高中生物 7.4《細胞分化和植物細胞的全能性》教案（2） 滬科版第二冊

1、第四節(jié) 細胞分化和植物細胞的全能性一、教材分析1.內(nèi)容分析這一節(jié)是在前面講過有絲分裂和減數(shù)分裂等知識的基礎(chǔ)上，再講解細胞分化和植物細胞的全能性等相關(guān)知識。細胞分化和植物細胞的全能性一節(jié)的主要內(nèi)容分兩部分。第一部分說明細胞分化現(xiàn)象和分化過程。第二部分說明什么是細胞全能性、細胞全能性發(fā)生在哪些生物的哪些細胞上、細胞全能性的發(fā)現(xiàn)歷程、植物細胞全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)和植物細胞全能性在在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)等內(nèi)容。因此有必要學好這一節(jié)教學內(nèi)容。2.教學目標知識與技能了解細胞分化的概念、特點、機制及細胞分化和細胞分裂的區(qū)別。了解細胞全能性概念、植物細胞全能性與植物組織培養(yǎng)的關(guān)系

2、理解植物細胞全能性在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用過程與方法通過學生討論學習分化現(xiàn)象，使學生了解分化概念和特點，激發(fā)學生學習生命科學的興趣，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力。通過學習植物組織培養(yǎng)技術(shù)理論學習，努力聯(lián)系學生的生活實際，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、解決實際問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀通過學習分化機制，培養(yǎng)學生們像科學家那樣去分析問題和解決問題，使學生們養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度、嚴謹?shù)乃季S方式、科學研究的方法和不斷探求新知識的精神。在關(guān)于植物細胞全能性的教學中，通過聯(lián)系植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的意識與進行生命科學價值觀的教育。3重點與難點細胞分化過程，是本課題的教學重點雖然細胞

3、分化過程，并不一定需要學生重點記憶，但是細胞分化是教材中為數(shù)不多的再現(xiàn)科學家發(fā)現(xiàn)過程的典例，教師應(yīng)充分發(fā)揮這個典例，實施過程式教學。通過分析細胞分化發(fā)現(xiàn)過程，可以使學生理解科學家在研究中的認識發(fā)展過程和科學的實驗方法，體現(xiàn)了科學家嚴謹?shù)倪壿嬎季S。植物細胞全能性，也是本課題的教學重點一方面，學生通過對植物組織培養(yǎng)的理論學習，可以理解植物組織培養(yǎng)的過程等基本知識；另一方面，植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用較普遍，在該內(nèi)容的教學中可以較好的聯(lián)系實際，利于激發(fā)學生的學習的興趣及對學生進行生命科學價值觀的教育。學生缺乏植物組織培養(yǎng)等具體感性的認識。因此該內(nèi)容是教學的難點。二、教學過程教學內(nèi)容教師活動學

4、生活動設(shè)計意圖引入一 細胞分化及其意義1.概念：2.意義：3分化特點（1）持久性（2）穩(wěn)定性（3）不可逆性4細胞分化實質(zhì)：基因的選擇性表達5細胞分裂與細胞分化區(qū)別6影響細胞分化的因素細胞是如何分化的？細胞分化是在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和合成蛋白質(zhì)上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。提問：細胞分化對個體發(fā)育有什么意義？細胞分化是不是人類所特有的呢？細胞分化的結(jié)果是什么？意義：細胞分化是個體發(fā)育的基礎(chǔ)；細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，不時人類所特有的現(xiàn)象。細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率提出問題：下列事實分別說明了細胞分化的

5、哪一特征？1.細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。2.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。 3造血干細胞原紅細胞早幼紅細胞中幼紅細胞晚幼紅細胞 成熟紅細胞死亡問：就一個個體來說，各種細胞具有相同的遺傳信息。為什么形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異呢？資料：在紅細胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動狀態(tài)，與肌動蛋白（肌細胞中的一種蛋白質(zhì)）合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細胞中則相反。分析：1.紅細胞和肌細胞等體細胞的遺傳信息相同嗎？紅細胞 血紅蛋白基因開啟 合成血紅蛋白肌細胞 肌動蛋白基因開啟 合成肌動蛋白 結(jié)論：細胞分化是不

6、同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同導致（基因的選擇性表達）。分別是什么生命現(xiàn)象？兩者有何區(qū)別和聯(lián)系呢？（略：見ppt）在整個個體發(fā)育過程中均有細胞分化活動，但胚胎期是最重要的細胞分化時期。具備完整的細胞結(jié)構(gòu)是影響細胞分化的內(nèi)部因素。 思考 討論思考 細胞分化對個體發(fā)育有什么意義？細胞分化是不是人類所特有的呢？細胞分化的結(jié)果是什么？學生四考歸納。啟發(fā)學生思考并歸納。討論回答。學生觀察回答問題。學生閱讀與思考：教科書P.9394充分理解影響細胞分化的內(nèi)部因素。讓學生掌握什么事細胞分化和細胞分化的意義。讓學生了解細胞分化的三個特點。讓學生掌握細胞分化的實質(zhì)。懂得細胞分化和細胞分裂的區(qū)別點。二、植物細胞的

7、全能性1什么是細胞全能性a.哪些類細胞有細胞全能性能力。b.細胞全能性的分類2、植物組織培養(yǎng)：(1)概念。(2)組織培養(yǎng)過程。(3)為什么已經(jīng)分化的細胞具有全能性呢？a.外因b.內(nèi)因(4)植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史 (6)植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用 細胞全能性：即單個細胞分裂、分化后仍具有發(fā)育成完整個體的能力。植物 、哺乳動物和人受精卵 8-Cells前的細胞是全能性細胞。細胞的多能性（pluripotency):細胞具有分化為有限細胞類型的能力。單能性（unipotency)：形態(tài)上特化、功能上專一的終末分化細胞。細胞分化的規(guī)律： 全能多能單能提問：1.細胞分化具有穩(wěn)定性、不可逆性，是不是細胞一旦分化就

8、不再具有分裂分化能力了呢？不是。2.能否讓這些高度分化的細胞再具有分裂分化能力呢？能3能否舉例說明？植物組織培養(yǎng)。例如：見下圖。 這是由胡蘿卜的韌皮部細胞培養(yǎng)成完整的胡蘿卜植株。體現(xiàn)出植物細胞的什么特性？答：高度分化的植物細胞有發(fā)育成完整個體的潛能。植物組織培養(yǎng)的概念：植物的部分組織如：根、莖、葉、子房、花藥等在合適的人工培養(yǎng)基上，在適宜的外界條件下，培育成完整植株的過程。植物組織培養(yǎng)的過程：切下組織切片組織培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織分化出不定根和芽形成試管小植株移栽植物組織培養(yǎng)的外因：外部條件：無菌、適宜溫度、PH和光照；含有糖類、無機鹽、維生素、植物激素等的培養(yǎng)基；植物體的各組織細胞。植物組織培養(yǎng)的

9、內(nèi)因：答：高度分化的細胞含有保持物種發(fā)育所需要的全套基因 探索階段（19世紀初30年代中） 德國植物生理學家HaHerlandt首次進行了植物細胞培養(yǎng)實驗 奠基階段（3050年代） 1934年，White培養(yǎng)番茄離體根尖成功 1939年，Gautheret連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層首次成功 White:煙草種間雜種的瘤組織進行組培 Nobecourt：胡蘿卜進行組培 以上三人是植物組織培養(yǎng)的奠基人 迅速發(fā)展階段（60年代后）原生質(zhì)體，花藥，快繁技術(shù)迅速發(fā)展（1）試管苗的快速繁殖（2）無病毒植物的培育（3）提取原料（4）人工種子（5）轉(zhuǎn)基因植物的培育現(xiàn)在已有胡蘿卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡膠等幾十種植物的人工種子試種成功，但由于成本較高，中國：尚未應(yīng)用于生產(chǎn)。 學生聽教師講授。學生思考回答。學生討論回答。學生查閱資料，整理資料回答。德國著名植物學家G.Haberlandt在細胞學說的基礎(chǔ)上于1902年提出了細胞全能性學說。他認為，高等植物的組織、器官可以不斷分割，直到單個細胞。如果每個細胞都有植物個體一樣的性質(zhì)和能力，那么，可以通過植物細胞培養(yǎng)使單個細胞發(fā)育成為一個新個體。讓