1、第 1 页 共 7 页高中生命科学“细胞分化和植物细胞的全能性”教学设计 崇明县民本中学 汤晴一、学习需求分析（一） 、教学内容分析“细胞分化和植物细胞全能性”是上海科学技术出版社的高级中学课本生命科学（试用本）高中第二册第七章第四节内容，是“生命的延续”这一主题下的一节内容，教学课时为一课时。教材在前几节内容中已充分体现了生物体通过生殖而延续、通过细胞分裂而延续的主体思想，在此则进一步提出了通过发育而延续的主题。细胞分化是细胞生命历程中的一个重要内容，学生所学的细胞分裂是分化的基础。细胞分化又是个体发育的基础，在此之前，学生所学的遗传部分的性状表达，是细胞分化的分子基础。关于全能性的理解与以
2、后学习一些生物科技也有着密切的关系。所以，本节内容尽管属于 A 级学习水平，但对学生系统掌握“生命延续”这一主题内容来说还是有一定的重要性。（二） 、教学对象分析在初中阶段，学生已学习过有关组织、器官、系统的知识，对于细胞分化的例子有一些感性的认识，但因为本节内容又涉及到个体发育、分化的本质、细胞全能性等比较抽象难懂的知识，教学课时安排的又是一节课，因此，尽管高二学生有相对较强的理解、分析能力，但在有限的教学时空内要让学生真正了解本节教学内容，在实际的教学过程中，确实存在“教师难教、学生难学”的教学现状。二、教学目标（一）知识与技能1、知道细胞分化的概念、特点及意义。2、知道细胞全能性概念及应
3、用。（二）过程与方法1、关注人的胚胎发育过程，了解从受精卵发育成为个体过程中所发生的细胞分化现象。2、收集和阅读有关植物细胞全能性和植物组织培养的资料，了解和关注相关研究成果。（三）情感、态度与价值观1、通过学习细胞分化机理，养成严谨的思维方式，激发学生敢于质疑不断探求新知识的科学精神。2、从植物组织培养的成功实例中，感悟植物组织培养技术对社会经济发展的价值和作用。三、教学策略第 2 页 共 7 页如何为实现教学目标而进行有效的“学与教”的教学活动呢？上海市高中生命科学新课程理念要求“提高生命科学素养，关注全体学生的终身发展；强化科学探究，提倡学习方式多样化；实施科学、技术和社会相结合的教育；
4、加强与信息技术的整合。”本节课正是从二期课改理念出发，以“生命科学素养”为抓手，进行本节教学策略的设计。在教学方法设计时，将多种教学方法灵活地组合使用，同时力求让学生的自主探究和多边互动成为教学的主要形态，教师的讲授和示范成为点睛之笔。如课前让学生据导学题自学教材、完成导学题来引导学生发现问题，课内通过“创设情景、观察、问题引导探究、讲授、集体讨论、交流”等组合的多样化的教学方法来解决问题，达成本节教学目标。在教学媒体的选择上，注重与信息技术的有机整合。如制作多媒体课件，创设问题情景、突出重点、突破难点，提高教学的效果。在教学内容的处理上，如要求学生上网收集有关植物细胞全能性和植物组织培养的资
5、料，了解和关注相关研究历史和成果，努力实施科学、技术和社会相结合的教育。利用“阅读与思考”栏目中“影响细胞分化的内部因素” ，帮助学生探讨细胞分化的本质，力求做到对教材内容的补充、拓展和延伸，充分利用课程资源，努力构建完整的知识体系。综上所述，旨在努力实施以学生发展为本的教学理念，关注全体学生的全面发展，努力实现“知识与技能、方法与过程、情感态度与价值观”三位一体的教学目标，使学生获得能够受益于终身的生命科学素养，提高课堂教学的效益，体现教学的有效性。四、教学重点和难点（一）重点1、细胞分化的概念和特点。2、细胞全能性概念和应用。（二）难点1、细胞全能性概念。2、细胞分化、植物细胞全能性与植物
6、组织培养的关系。五、教学方法引导探究法、讲授法、导学自学法、讨论法等灵活结合的多种方法六、教学准备制作多媒体课件、编制导学题七、教学过程教学内容 教师活动 学生活动 教学说明新课引入 PPT 演示一个可爱的小宝宝的图片，用我们的生物学语言说这是一个怎样的个体？（多细胞生物体）这个新生命发育的起点是什么？（PPT 演示） （受精卵）设问：一个细胞（受精卵）是如何发育成一个多细胞生物体呢？主要通过哪些生理过程观看、好奇。 创设情景，吸引学生的注意力。第 3 页 共 7 页一、细胞分化1.概念：2.实质：3.特点实现的呢？（播放人的胚胎发育动态过程）（PPT 演示）思考题：受精卵发育过程中，细胞数目
7、为什么会增加？胎儿的每个体细胞中遗传信息相同吗？为什么？构成胎儿身体的细胞只有一种吗？（PPT 演示不同类型的细胞）设问：不同类型的细胞是怎么产生的呢？有什么不同之处呢？（1）要求：学生小组讨论导学题，提出“细胞分化”中难以解决的问题。导学题如下：什么是细胞分化？分化的过程和结果如何？为什么经细胞分化它们的形态、结构、功能都有了很大的差异呢？细胞分化有哪些特点？细胞分化有什么生物学意义？（2）PPT 分步演示：（对教材图 7-21 进行分步处理）胚胎发育中细胞分化过程。（3）总结：细胞分化结果形成了形态各异和功能不同的细胞，从而构成生物体不同的组织、器官乃至系统，从而成为一个完整的新个体。因此
8、，受精卵发育成一个个体过程中，主要是通过细胞分裂和细胞分化来实现的。说一说：你能用自己的语言说出什么是细胞分化吗？结论：细胞分化的概念。 （PPT 演示）设问：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：（PPT 演示）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.红细胞等各种体细胞具有相同的遗传信息。2.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蛋白结论：细胞分化是遗传信息执行情况不同导致（基因的选择性表达结果） 。设问：细胞分化
9、具有哪些特点 ？（PPT 演思考、讨论、回答。小组讨论交流、阅读课文相关内容、思考问题、提出问题。观察、聆听、回答、理解。个别回答在老师的启发下积极回忆、思考、理解知识。问题引导、师生对话引出本节课的第一个主题。增强学生发现问题和解决问题、自主学习的能力。师生互动、解决问题，提高教学的效率。引导学生在理解的基础上正确表述相关概念，锻练学生的语言表达能力。师生互动、适当拓展加深教材内容，激活学生的第 4 页 共 7 页4.意义：示）资料：细胞分化发生在整个生命进程中。（持久性）资料：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
10、。 （稳定性）资料：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。 （不可逆性）总结：细胞分化过程通常是稳定的、不可逆的。在自然情况下，若个别高度分化细胞逆向恢复细胞分裂生长的能力，有可能导致细胞癌变。设问：受精卵发育过程中，如果没有细胞分化，其结果会怎样？细胞分化是不是人类特有呢？结论：细胞分化的意义。分析、思考、得出结论。思考、回答、解决问题。思维。从提供的情境中找出答案，提高学生的分析推理能力。二、植物细胞的全能性植物组织培养1、过程设问：细胞分化具有稳定性、不可逆性。那么，高度分化的细胞在合适条件下是否还具有形成新个体能力呢？（1）PPT 演示植物组织培养的研究成果
11、。这些事实体现出植物细胞的什么特性？结论：细胞的全能性概念。（2）你能说出什么是植物细胞全能性？结论：植物细胞全能性概念。（3）PPT 演示利用植物细胞全能性原理获得的各种各样五彩缤纷的完整试管小植株。设问：这些植物的细胞或组织又是如何培育成植物体的呢？即植物的组织培养是如何进行的呢？（1）要求：请阅读课本 P93 页第二自然段内容，同时思考以下问题：植物组织培养的过程怎样？植物组织培养需要哪些条件？什么是植物组织培养？为什么利用植物体的部分组织就能培育成一个完整的植物体呢？（2）PPT 分步演示其过程（以胡萝卜根韧皮部组织培养实验为例）结论：取材接种愈伤组织根、芽完整植株疑惑。思考、回答、交
12、流观点。好奇、兴奋、疑惑。阅读课文内容、思考问题、理解记忆。描述过程、讨论并回答问题。问题引导出第二个主题。了解和关注相关研究成果。创设情景、引出植物组织培养主题。养成自主学生的学习习惯。师生互动、引导学生运第 5 页 共 7 页2、条件3、理论基础4、概念5、发展简史5、应用设问：植物的组织培养需要满足哪些条件呢？结论：细胞离体、无菌条件、控制温度、PH、光照等、合适的人工培养基（水、无机盐、糖类、维生素、植物激素等） 设问：为什么利用植物体的一些活的组织细胞就能在合适的条件下培育成完整的植株呢？结论：植物细胞的全能性。说一说：什么是植物的组织培养？结论：植物的组织培养的概念。（3）总结：植
13、物细胞全能性是全套基因在内外因素的综合作用下的表达。背景资料：（PPT 演示）植物组织培养的发展简史。 （略）分析总结：德国著名植物学家哈伯兰特于1902 年提出了“细胞全能性学说” ，到 1958年斯蒂瓦特等人第一次用胡萝卜根韧皮部细胞证实了植物细胞具有全能性，用了整整56 年的时间。56 年中许多科学家做的事情归纳起来都是在探索哈伯兰特提出的“植物细胞在适宜的条件下有发育成完整植株的潜能”中的适宜条件。背景资料：红豆杉又名紫杉，属世界珍稀濒危物种，是我国一级保护树种，素有“植物黄金”之称，它的提取物“紫杉醇”是人类生命的第一杀手“癌症”的克星，红豆杉又是生产抗癌药物“紫杉醇”的唯一原料。因
14、此，高效抗癌药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。 设问：今天我们有没有办法来拯救红豆杉，同时又能大量生产紫杉醇挽救癌症患者呢？结论：略设问：你认为植物的组织培养技术具有哪些优点？（1）纠正学生回答问题时的错误，帮助学生解决问题。（2） （PPT 演示）植物组织培养在生产上的应用。如试管苗的快速繁殖无病毒植物的培育提取原料人工种子转基因植物的培育等思考、回答。思考、回答。思考、感悟。思考、回答据课前查阅的资料，畅所欲言。用分化等相关知识尝试解决问题。引导学生在理解的基础上正确表述相关概念，进一步锻炼学生的语言表达能力。养成实事求是的科学态度，形成敢于质疑不断探求新知识
15、的科学精神。回归生活，追求科学世界与生活世界的统一，同时，起到对学生进行生态道德教育的目的。感悟植物组培技术对社会经济发展的价值和作用。第 6 页 共 7 页新课总结布置作业问题：细胞分化、植物细胞全能性与植物组织培养的关系。比较细胞分裂和细胞分化的区别。 （表格略）设问：高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？(1)预习教材第五节克隆技术(2)进一步探究影响细胞分化的因素有哪些？尝试设计实验进行证明？倾听、理解。思考、回答。疑问整体把握本节学习内容，阐明新旧知识的关系，努力构建完整的知识体系。设置悬念、引出下节课课题。同时，充分利用课程资源，拓展教学时空。八、教学反思本节课的教学设计能本着课程
16、理念的基本要求，开展实际的教学活动，力求体现“课程意识” 、 “问题意识” 、 “探究意识” 、 “STS 意识” 、和“ 情感意识”等教学策略的检验标准。首先，本节课能采用多样化的教学方法，完成核心知识的教学。如自学完成导学题、小组讨论、问题引导探究、师生对话学习新知识、课堂交流、课外的延伸作业等等。同时充分发挥了多媒体的辅助教学作用。借助多媒体提供一些事实资料，同时把学生的学习内容巧妙地转化为问题情景，构建有效的学习情景，来达到解决问题的效果。不难看出“问题引导探究”是本节课教学设计的主要教学方法。因为，长期教学实践表明，探究不一定都要以实验的形式来进行，事实上，在平时教学中，问题引导式的
17、探究可能是最常用的，而且也是可行性较高，效率较高的一种形式。但是，提什么问题，以什么方式提出问题，什么时候提出，都是值得我们思考和研究的，提的问题，要有效，不能为问而问，而是通过问题，真正起到引导学生的思维，让学生参与思考和探究才是有意义的。在问题提出后，对于学生回答的分析总结更是重要的一个环节。总之，多年的教学经验告诉我，一个教师如果能经常地用“问题引导探究”进行教学，将有利于激发学生的学习兴趣，有利于活化教材、激活学生的思维，有利于构建师生互动、生生互动的教学关系，有助于学生主动参与和自主学习，对于学生学会学习，学会解决问题都是极为有利的。第 7 页 共 7 页同时，本节课不仅完成了核心知
18、识的教学，而且在选择和组织课堂教学内容时，也注意到对教材内容的补充、拓展和延伸，开发和开放课程资源。如提供资料师生共同分析细胞分化的实质、细胞分化的特点；如充分利用网上信息资源，了解植物组织培养的发展简史，了解植物组织培养在生产上的应用等知识。这样，充分挖掘了教材内容以及与前后知识的联系，拓展了课堂知识与社会、生活和人体健康的联系，贯彻了“实施科学、技术和社会相结合教育”的课程理念。使学生在学习知识的同时，体验了科学研究的思维方法和科学精神，达到“提高生命科学素养”的课程理念的基本要求。不足之处是“影响细胞分化的因素”这一知识点因为考虑到时间关系，教学时没有把它有机地结合进去，而是作为课外作业。我个人认为教材虽安排在“阅读与思考”栏目不作教学要求，但为了构建完整的知识体系，不妨让学生了解一下，但不必深度展开，从而达到拓展和延伸教学时空的效果。另外，关于“植物组织培养”实验，假如有组培实验室的学校，课前能让学生亲身经历、感受这一实验过程，那教学效果一定会更好。总之，广大教师只要本着“以学生发展为本”的教学理念，坚持不懈地从课程内容和教学活动二方面去共同努力，一定会达到全面提高学生生命科学素养的目的。让我们一起努力吧！20098
