《细胞分化、衰老和凋亡》第1课时教案

5/5第二节细胞分化、衰老和凋亡第1课时【学习目标】1.通过阅读教材，进行观察植物的不同组织和细胞实践活动，能够说明细胞分化形成各种组织。2.通过进行资料分析，结合教师讲解，能够举例说明细胞的全能性。【教学重点】1.细胞分化。2.高度分化的植物细胞仍然具有全能性。【教学难点】1.细胞的分化。2.细胞全能性的概念及实例。【教材优化全析】大多数生物的个体发育的起点是受精卵。受精卵经过细胞分裂（有丝分裂）、生长和分化，形成了形态、结构和功能各不相同的细胞，并进一步构成了组织和器官。【教学媒体】PPT课件【教学方法】问题导学及启发点拨相结合【教学过程】（一）导入新课大家今天都是高中生，将来可能从事各种职业。想一想，现代社会中有多少种职业？如果没有职业分工，社会的运转状况是怎样的？你个人的生活会与现在有什么不同？这样现实的问题，相信同学们都能找到答案。我们每个人就如同一个个细胞，而每个细胞有所不同，由它们有机地组成身体来完成各项生命活动。人体中的不同的细胞群是如何来的？它们存在的意义是什么？今天我们就来探讨这些问题。（二）细胞分化多媒体呈现人体中的三种血细胞：红细胞、白细胞、血小板。师：（1）在我们体内，红细胞的寿命为120天左右，白细胞的寿命为5～7天。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。（2）现实生活中，有人发生了意外事故，出现大量失血情况，危及生命。为了拯救他人的生命，许多人伸出援助之手，纷纷加入义务献血的行列，每次献血200mL并不会影响自身健康，并且短时间内，体内血液含量会恢复正常。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。教师组织学生讨论：（1）为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？（2）人体失去少量血液后，新生的血细胞是从哪儿产生的？（3）骨髓与血细胞的形成有什么关系?生：健康人体可由红骨髓不断产生新的血细胞。师：这是我们初中生物课上了解的知识，那么骨髓是通过怎样的过程才形成种类不同的血细胞呢？课件展示：骨髓干细胞分化示意图。师：（1）骨髓干细胞先分裂成两种细胞，即造血干细胞和淋巴干细胞。这两种细胞再分裂出若干个细胞，它们朝不同方向发展，最后形成了形态、结构和功能上都有差异的细胞。（2）人体是复杂的多细胞生物体，来源于一个受精卵细胞，是细胞分裂使得机体细胞数目增多，可人体内的细胞是多种多样的，以上，我们看到了三种不同的血细胞，另外，身体内还有神经细胞、肌细胞、上皮细胞、卵细胞等等。这就是细胞的分化过程。师：从上述细胞的变化过程，我们是否可以总结出细胞分化的概念呢？生：由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。生：在个体发育中，不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的。在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。现代分子生物学的证据表明，细胞分化是基因选择性表达的结果。在个体发育中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，进而由不同类型的细胞构成生物体的组织和器官，执行不同的生理功能。师：细胞的分化是短时、迅速实现的吗？分化会逆转吗？课件展示：蛙的胚的发育过程，请同学们注意观看。师：对照上述问题，你有什么看法？生：蛙的胚胎发育从受精卵开始，经过卵裂、囊胚、原肠胚，才开始分化为不同的细胞，出现不同的组织，进而形成不同的器官、系统。由此可以看出细胞分化是一个渐变的过程。在胚胎发育的早期，细胞外观上尚未出现明显变化前，细胞的前途就已经决定了，以后依次渐变，不能逆转，因此，分化是一种持久的稳定的变化。（三）细胞的全能性师：1902年，德国植物学家哈伯兰特在细胞学说的基础上，大胆预言离体的植物细胞具有发育的全能性，能够发育成为完整的植物体。大家想一想，他的预言能得到证实吗？学生活动：小组讨论、交流。教师演示多媒体课件：胡萝卜肉质根的组织培养过程。师：课件中演示的是用胡萝卜韧皮部的组织块进行离体培养，得到完整的植株，并且这一植株能够开花结果的过程。这一实验是1958年，美国植物学家斯图尔德等人做的。从而证实了哈伯兰特50年前的预言。课件展示：（1）如果取的不是胡萝卜的根，而是它的茎或叶上的一部分，也会得到相同的结果吗？（2）这种离体培养需要一定的条件吗?需要哪些条件?（3）这种实验能证实植物细胞具有生长发育的全能性吗?为什么?小组讨论，代表发言:（1）如果取胡萝卜的茎或叶上的一部分，离体培养同样能够获得完整的植物体。（2）离体培养需要无菌条件，为保证培养物的“纯洁”，防止微生物的混入和污染，必须在分离、转接及培养纯培养物时，对所用器材及工作场所进行消毒与灭菌处理。另外，植物组织培养的培养基要含有植物激素、无机盐和糖类等物质。（3）上述实验能够证实植物细胞具有生长发育的全能性。因为植物体的每个细胞携带着一套完整的和受精卵一样的遗传物质。师：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞的全能性。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。师：利用离体的组织或细胞培育成正常的植株，已成为常用的科学技术，已得到了推广。植物的组织培养过程是怎样的呢？教师演示多媒体课件：植物组织培养过程。师：（1）在组织培养的过程中，离体组织、器官或细胞可进行细胞分裂，产生愈伤组织。这种原已分化的细胞，失去原有的形态和功能，又回复到没有分化的无定形的薄壁细胞，称为愈伤组织。（2）由分化的组织细胞形成愈伤组织，这个过程称脱分化过程。（3）愈伤组织经过继代培养后，又可产生分化现象。这些由脱分化状态的细胞再度分化成另一种或几种类型的细胞的过程，称为再分化。（4）再分化所形成的胚状体，经过细胞分裂、细胞分化，形成试管苗。（5）试管苗定植形成植株。（6）总体过程概述：离体组织、器官或细胞→愈伤组织→胚状体→植物幼体→新植株。师：植物组织培养常选用植物体的根尖或茎尖部位，为什么呢？生：由根尖或茎尖可得到无病毒植株。师：组织培养有哪些优点呢？生：组织培养可保留亲本的遗传性；取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；管理方便，利于自动化控制；可以快速繁殖花卉，特别是一些不易繁殖的名贵花卉；可以拯救珍稀濒危物种。还可以和基因工程结合培育作物新类型。师：植物组织培养在生产实践上有广泛的应用，在研究植物生理方面有何作用呢？生：植物组织培养过程，由于利用的是离体的组织细胞，因而可以研究植物在不受干扰条件下的生长和分化规律，可以通过改变离体的组织或细胞的培养条件，如：培养基的配方、光照和培养温度等来影响它们的生长和分化，对解决植物形态建成中的一些理论问题很有帮助。植物组织培养基中有一些植物激素调节着植物体的生长、发育过程，如芽和根的分化过程取决于生长素和细胞分裂素浓度的比值。当分裂素与生长素的比值低时，诱导根的分化，两者比值处于中间水平时，不会有芽和根的分化，两者比值较高时，则诱导芽的形成。在芽的分化中，细胞分裂素起着重要作用。改变温度可通过影响酶的活性影响植物的生长和分化。师：植物细胞具有全能性？动物细胞有全能性吗？学生活动：学生小组讨论，组内陈述自己观点，记录员记录。师：同植物组织培养相比，在动物中做类似的实验要复杂和困难得多。科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新个体。克隆羊多利的培育，是将乳腺细胞的核移植到去核的卵细胞中培育成的。师：上述事件说明了什么？生：这说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。师：但到目前为止，还没有人能成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新个体。这说明了什么？生：说明高度分化的动物细胞的全能性受到一定的限制。师：那么，动物体细胞核为什么具有全能性？生：动物的每一个体细胞都具有和受精卵相同的一套遗传物质。师：动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些