6.2细胞的分化 教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

教学设计 课题 细胞的分化 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 一、本课时教学内容在单元中的位置： 细胞分化是高中生物必修1《分子与细胞》第六章《细胞的生命历程》的核心内容，上承细胞增殖（数量增加），下启细胞衰老与死亡（功能衰退），形成“细胞数量→细胞质量→细胞命运”的生命历程完整逻辑链。同时，细胞分化为理解干细胞技术奠定理论基础，是连接基础知识与现实应用的桥梁。 二、核心内容对发展学生核心素养的功能及蕴含的正确价值观念： 1.生命观念：细胞分化的结果和意义，可以帮助学生认识到细胞的形态、结构影响着细胞的功能，细胞分化是多细胞生物正常发育和自我更新的重要基础，是多细胞生物生物复杂化、高效化的适应性体现，初步形成进化与适应观、稳态与平衡观，深化结构与功能观；细胞分化的实质，帮助学生认识到细胞形态结构的变化与组成细胞的蛋白质等化合物有关，并受到基因的控制，进一步深化生命系统的物质性。 2.科学思维：通过资料分析概括细胞分化的特征；通过资料分析建构“基因表达调控细胞分化”的概念模型，推理细胞分化的实质和原因；细胞全能性的内容，可以让学生辩证地看待细胞分化的不可逆性，认同生命活动规律的复杂性；通过分析“干细胞治疗滥用”案例，评估技术风险与伦理边界，培养学生的批判性思维。 3.社会责任：通过联系干细胞治疗、克隆技术等前沿领域，讨论“胚胎干细胞研究的伦理边界”，引导学生运用生物学知识和方法，参与社会事务讨论并作出理性解释，培养解决实际问题的担当和能力。 4.价值观念：通过干细胞治疗、克隆技术等前沿领域的资料，以及我国科学家取得的最新成就引导学生了解生物学知识在实践中的应用、研究进展，激发学生的民族自豪感和学习生物学的价值感，激发学生积极承担社会责任的热情。 三、已学内容与本课内容的关联： 蛋白质是细胞生命活动的主要承担者、核酸是遗传信息的携带者等有关知识，是学生理解细胞分化的实质和原因的重要的基础知识。 细胞增殖内容的学习，学生认识到了细胞分裂过程中遗传物质平均分配到了子细胞，实现了子代细胞遗传的稳定，是一个增加细胞数量的量变过程，这为理解细胞分化是一个细胞功能趋向专门化的质变过程、细胞分化的实质是基因的选择性表达、细胞全能性的原因等奠定了重要基础。 2.学习者分析 一、学习经验、知识储备与学科能力水平 学生在初中生物学中已接触过细胞分化的基本概念，能够列举组织、器官、系统的形成实例，但理解只停留在“细胞形态变化”的表层，未涉及分子机制。高中阶段学生已完成蛋白质、核酸、有丝分裂等知识的学习，但这些知识的联系没有建立起来，也容易混淆“分裂”与“分化”的界限。 经过近半年的高中学习，学生已经初步积累了一些生物学的用语，初步具备了归纳概括、逻辑推理、构建模型等科学思维和学习能力，但这些能力以及批判性思维还有待进一步提高。 二、学生兴趣与发展需求 白血病（血细胞分化障碍）、干细胞移植等新闻热词，能迅速点燃他们的求知欲。克隆羊、人造器官、干细胞抗衰老等技术，其底层逻辑之一就是细胞分化，学生渴望了解这些尖端新闻背后的生物学原理。 通过本节内容的学习，学生渴望将组成细胞的物质、细胞结构、分裂、分化等知识串联，形成知识体系。需要从宏观现象（组织器官差异）推理微观机制（基因选择性表达），发展科学思维；希望通过理解分化，感悟生命从简单到复杂的精确与和谐，认识个体生命的独特性与统一性，并能对克隆人、干细胞应用等生命技术的伦理价值进行初步思考。教师在教学中应引导学生经历“现象感知 → 概念建构 → 机制探索 → 意义升华”的认知发展路径。 三、学习本课时可能碰到的困难 1.概念抽象困难：“基因选择性表达”看不见、摸不着，难以理解。 解决策略：证据链呈现，展示不同细胞中mRNA或蛋白质种类差异的实验证据图，让学生相信这一机制是真实存在的科学结论。 2.知识关联混淆：容易混淆细胞分化、分裂、癌变、衰老、凋亡。 解决策略：在学完本章节后，引导学生以“细胞的生命历程”为主题，用思维导图或对比表格梳理这些概念的本质、特征、意义和关联。 1. 术语理解障碍：对“全能性”、“脱分化”、“再分化”等术语感到陌生和抵触。 解决策略：先现象后术语，以“胡萝卜根细胞培养成完整植株”的例子引出 “全能性”概念，以植物伤口处愈伤组织的形成引出“脱分化”。让术语成为描述现象的“工具”，而非记忆的“负担”。 2. 意义建构脱节：认为这只是书本知识，与自身和现实世界无关。 解决策略：创设真实情境，以“造血干细胞移植补充各类血细胞”导入；以 “为什么克隆猴比克隆羊难”作为拓展思考，将知识锚定在真实问题中。 3.学习目标确定 1. 通过分析造血干细胞到各类血细胞的变化过程，构建细胞分化的概念，总结细胞分化的结果及意义，认识到细胞分化是多细胞生物复杂化、高效化的适应性体现，形成稳态与平衡观、进化与适应观，加深结构与功能观； （生命观念、科学思维） 2. 通过相关资料分析，归纳细胞分化的特点，推理细胞分化的实质，认识到细胞形态结构的变化与组成细胞的蛋白质等化合物有关，并受到基因的控制，进一步深化生命系统的物质性； （生命观念、科学思维） 3. 基于资料分析，理解并构建细胞全能性的概念，推理细胞全能性的原因和表现条件，比较动、植物细胞全能性表现的不同点； （生命观念、科学思维） 4. 通过分析“干细胞治疗滥用”案例，运用生物学知识和方法，评估技术风险与伦理边界，培养学生的批判性思维和解决实际问题的担当和能力； （科学思维、社会责任） 5. 利用我国科学家取得的最新成就引导学生关注社会科学议题，了解学科前沿，激发民族自豪感和学习生物学的价值感，激发学生积极承担社会责任的热情。 （社会责任） 4.学习重点难点 重点：1.细胞分化的概念、原因和意义 2.细胞全能性的概念 难点：1.细胞分化的实质 5.学习评价设计 一、概念建构的准确性及完整性评价 目标：检测学生对细胞分化及细胞全能型等核心概念建构的准确性及完整性。 评价内容与方式：课堂问答：通过随机点名提问（如“分化细胞与癌细胞的遗传物质有何异同？”），结合“举手抢答”激励参与，教师用“√/×/补充”快速记录。 二、迁移应用评价 目标：评估学生实验操作、科学探究、模型建构等实践能力，促进高阶思维发展。 评价内容与方式： 实验操作评价 观察分化细胞实验：正确使用显微镜调焦、拍摄照片（教师观察记录操作规范性）。 模型建构评价 概念模型：学生用流程图展示“受精卵→分化→组织→器官”过程，教师用“模型评价量表”（含“关键概念准确度”“关系箭头合理性”等指标）打分。 三、学习任务单评价 目标：激发学习兴趣，培养主动参与、合作分享的学习品质。 评价内容与方式： 学习任务单：学生需要分析的资料、学生需要回答的问题的书写情况。 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：构建细胞分化概念 教师活动1 活动1. 构建细胞分化概念 问题情境：展示干细胞作为“生物墨水”3D打印人工血管的过程：干细胞在生物支架上定向为内皮细胞和平滑肌细胞等，形成具有中空结构的血管。植入恒河猴体内后，人工血管与原生组织融合，形态（如管径、弹性）和功能（如血流灌注、抗血栓）无差异，且随宿主生长而自我扩展。提问：①这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同点？②细胞的遗传物质有没有发生变化？为什么？引出细胞分化的概念。 学生活动1 观看视频，感受身边的生物技术应用，思考并回答教师提出的问题 观察图片，关注到不同细胞形态、结构的不同，感受到细胞分化的真实性，带着好奇进入本节课的学习 活动意图说明： 通过展示先进生物技术的应用实例，让学生感受到生物技术就在自己身边，激发强烈的自豪感和学习兴趣，使学生主动参与到课堂学习中来。 通过图示让学生直观感受到细胞分化的真实性；通过问题驱动，引导学生积极观察、阅读、思考，主动构建细胞分化的概念，理解细胞分化的意义。在主动学习的过程中，培养学生的信息获取能力、分析问题能力和逻辑思维能力，让学生在思考和讨论中逐渐形成科学的思维方式。 环节二：基于相关资料，探究的胞分化的特点 教师活动2 展示图片资料并提出问题 展示血管修复相关的资料并提问总结细胞分化的特点： 学生活动2 分析资料，讨论每一则资料所反映的细胞分化特点，鼓励其他小组提问，汇报组需结合资料解释。 活动意图说明 小组合作与全班互动构建“学习共同体”，学生在交流中修正认知偏差，完善知识建构。在此过程中，鼓励学生质疑、评价，提升学生的逻辑思维能力、信息获取能力、分析能力、语言表达能力等，同时，教师可以关注学生的表现，了解学生的学习状态和效果，学生之间互相关注对方的逻辑和结果，实现“教-学-评”一体化。 环节三：聚焦血细胞特异基因——分析细胞分化的实质 教师活动3 介绍白血病的基本情况以及患病机理，并指出晋中市第一人民医院血液科与榆次国家干细胞工程产品产业化基地合作，成功完成多例自体造血干细胞移植治疗，技术已走向成熟化、常态化，并给出案例1 提问：造血干细胞移植技术治疗白血病的原理是什么？造血干细胞为什么会增殖分化为各种血细胞？ 之后PPT展示各类血细胞特异表达的基因表格，提出问题：三种细胞所含的基因相同吗？为什么？不同种类的细胞中遗传信息的表达相同吗？ 最后知识拓展IPSC并指出不止人和动物有干细胞，植物也有，为学生拓展介绍山东农业大学张宪省和苏英华教授研究团队的研究成果。 过渡语：既然分化的细胞与受精卵含有的基因一样，那是否也具备发育成完整个体的能力呢？ 学生活动3 小组合作： 分析资料，指出造血干细胞移植技术治疗白血病的原理是细胞分化讨论导致不同细胞的形态、结构、功能各不相同的原因，派代表展示 互动质疑： 鼓励其他小组提问，汇报组需结合资料解释；也鼓励其他小组完善补充 活动意图说明 创设资料情境，通过解释性的问题，激发学生分析资料，探究细胞分化的分子机理，在此过程中培养学生的合作探究能力和逻辑思维能力，鼓励学生思考、评价、质疑，敢于表达自己的想法，同时体现了教师评价和生生互评，实现“教-学-评”一体化。 环节四：通过资料分析，理解细胞全能性 教师活动4 引导学生分析课本120页“思考•讨论”中的资料1，思考下列问题： ①从资料1中可以得出什么结论？ ②为什么分化后的植物细胞能发育成完整个体？ ③如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他高度分化的细胞，在适宜条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？ 学生活动4 小组合作：分析资料，讨论老师提出的4个问题，派代表展示 认真学习，感受生物学知识在科学研究领域的新成就以及在生产实践中的实际应用，增强学习生物的自豪感。 活动意图说明 利用课本的资料情境，通过问题设计，激发学生分析资料，探究细胞全能性的有关知识，在此过程中培养学生的分析能力、理解能力、逻辑思维能力、解决问题能力，鼓励学生在交流过程中评价、质疑，敢于表达自己的想法，同时也能实现教师评价和生生互评，落实“教-学-评”一体化。 环节五：基于非洲爪蟾核移植实验，对比植物细胞的发育机制差异 教师活动5 过渡语：植物细胞可以通过离体培养发育成完整植株，这体现了植物细胞的全能性。那么动物细胞是否也具有全能性？ 引导学生分析课本120页“思考•讨论”中的资料2，思考下列问题： ①蝌蚪的性状主要与供卵的蛙相同还是与供核的蛙相同？为什么？ ②将肠上皮细胞单独培养能获得新个体吗？同资料1中的实验相比，植物细胞和动物细胞个体发育的起点及原因是什么呢？ ③你能从资料2中的实验得出什么结论？ 巡视小组，观察学生的讨论情况，适时给予指导和启发，引导学生从细胞结构、细胞质成分等方面进行深入思考。 总结归纳 邀请各小组代表汇报讨论结果，对学生的回答进行点评和总结。系统归纳植物细胞和动物细胞全能性的特点、表达方式及差异原因，帮助学生构建清晰的知识体系。 学生活动5 小组合作： 在小组内积极参与讨论，分享自己对3个问题的想法，倾听其他同学的意见，共同探讨。 汇报总结： 各小组代表认真整理小组讨论的结果，向全班同学进行汇报。其他同学认真倾听，学习他人的观点和思路，同时要敢于表达自己的想法并勇敢质疑 认真倾听： 倾听教师讲解，构建完整知识体系。 活动意图说明 利用课本资料情境，通过提问引导学生将植物细胞全能性的知识迁移到对动物细胞全能性的思考上，建立知识之间的联系，使学生更清晰地认识到植物细胞和动物细胞在全能性表达方式上的差异，加深对细胞全能性概念的理解。 整个活动过程引导学生基于实验资料和知识进行思考、讨论和总结，培养学生的科学思维和科学探究能力，让学生学会运用科学的方法分析和解决问题，体会生物学研究的严谨性。 环节六：走近干细胞，探讨从实验室到临床的分化之旅 教师活动6 介绍细胞全能性的应用有植物组织培养——快速繁殖花卉、蔬菜、拯救珍稀、濒危动植物——克隆技术以及克隆人体器官，用于器官移植，引发学生思考：大家认为以现在技术能否实现在适宜的条件下把某种干细胞培养成人呢？指出涉及“生命起始点”的伦理争议，全球多数国家（如中国、欧盟）通过立法禁止或严格限制人类胚胎干细胞研究，直接阻碍了从胚胎干细胞“培养成人”的路径。最后让学生课后结合基地研究并查阅相关资料，讨论干细胞在再生医学、疾病治疗、药物筛选中的具体应用（如角膜干细胞治疗失明、神经干细胞修复脊髓损伤）。 巡视指导： 在学生讨论过程中，巡视各小组，参与部分小组的讨论，适时给予指导和启发，引导学生从不同组织和器官的细胞角度去分析。 提供案例： 给学生提供一些具体的案例，如角膜干细胞治疗失明、神经干细胞修复脊髓损伤等，引导学生结合案例和基地研究资料深入探讨干细胞的应用前景和潜在价值。 学生活动6 小组讨论： 结合所学知识和生活实际，发表自己的观点和看法，与小组成员共同探讨问题，为小组讨论贡献自己的智慧。 倾听总结与反思： 认真倾听其他同学的回答，以及教师对活动内容的总结和对学生表现的评价，反思自己在活动中的表现，总结经验教训，以便在今后的学习中更好地提升自己。 活动意图说明 结合榆次国家干细胞工程产品产业化基地的研究和实际应用案例，在真实情境中，通过问题驱动学生思考，主动获取知识，在讨论交流的过程中，提升学生的思维能力，培养学生的思维习惯。此外，还能够拓展学生的学科视野，让学生了解干细胞研究在再生医学、疾病治疗和药物筛选等领域的重要意义，认识到生物学知识与实际生活的紧密联系，激发学生的学习兴趣和探索欲望；了解生物学研究的前沿动态和发展趋势，为学生的未来发展提供更多的可能性。 环节七：课堂小结、布置作业 教师活动7 与学生一起回顾本节课的主要内容，包括细胞分化的概念、特点、实质，细胞全能性的概念以及干细胞研究的伦理争议等。强调重点和难点知识，帮助学生梳理知识体系。 随着科技发展，多种干细胞造福人类，请同学们查阅相关资料，了解干细胞的种类以及在医疗领域的应用和研究进展，形成汇报分享材料。 学生活动7 跟随教师的回顾，积极思考，加深对本节课知识的理解，明确知识点之间的关联形成自己的知识体系。 活动意图说明 通过课堂小结，使学生对本节课的内容有一个系统的认识，巩固所学知识，强化重点和难点内容。 7.板书设计 8.作业与拓展学习设计 一、基础作业（全体必做） 目标：掌握细胞分化核心概念与基本机制 任务示例： 1. 诊断小测（5分钟）： 完成5道选择题（如“关于分化的说法，正确的是？A.分化细胞遗传物质改变 B.分化仅发生在胚胎期”）。 2. 概念填空表（10分钟）： 填写“细胞分化关键要素表”（如“分化本质：______的选择性表达；结果：形成______组织；特点：______性、______性______性、______性”），同桌互批后订正错误。 3. 思维导图绘制（5分钟）： 以“细胞分化”为中心，绘制包含“定义、原因、结果、意义”4个分支的思维导图，教师选取优秀作品投影展示。 二、拓展学习设计（2选1做，长周期任务，预计2周完成） 1. 实践类拓展：家庭小实验 任务：观察植物细胞分化现象 步骤：种植绿豆种子，记录发芽过程； 用显微镜观察根尖分生区（分裂细胞）与成熟区（分化细胞）的形态差异； 拍摄照片并标注特征，制作“植物分化观察报告”。 评价：教师从“观察细致度”“记录规范性”“结论科学性”角度评分，优秀作品在校园展出。 2. 探究类拓展：社会调查 任务：调研干细胞技术临床应用现状 步骤：参观生物实验室或医院干细胞治疗中心，撰写观察报告。 9.特色学习资源分析、技术手段应用说明 一、特色学习资源整合：以基地为载体构建沉浸式学习场景 榆次国家干细胞工程产品产业化基地作为中国细胞基因产业的标杆，依托中源协和的科研实力与科普资源，形成了覆盖“基础研究-临床应用-科普教育”的全链条学习场景。 细胞资源库：可直观展示干细胞（如脐带血造血干细胞、间充质干细胞）的冻存技术。通过讲解员演示细胞复苏流程，学生可观察干细胞从-196℃低温环境恢复活性的过程，理解低温生物学原理。 真实病例库：基地收录造血干细胞移植治疗白血病、间充质干细胞修复心肌梗死等典型案例。例如，通过对比患者治疗前后血常规数据，学生可直观感受干细胞分化为成熟血细胞（如红细胞、白细胞）的修复作用。公益行动记录：展示晋中地区造血干细胞志愿捐献者事迹，如贾浩彬成功捐献案例，引导学生讨论干细胞移植的伦理与社会价值。 二、技术手段应用：多模态工具支撑深度学习 1.实体操作技术：强化实验技能 显微观察技术：提供光学显微镜与电子显微镜，支持学生观察植物根尖细胞有丝分裂各时期形态。通过对比间期（染色体呈染色质状态）与中期（染色体排列在赤道板）的细胞图像，归纳分裂特征。 2.案例库：收集干细胞治疗、克隆技术、细胞癌变等真实案例，联系社会热点。 10.教学反思与改进 成功之处：真实情境驱动：以榆次干细胞库为载体，将抽象知识转化为可触摸、可操作的实践任务。 跨学科融合：整合生物学、伦理学、社会学内容，培养综合素养。 技术赋能学习：运用数字化工具，突破时空限制，深化理解。 不足之处： 评价方式单一：以教师点评为主，缺乏同伴互评与自我反思环节，学生难以主动识别改进方向。 时间分配失衡：分化案例讨论耗时过长，压缩衰老与死亡环节深度，目标覆盖不全面。 基因选择性表达的分子机制仍较抽象，部分学生理解困难；伦理讨论深度不足，需补充更多视角。 改进方向： 引入“三阶评价”：自评-互评-师评。 调整时间分配与活动节奏。 增加“基因表达调控”微课预习；引入辩论赛形式深化伦理讨论；分层设计作业，满足不同学习需求。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $