6.2 细胞分化 教学设计 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

《细胞的分化》教学设计 一、教材分析 “细胞的分化”是人教版高中生物学必修1《分子与细胞》中第6章“细胞的生命历程”第2节的内容。本节通过对比动植物个体发育过程中细胞的变化，进而引出细胞分化的概念、特点及意义。接着利用植物组织培养的例子，说明植物细胞具有全能性，而动物克隆的例子则是为了说明动物细胞核才具有全能性。最后以造血干细胞为例补充介绍了干细胞的相关知识。教材中提供了丰富的实例以及科学实验帮助学生形象直观地认知，这部分内容离生活近，但想要理解其中的原理却需要借助相当多的生物学知识。细胞分化是本节核心内容，细胞分化体现了细胞结构、功能的动态变化，既有助于学生认同结构与功能相适应的观点，也是后续学习遗传、变异的基础。 课标中关于本节概念关系如下图，本节内容对应的是子概念1和2，学习这两个概念可形成次位概念，有利于支撑重要概念“物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢”的形成。 二、学情分析 此外，高一的学生也具备了一定的类比和分析归纳能力。学生初中时对细胞分化已有初步认知，知道基因能控制生物的性状；通过必修1前几章的学习，认同蛋白质是生命活动的主要承担者、有丝分裂产生的子细胞与亲代细胞的遗传物质相同。但这些知识彼此之间是孤立的，加之教材在阐述细胞分化的本质原因时，只是用简单的一句话概括：“不同细胞中遗传信息的执行情况不同”。因此，学生难以从分子水平分析细胞分化的原因。学生对细胞分化的原因存在认知冲突，其在理性分析与表达、逻辑推理、阐释生命现象等科学思维能力方面都亟需提高；同时他们也有参与社会议题讨论的强烈兴趣和愿望。 三、教学目标 1、通过比较不同组织细胞在形态、结构和功能方面发生的特异性变化，归纳概括细胞分化的概念、特点及意义，认同细胞分化是形成多细胞生物体的必要过程。（生命观念、科学思维） 2、基于逻辑和证据进行分析推理，阐明细胞分化的实质是基因选择性表达。（科学思维） 3、通过分析植物组织培养和克隆动物等事例，阐明细胞的全能性，并结合有丝分裂相关知识解释其原因。（科学思维） 4、通过阅读分享干细胞的科学研究进展，帮助学生理解这些研究对增进人类健康的重要意义，并形成造福人类的态度和价值观。（社会责任） 四、学习过程 学习任务一：从细胞水平归纳概括细胞分化的概念。（指向目标1） 用时：8min 教师活动 学生活动 核心素养发展 展示受精卵分裂分化过程图。 提问：1、由受精卵发育成个体的过程中，细胞发生了哪些变化？2、不同种类的细胞在哪些方面存在差异？ 提供资料：单细胞动物草履虫与人组织的发育。 提问：细胞分化有何特点？对多细胞生物有何意义？ 完成【活动一】：分析资料，归纳总结细胞分化的意义和特点。观察图片，思考回答：1、数目增多，种类增多。2、形态、结构、功能。 总结归纳细胞分化的概念。 对比资料，概括细胞分化的意义与特点。 以资料为支架，通过小组合作学习，培养学生归纳概括的能力。 学习任务二 ：从分子水平推理细胞分化的本质原因（指向目标2） 用时：20min 提供资料1 ：斑马鱼不同胚胎发育时期的蛋白质种类汇总。 教师提问: 1、从分子水平分析，细胞在形态、结构和生理功能上表现出的差异，由哪种物质直接体现出来？2、由资料一，导致细胞分化的直接原因可能是什么？ 提供资料2: DNA 指纹技术的原理 资料3：科学家利用某种技术检测到的细胞中含有的基因情况： 提问：资料2-3又说明了什么？ 提供资料4：基因表达的概念。 资料5：人体细胞内大约有2-2.5万个（蛋白质编码）基因，分析结果表明，这些基因约50%在所有组织细胞中都表达，而有大概15%的基因在一个或几个特定的组织或器官中表达，比如胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，血红蛋白基因只在红细胞中表达。 提问：由资料4、5，不同细胞的蛋白质为什么不完全相同（细胞分化的实质是什么）？ 归纳总结：细胞分化的实质是基因的选择性表达。 强调活动要求，巡视并解疑。 拓展：奢侈基因与管家基因。 完成【活动二】：分析资料得结论。 学生思考回答：蛋白质；蛋白质种类不同。 结合细胞分裂的相关知识进行分析：细胞分化过程中基因并未改变。 得出结论：不同细胞中基因的表达情况不同。 完成【活动三】对号入座：巩固对细胞分化实质的理解，小组代表上台进行展示。 举例说明奢侈基因与管家基因分别有哪些。 唤醒前概念，为新概念的学习做铺垫。 层层铺垫，从分子水平将基因、蛋白质与细胞分化的原因联系在一起。 通过开展活动，促进学生在讨论交流中强化对细胞分化实质的理解，培养学生模型与建模的科学思维能力。 在活动中形成概念，加深理解。 学习任务三 ：探讨细胞分化中细胞发育潜能的变化及应用（指向目标3、4） 用时：12min 给出问题