沿工作，激发兴趣，发展相关