資源簡介

課題：細胞的分化
一、指導思想與理論依據：《普通高中生物學課程標準》
內容要求：2.3 細胞會經歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程
2.3.2 說明在個體發育過程中，細胞在形態、結構和功能方面發生特異性的分化，形成了復雜的多細胞生物體
生物學科核心素養：生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任
二、教學背景分析
教學內容：細胞分化及其意義；舉例說明細胞的全能性
學生情況：對于高一年級的學生來說，他們在初中階段對于細胞分化有了一定的感性認識，邏輯思維迅速發展，認知水平逐漸提高，因此能夠比較好地理解本章節知識，但本章節關于細胞分化實質的部分有些抽象，所以需要注意合理處理這部分內容。
教學方式：直觀演示法、引導探究法、講授法、歸納總結法、課堂討論法
教學手段：情景教學法、參與式教學法、研討式教學法、啟發式教學法
技術準備：PPT、動畫
三、教學目標·教學重難點
1、通過比較不同細胞在結構與功能上的差異，初步掌握細胞分化的概念和特點，發展結構與功能觀（生命觀念、科學思維）。
2、通過活動對細胞分化的實質和細胞全能性進行探究歸納，培養理性的科學思維和批判性精神（科學思維）。
3、結合生活實例，對細胞分化和細胞全能性進行深入探究，擴大抽象概念的外展，培養學以致用的能力（科學探究）。
4、關注干細胞在醫學方面的應用，通過對骨髓移植原理的學習，形成關愛社會、奉獻愛心的社會責任感（社會責任）。
教學重點：細胞分化概念、實質和意義；
教學難點：細胞全能性實例--干細胞的闡述。
四、問題設計框架
引出：細胞的分化
骨髓移植治療白血病的原理是什么？
骨髓與造血干細胞、白細胞之間存在什么樣的聯系？
環節一：歸納細胞分化的意義
紅細胞、血小板能轉化成白細胞嗎？他們在形態結構上有什么不同？與哪些功能有關？
環節二：明確細胞分化的意義和認識細胞的全能性
受精卵發育成完整個體說明細胞分化具有什么樣的生物學意義？
已經分化的細胞是否還能發育成完整個體呢？
環節三：分析細胞分化的實質
受精卵和已分化的細胞在適宜條件下發育為完整有機體的內在物質基礎是什么呢？
五、教學過程
教學階段一：新課導入
教師活動：
出示：電影《我不是藥神》片段以及白血病的病因。
提問：治療白血病的特效藥千金難求，白血病是否真的不能被治愈。
出示：骨髓移植治療白血病的原理，引出細胞的分化。
學生活動：觀看片段的同時結合日常生活經驗，回答骨髓移植可以治療白血病。從白血病的病因入手，判斷骨髓與造血干細胞、白細胞之間的關系，初步認識細胞分化的現象。
設置意圖：已有生活經驗入手創設情境，觀察病因，逐步推斷，培養生物思維
技術應用：騰訊會議屏幕共享
時間安排：5min
教學階段二：認識細胞分化現象，歸納細胞分化定義
教師活動：
通過白血病治病原理引申問題1：紅細胞或血小板可以轉變成白細胞嗎？
問題2：造血干細胞形成的各種細胞在形態、結構上有什么不同？與它們的哪些功能有關？
問題3：綜合上述分析討論內容，歸納細胞分化的定義。
小結：細胞的分化是指在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
學以致用：利用有絲分裂和細胞分化的概念闡述個體發育的過程。
學生活動：思考，認為細胞間不會相互轉變。細胞執行特定功能。
回答1：紅細胞呈兩面向內凹的圓餅狀，便于運輸氧氣，沒有多余的細胞器。
回答2：白細胞具有吞噬、保衛作用，溶酶體相較于其他細胞發達。
回答3：同一個體不同細胞在形態、結構和生理功能上的差異叫作細胞分化。它們來自同一種細胞。
思考，嘗試分析歸納受精卵發育成完整個體過程。
設置意圖：利用白血病治病這一線索的持續引入以及課前導學單的完成，分析細胞分化的事實證據
運用結構與功能觀，分析歸納概括細胞分化的概念。
設置意圖：區分有絲分裂和細胞分化
技術應用：騰訊會議評論區互動、屏幕共享
時間安排：8min
教學階段三：明確細胞分化的意義和認識細胞的全能性
教師活動：
過渡：聯系熱門的世界杯比賽中球員的分工不同，嘗試舉例細胞中的分工不同。
提問：結合受精卵發育過程中細胞的分化，嘗試歸納細胞分化的意義。
歸納總結：細胞分化是生物個體發育的重要基礎，使多細胞生物體的細胞趨向專門化，有利于提高生物體各種生理功能的效率。
提問：已經分化的細胞是否可以重新發育成完整個體呢？可以結合生活實際舉例嗎？
出示：富貴竹扦插前后根部對比圖。
提問：嘗試利用細胞分化和分裂表述這一過程。
出示：微型觀賞植株植物的培育實例，深化這一認識，引出細胞全能性的概念。
提問：富貴竹根細胞為什么可以重新分化？是因為細胞內有什么物質？
出示：體細胞克隆猴中中、華華發育流程圖。
提問：這一過程體現什么生物學原理？與植物細胞的全能性有什么區別？
小結提升：動植物細胞都有本物種的全套遺傳物質，但在目前生物學的研究中暫未成功激發動物細胞的全能性，具體原因尚不清晰，期待未來生物學領域研究能添上濃墨重彩的一筆。
出示：動物細胞中少數具有分裂分化能力的實例—干細胞。
小組討論：利用干細胞和分化的知識，闡述骨髓移植治療白血病的原理。
學生活動：
回答4：分泌蛋白的合成與運輸過程，體現細胞器之間的分工協作。
回憶受精卵發育過程及細胞之間的分工協作，理解細胞分化是個體發育的基礎。
思考并回答：家養植物綠蘿、長壽花折下一段莖之后，可以重新生根發芽。
回答：富貴竹重新生根的現象表明已經分化的細胞在離體后，經過一定處理可以重新分化。
思考并回答：根細胞中有富貴竹的全套遺傳信息。
回答：動物體細胞具有全套遺傳物質，但發育成完整個體體現全能性的是動物體細胞核。
小組代表回答：骨髓中造血干細胞具有全能性，可以分化成白細胞，吞噬清除部分異常細胞，機體恢復穩定狀態。
設置意圖：類比個體水平到細胞水平的分工不同，幫助學生更好理解細胞分化的生物學意義
日常生活的養花經驗入手，分析細胞全能性的原因。
展示我國科學家利用全能性的實例，激發學生的民族自豪感，認同生物界具有統一性。
學以致用，回扣情境導入。
技術應用：騰訊會議共享屏幕；富貴竹視頻直播展示；騰訊會議分組討論
時間安排：12min
教學階段四：分析細胞分化的實質
教師活動：
過渡：細胞如何控制分化？
出示：白血病由于基因突變導致造血干細胞克隆性異常，基因通過控制不同的蛋白質的產生，最終控制性狀。基因的表達產物是蛋白質。
出示：不同細胞中基因和蛋白質的存在情況。
小組討論：分化成不同細胞過程中基因的執行情況。
歸納總結：細胞中遺傳信息不發生改變，實質是基因的選擇性表達過程。
學生活動：
1小組代表利用批注寫出答案并闡述：紅細胞產生血紅蛋白，需要ATP，有細胞骨架，因此血紅蛋白基因、ATP合酶基因、微管蛋白基因處于開啟狀態；白細胞介素基因、促凝血酶基因處于關閉狀態。
2小組代表利用批注寫出答案并闡述：白細胞產生介素，需要ATP，有細胞骨架，因此白細胞介素基因、ATP合酶基因、微管蛋白基因處于開啟狀態；血紅蛋白基因、促凝血酶基因處于關閉狀態。
3小組代表利用批注寫出答案并闡述：血小板需要促凝血酶、ATP，有細胞骨架，因此促凝血酶基因、ATP合酶基因、微管蛋白基因處于開啟狀態；白細胞介素基因、血紅蛋白基因處于關閉狀態。設置意圖：小組活動交流討論，建構基因選擇性表達是細胞分化的根本原因，從分子水平解釋細胞全能性實現的原因。
技術應用：騰訊會議分組討論、互動批注
時間安排：12min
教學階段五：總結提升
教師活動：
總結：細胞分化是通過基因選擇性表達使細胞實現專能的過程，細胞的全能性則是實現全能的一種潛能和特性，二者都具有本物種全部遺傳信息，這是其發揮各自特點的重要基礎，也是本質聯系。
提升：電影《我不是藥神》中的仿制藥和真藥，因為專利、關稅等各項原因，不能在藥店平價、合法售賣，只有把制藥研發真正掌握在自己手里，才能造福人民群眾，希望未來民族制藥企業的振興能看到下一代的身影。
學生活動：聆聽，梳理本節主干。
聯系生活實際，與本節課內容建立聯系的同時，傾聽、思考，拓展思維和眼界。
設置意圖：建立細胞分化與細胞的全能性之間的聯系，初步從分子水平認識細胞特點。學以致用，關注社會熱點以及生物學前沿，樹立正確的生命觀，培養民族精神和社會責任感。
技術應用：騰訊會議共享屏幕
時間安排：3min
六、板書設計
七、作業設計
查閱誘導多能干細胞的前沿熱點，撰寫誘導多能干細胞與器官移植之間的可行性研究報告。
八、學習效果評價設計
1、通過學生自行歸納細胞分化的概念，采用問答的形式，對學生所學內容掌握程度進行分析
2、通過小組活動，采用共享批注的形式，小組展示討論成果，對小組活動進行評價
3、通過對生活中植物扦插實例的展示，學生自行分析，并進行評價
九、教學反思
細胞的分化是多細胞生物體發育的基礎和核心，細胞分化的概念、實質比較抽象，細胞全能性的闡述也存在困難，因此學生有些難以理解。線上教學對學生接受知識程度的把握性下降，需要合理處理，及時反饋。
1、亮點
創設貼近生活的問題情境，循著主脈絡遞進教學：選擇從學生的生活常見實例入手，循著白血病的病因、治療方式、治療原理，逐步把細胞分化這一主題展示給學生，引導學生利用課本知識，討論總結骨髓移植的治療原理。既不違背學生的認知基礎，又能對所學所感進行升華。
巧妙運用矛盾性，引發認知沖突：在全能性實例闡述部分，結合細胞分化的穩定性與生活中養殖綠色植物的實際經驗，產生認知沖突，對已經分化的細胞是否可以重新分化和其中蘊含的全能性原理進行解答。學生有話可說、有理可依、有據可引，順利完成教學目標。
結合前沿熱點，設計可操作性強的作業：撰寫誘導多能干細胞與器官移植之間的可行性研究報告，培養學生的民族意識和社會責任感。
借用線上特點，突破教學難點：利用線上教學的互動批注和分組討論功能，學生在組內各抒己見，舉手獲得幫助，教師隨機進入小組傾聽討論，加以指導，在屏幕上直接展示討論結果，獲得較為理想的師生、生生互動。
2、不足之處及改正方向
在展示關于已經分化細胞是否可以發育成完整個體的植物扦插活動時，展示富貴竹的扦插實例不足夠引起學生的共鳴，認知沖突不夠強。可提前1-2周指導學生利用家里已有植物自己動手扦插，小組代表課上說明展示，學生的實際動手操作會帶來更清晰的認知，教學效果會更好。
分析細胞分化實質的小組活動結束之后，因為時間問題，沒有對實質中提到的新概念基因進行深化。可以引導學生主動舉例特異性表達基因和普遍表達基因的實例，鞏固所學內容，深入培養結構與功能相適應的生物學觀念。
在課堂進行中，所講比所做多，學生群答的情況比較多，不能較好的兼顧全體學生。可以在總結部分引導學生自行構建本節課的思維導圖，同時加以指導，更好地評價學生的知識獲得情況。
導學單的展示可以利用騰訊會議共享文檔完成，既可以展示不同學生成果，又能方便總結。小組活動時，可以主動關閉主會場的屏幕共享，改為由學生共享討論內容，可以有效避免教師進入其他討論組時產生的屏幕共享空白情況。
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