1、第四节 细胞分化和植物细胞的全能性一、教材分析1.内容分析这一节是在前面讲过有丝分裂和减数分裂等知识的基础上，再讲解细胞分化和植物细胞的全能性等相关知识。 细胞分化和植物细胞的全能性一节的主要内容分两部分。第一部分说明细胞分化现象和分化过程。第二部分说明什么是细胞全能性、细胞全能性发生在哪些生物的哪些细胞上、细胞全能性的发现历程、植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础和植物细胞全能性在在农业生产上的应用与人们的生产生活密切相关等内容。因此有必要学好这一节教学内容。2.教学目标知识与技能了解细胞分化的概念、特点、机制及细胞分化和细胞分裂的区别。了解细胞全能性概念、植物细胞全能性与植物组织培养的关
2、系理解植物细胞全能性在生产实践中的应用过程与方法通过学生讨论学习分化现象，使学生了解分化概念和特点，激发学生学习生命科学的兴趣，培养学生严谨的逻辑思维能力。通过学习植物组织培养技术理论学习，努力联系学生的生活实际，培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力。情感、态度与价值观通过学习分化机制，培养学生们像科学家那样去分析问题和解决问题，使学生们养成实事求是的科学态度、严谨的思维方式、科学研究的方法和不断探求新知识的精神。在关于植物细胞全能性的教学中，通过联系植物组织培养技术在农业生产中的应用，培养学生理论联系实际的意识与进行生命科学价值观的教育。3重点与难点细胞分化过程，是本课题的教学重点虽然细
3、胞分化过程，并不一定需要学生重点记忆，但是细胞分化是教材中为数不多的再现科学家发现过程的典例，教师应充分发挥这个典例，实施过程式教学。通过分析细胞分化发现过程，可以使学生理解科学家在研究中的认识发展过程和科学的实验方法，体现了科学家严谨的逻辑思维。植物细胞全能性，也是本课题的教学重点一方面，学生通过对植物组织培养的理论学习，可以理解植物组织培养的过程等基本知识；另一方面，植物组织培养技术在农业生产中的应用较普遍，在该内容的教学中可以较好的联系实际，利于激发学生的学习的兴趣及对学生进行生命科学价值观的教育。学生缺乏植物组织培养等具体感性的认识。因此该内容是教学的难点。二、教学过程教学内容 教师活
4、动 学生活动 设计意图引入一 细胞分化及其意义1.概念：2.意义：3分化特点（1）持久性（2）稳定性（3）不可逆性4细胞分化实质：基因的选择性表达细胞是如何分化的？细胞分化是在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构、生理功能和合成蛋白质上发生稳定性差异的过程。提问：细胞分化对个体发育有什么意义？细胞分化是不是人类所特有的呢？细胞分化的结果是什么？意义：细胞分化是个体发育的基础；细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，不时人类所特有的现象。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提出问题：下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征？1.细胞分化发生在整个生命
5、进程中。2.黑色素细胞在体外培养 30 多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。 3造血干细胞原红细胞早幼红细胞中幼红细胞晚幼红细胞 成熟红细胞死亡问：就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗传信息。为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？资料：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（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。分析：1.红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？红细胞 血红蛋白基因开启 合成血红蛋白肌细胞 肌动蛋白基因开启 合成肌动思考讨论思考 细胞分化对个体发育有什么意义？细胞分化是不
6、是人类所特有的呢？细胞分化的结果是什么？学生四考归纳。启发学生思考并归纳。讨论回答。让学生掌握什么事细胞分化和细胞分化的意义。让学生了解细胞分化的三个特点。让学生掌握细胞分化的实质。5细胞分裂与细胞分化区别6影响细胞分化的因素蛋白 结论：细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致（基因的选择性表达） 。分别是什么生命现象？两者有何区别和联系呢？（略：见 ppt）在整个个体发育过程中均有细胞分化活动，但胚胎期是最重要的细胞分化时期。具备完整的细胞结构是影响细胞分化的内部因素。学生观察回答问题。学生阅读与思考：教科书P.9394 充分理解影响细胞分化的内部因素。懂得细胞分化和细胞分裂的区别点。
7、二、植物细胞的全能性1什么是细胞全能性a.哪些类细胞有细胞全能性能力。b.细胞全能性的分类2、植物组织培养：(1)概念。细胞全能性：即单个细胞分裂、分化后仍具有发育成完整个体的能力。植物 、哺乳动物和人受精卵 8-Cells前的细胞是全能性细胞。细胞的多能性（pluripotency):细胞具有分化为有限细胞类型的能力。单能性（unipotency)：形态上特化、功能上专一的终末分化细胞。细胞分化的规律： 全能多能单能提问：1.细胞分化具有稳定性、不可逆性，是不是细胞一旦分化就不再具有分裂分化能力了呢？不是。2.能否让这些高度分化的细胞再具有分裂分化能力呢？能3能否举例说明？植物组织培养。例如
8、：见下图。这是由胡萝卜的韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植株。体现出植物细胞的什么特性？答：高度分化的植物细胞有发育成完整个体的潜能。植物组织培养的概念：学生听教师讲授。学生思考回答。学生讨论回答。让学生在教师指导下查阅资料，收集信息，课堂上交流信息。证实植物细胞的全能性的有力证据植物组织培养。(2)组织培养过程。(3)为什么已经分化的细胞具有全能性呢？a.外因b.内因(4)植物组织培养的发展简史(6)植物组织培养的应用 植物的部分组织如：根、茎、叶、子房、花药等在合适的人工培养基上，在适宜的外界条件下，培育成完整植株的过程。植物组织培养的过程：切下组织切片组织培养产生愈伤组织分化出不定根和芽形成
9、试管小植株移栽植物组织培养的外因：外部条件：无菌、适宜温度、PH 和光照；含有糖类、无机盐、维生素、植物激素等的培养基；植物体的各组织细胞。植物组织培养的内因：答：高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因 探索阶段（19 世纪初30 年代中）德国植物生理学家 HaHerlandt 首次进行了植物细胞培养实验 奠基阶段（3050 年代）1934 年，White 培养番茄离体根尖成功1939 年，Gautheret 连续培养胡萝卜根形成层首次成功White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培Nobecourt：胡萝卜进行组培以上三人是植物组织培养的奠基人 迅速发展阶段（60 年代后）原生质体，花药
10、，快繁技术迅速发展（1）试管苗的快速繁殖（2）无病毒植物的培育（3）提取原料（4）人工种子（5）转基因植物的培育现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国：尚未应用于生产。 学生查阅资料，整理资料回答。德国著名植物学家G.Haberlandt在细胞学说的基础上于 1902年提出了细胞全能性学说。他认为，高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。学生懂得细胞全能性是全套基因在内外因素综合作用下的再表达。让学生了解植物组织培养的历程。让学生了解目前植物组织培养在农业上的应用情况。总结： 略
