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文档简介
1、第六章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖(4课时)第一课时 细胞不能无限长大一、教学目标:【知识目标】1. 模拟探究细胞大小与物质运输的关系。2. 探讨细胞不能无限长大的原因。【能力目标】通过模拟探究细胞大小与物质运输的关系,培养探究问题的能力。【情感、态度、价值观目标】参与小组探究活动,体验探究学习的快乐,树立实事求是的科学态度。二、教学重点: 模拟探究细胞大小与物质运输的关系,探讨细胞不能无限长大的原因。二、教学难点:设计模拟实验的方案,讨论各种方案的可行性。四、教学用具:各种实验仪器、教师课件。 五、课前准备:上课前一天,准备足够的酚酞琼脂块。酚酞琼脂块的制备方法:每升水加30 g琼脂
2、,不断搅拌下煮沸。在它冷却固化前,加1 g酚酞,并搅拌使之充分混合。若混合物呈粉红色,加数滴质量分数为0.1%的盐酸至粉红色退去。将混合物放在平底浅盘中,使混合物高度约为3 cm。琼脂固化后,将其切成3 cm×3 cm×6 cm的小块。六、教学过程教学活动教师活动学生活动教学后记(一)引入全章必要的引入:生命都要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程。活细胞也一样。节引入:以“问题探讨”引入,从教材提供的问题探讨象与鼠的个体大小相差十分悬殊进入学习情境,是有趣的。展示图片,提出问题,不同生物体体积的差异主要是由于细胞数量造成的,还是细胞体积造成的呢?引导:如
3、果大象的体积是老鼠的1万倍,大象的细胞也是老鼠的一万或者几千倍吗?引导学生得出结论(例外:人的神经系统的发育,主要是由于细胞体积的变化) 引导幻灯的直观认识引导学生思考,激起学生的求知欲望阅读问题及探讨内容,进行相关的讨论(可分组进行,然后交流讨论结果)在教师引导下,得出结论,多细胞生物个体的差异,主要是由于细胞数量的差异。(二)探究实验:细胞不能无限长大的原因提出问题:为什么细胞的体积不能无限增大?先从两方面引导,如果细胞体积过大,细胞内的物质运输速度会减慢;细胞体积过大,细胞核的调控能力会减弱进行探究活动。设定情景,设细胞为正方体,边长本别是3微米、2微米、1微米,引导学生计算3种情况中,
4、细胞的表面积和体积之比。进一步以实验的方式进行探究。以问题引导学生进行探究:氢氧化钠溶液和含有酚酞的琼脂块之间的有什么关系,作用是什么?实验现象说明了什么?分析细胞为什么不会无限变小的原因。培养学生批判性思维。思考问题,师生进行谈论学生进行计算,初步得出结论,体积越大,相对表面积越小。学生进行实验,并得出结论(三)课堂练习引导学生通过主动思考来解决问题。师生互动,共同完成练习。思考问题,讨论问题,解决问题。七、板书设计第六章 细胞的生命历程第1节 细胞的增殖生物体的生长既靠细胞分裂增加细胞的数量(主),还要靠细胞生长增大细胞的体积(次)。(一)细胞不能无限长大1实验:细胞大小与物质运输的关系
5、(1)方法步骤:切块浸泡取出测量计算 (2)结论:2细胞不能无限长大的原因(1)表面积与体积的关系限制了细胞的长大;(主)(2)细胞的核质比。(次)八、备课资源1.当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时,其中的酚酞变成紫红色,这是常用的检测NaOH的方法,从琼脂块的颜色变化就知道NaOH扩散到多远;在相同时间内,NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同,说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。2.根据球体的体积公式V=4/3r3,表面积公式S=4r2,计算结果如下表。细胞直径(m)表面积(m2)体积(m3)比值(表面积/体积)201 2564 1870.30302 82614 1300.203
6、.细胞越大,物质运输的效率越低,所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的。细胞越大,需要与外界环境交流的物质越多;但是细胞体积越大,其表面积相对越小,细胞与周围环境之间物质交流的面积相对小了,所以物质运输的效率越低。第二、三课时 细胞的增殖一、教学目标:【知识目标】1. 简述细胞增殖的周期性。2概述细胞有丝分裂的过程。3. 描述细胞的无丝分裂。【能力目标】通过用吹塑板做细胞、染色体模型,培养学生的动手能力。【情感、态度、价值观目标】通过剪贴图和染色体行为的模型建构,突出探究学习,有利于学生养成合作探究的好习惯。培养学生的科学观念,学习批判性思维。二、教学重点:1细胞增殖的周
7、期性。2真核细胞有丝分裂的过程。二、教学难点:真核细胞有丝分裂过程中,各个时期染色体行为和数目的变化,以及DNA数量的变化。四、教学用具: 教师课件、吹塑板、剪刀、透明胶等。五、课前准备:布置学生预习;安排学生带好吹塑板、剪刀、透明胶等;课前准备好在教学中用到的多媒体课件。六、教学过程教学活动教师活动学生活动教学后记(一)细胞增殖:间期细胞周期概念:细胞分裂活动具有周期性,什么是周期性?提出问题,细胞分裂后会造成细胞内物质,特别是细胞核内遗传物质的减少吗?说明细胞周期分为物质准备和细胞分裂两个阶段。过渡到分裂间期。间期和分裂期经历时间的比较,得出结论:间期的时间远远长于分裂期。分裂间期的概念;
8、细胞间期细胞的生命活动:强调DNA的合成和相关蛋白质的合成(染色体的复制)回顾染色质的组成(DNA和蛋白质),用板画形式描述染色质丝的复制。引导学生思考:分裂间期的生理意义是什么(遗传物质的复制)、分裂期的生理意义是什么(遗传物质的平均等分) 思考问题,作出反应。观察分裂间期和分裂期时间比例图,得出结论。(二)细胞增殖:分裂期播放动画,让学生对细胞分裂的动态过程有感性的认识。前期:展示图片,比较间期和前期的变化:染色质螺旋,染色体出现,纺锤体出现,核仁、核膜消失。归纳为“两出现两消失”展示图片,明确姐妹染色单体、染色单体、染色质、DNA、着丝点等名词的概念和之间的关系。中期:展示图片和引导性填
9、空题,指导学生观察和阅读,说出中期细胞所进行的生理活动,强调染色体的运动后期:展示图片和引导性填空题,指导学生观察和阅读,说出后期细胞所进行的生理活动,强调染色体数目的变化。末期:展示图片和引导性填空题,指导学生观察和阅读,说出末期细胞所进行的生理活动,归纳为两消失三出现。再次播放植物细胞有丝分裂动画,进行巩固。展示动物细胞和植物有丝分裂图片,以问题引导学生观察两种细胞有丝分裂的差异:动物细胞纺锤体的形成以及细胞质分裂的方式。完成引导性的填空题。阅读课文,完成填空,并对中期的特征进行表达。阅读课文,完成填空,并对中期的特征进行表达。阅读课文,完成填空,并对后期的特征进行表达。阅读课文,完成填空
10、,并对末期的特征进行表达。观察图片,进行讨论和阅读。回答问题。(三)无丝分裂无丝分裂的实例、过程。强调没有出现染色体(不等于没有染色体)和纺锤体。(四)总结总结归纳有丝分裂各时期的特点,采取什么方法便于记忆。归纳,讨论记忆方法。(五)课堂练习布置相关典型代表题目思考回答七、板书设计:第1节 细胞的增殖(一)细胞周期 连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时结束。可分分裂间期和分裂期。 (二)有丝分裂各时期特点 分裂间期:DNA复制与蛋白质的合成。 前期:核膜核仁消失,纺锤丝出现形成纺锤体,出现染色体; 分裂期 中期:纺锤丝牵引着染色体运动,使染色体的着丝点排列在中央赤道板; 后
11、期:着丝点分裂,染色单体分开,分别移向两极; 末期:纺锤丝消失,染色体变成染色质,核膜核仁出现。(三)有丝分裂过程染色体、染色单体、DNA分子的数目变化曲线(四)有丝分裂过程染色体、染色单体、DNA分子以及着丝点数目变化(假设体细胞是染色体总数为2n的二倍体生物细胞)分裂间期分裂期前期中期后期末期着丝点2n2n2n4n2n染色体2n2n2n4n2n染色单体04n4n2n00DNA分子2n4n4n4n4n2n染色体形态丝状丝状棒状棒状(形态最明显)棒状棒状丝状(五)动植物细胞的有丝分裂的两点区别前期末期纺锤体的形成方式细胞质分裂的方式动物由两极直接发出的纺锤丝形成纺锤体在赤道板附近形成细胞板,细
12、胞板向四周扩展将细胞割裂成两个细胞植物有中心体发出的星射线形成纺锤体细胞膜在赤道板附近向内凹陷,将细胞缢裂为两个子细胞(六)有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。 (七)无丝分裂1过程2实例八、备课资源1细胞为什么不能无限长大?生物体的生长,既靠细胞分裂增加细胞的数量,还要靠细胞生长增大细胞的体积。但细胞不能无限长大,原因是存在一些限制因素。限制细胞长大的因素主要有两方面。(1)细胞表面积与体积的比。细胞体积越大,细胞的物质运输的效率越低,所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的;细
13、胞越大,需要与外界环境交流的物质越多;但是细胞体积越大,其表面积相对越小,细胞与周围环境之间物质交流的面积相对小了,所以物质运输的效率越低。比如:原生动物细胞中的伸缩泡就是增大膜表面积与体积的比。 (2)细胞的核质比,细胞核所控制的细胞大小与核的大小成比例。所以像草履虫这样个体较大的细胞有两个细胞核,保证正常的核质比。2细胞器与细胞有丝分裂的关系(1)有丝分裂间期,组成染色体的DNA分子的复制和有关蛋白质的合成过程中,需要消耗ATP分解释放出来的能量,而ATP主要是线粒体进行有氧呼吸产生的;组成染色体的蛋白质和细胞内的其他蛋白质是在核糖体中合成的,因此,分裂活动旺盛的细胞中游离的核糖体数量较多
14、。低等植物细胞和动物细胞有丝分裂的间期,中心体的两个中心粒已经各产生一个新的中心粒,完成复制。(2)在低等植物细胞和动物细胞有丝分裂前期,两组中心粒运动分离,发出星射线,形成纺锤体,以牵引染色体运动。(3)植物细胞有丝分裂的末期,在赤道板位置出现细胞板进而扩展成细胞壁,这一结构的形成必须要有高尔基体的参与。3原核细胞的DNA复制和细胞质分裂原核细胞的分裂包括两个方面:细胞DNA的复制和分配,使分裂后的子细胞能得到亲代细胞的一整套遗传物质;细胞质分裂,把细胞基本上分成两等分。原核细胞的DNA分子是环状的,无游离端。在一系列酶的催化下,经过解旋和半保留式复制形成了两个一样的环状DNA分子。复制常是
15、由DNA附着在质膜上的部位开始。在DNA分子复制完成之后,便开始了细胞质分裂。当然,在开始分裂之前需要细胞生长,细胞的生长反映了细胞内按比例地合成一定量的结构蛋白酶。细胞分裂时,先由一定部位开始。复制好的两个DNA分子仍与膜相连;随着连接处的生长,把DNA分子拉开。在细胞中部,质膜环绕细胞发生内褶,产生了新的壁物质,形成了隔。隔不断向中央生长延伸,最后形成了将细胞隔为两部分的完整的隔。隔纵裂为二,把母细胞分成了大致相等的两个子细胞。4赤道板和细胞板的区别赤道板是细胞中央的一个平面,这个平面与纺锤体的中轴相垂直,类似于地球上赤道的位置,但赤道板不是实际存在的结构,只是一个想像的平面;细胞板是在植
16、物细胞有丝分裂的末期在赤道板位置出现的,是实际存在的结构,细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。第四课时 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂一、教学目标:【知识目标】观察细胞的有丝分裂过程,理解各期主要特点。【能力目标】通过高倍显微镜的使用技术和制作临时装片,培养学生动手和观察能力。【情感、态度、价值观目标】参与小组探究活动,体验探究学习的快乐,树立实事求是的科学态度。二、教学重点: 洋葱临时装片的制作过程。三、教学难点: 洋葱临时装片的制作。四、教学用具:各种实验仪器、教师课件。 五、课前准备:1洋葱根尖的培养。2在实验课前准备5台示范镜,分别示范有丝分裂固定装片中间期、前期、中期、后期、末期5个不同
17、时期。六、教学过程教学活动教师活动学生活动教学后记(一)洋葱根尖的培养在上实验课之前的34d,取洋葱一个,放在广口瓶上。瓶内装满清水,让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养。待根长约5cm时,取生长健壮的根尖制成临时装片观察。(二)装片的制作制作流程为:解离漂洗染色制片。根尖培养好以后,装片制作是否成功,关键的步骤是解离。解离液能溶解细胞壁之间的中层物质(胞间质),使组织中的细胞相互分开。否则,在显微镜下观察时,细胞将发生重叠现象,导致实验失败。解离不充分,细胞重叠;解离过度,细胞会腐烂,所以解离要适度。为达到这一目的,配制的盐酸浓度要适宜,切取的根尖应立即放入解离液中,在
18、室温下解离35min。解离时间要视室内温度而定,温度低,时间稍长,温度高,时间短。也可手拿镊子,轻轻按正在解离的根尖,感觉酥软即可。飘洗的目的是洗去根中多余的解离液。如果不把多余的解离液洗去,一方面会影响染色效果,因为解离液中含Hu,而用染色的染料呈碱性;另一方面还会腐蚀显微镜的镜头。染色时,染色液的浓度和染色时间必须掌握好。特别是染色不能过深,否则镜下一片紫色,无法观察。也不能过浅,否则染色质和染色体的形态和数目不易辨清。制片时,一方面要用镊子把洋葱根尖弄碎,另一方面要压片,这样可以使细胞分散开来。压片时,在盖玻片上再加一片载玻片的目的,一是避免压碎和污染盖玻片。二是使压力均匀,从而使组织细
19、胞均匀分散。同时用力必须恰当,过重时会将组织压烂,过轻则细胞未分散开,二者都将影响观察。学生按要求规范制作装片(三)用显微镜观察:把制成的装片先放在低倍镜下观察,扫视整个装片,找到分生区细胞:细胞呈正方形,排列紧密。再换成高倍镜仔细观察,首先找出分裂中期的细胞,然后再找前期、后期、末期的细胞,注意观察各时期细胞同染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。如果自制装片效果不太理想,可以观察洋葱根尖固定装片。调节显微镜的放大倍数,使你能够在视野同时看到约50个细胞,仔细统计视野中处于各时期的细胞数,记录在记录表“样本1”中。把视野移到分生区一个新的区域再统计,然后记录在记录表“样本2”。对数
20、据进行整理,填入表中。细胞周期样本1样本2总数每时期的细胞数/计数细胞的总数间 期分裂期前期中期后期末期计数细胞的总数观察装片找到各时期细胞统计数字,记录结果(四)绘图强调绘图的基本要求绘植物细胞有丝分裂中期简图(五)讨论处于哪一时期的细胞最多?为什么?如何比较细胞周期不同时期的时间长短?小组讨论回答、理解有丝分裂各时期特点七、板书设计观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1洋葱根尖的培养:2装片的制作制作流程为:解离漂洗染色制片。3用显微镜观察:先低后高4绘图:5注意事项:八、备课资源1洋葱根尖的培养(1)培养产生洋葱根尖的材料是洋葱鳞茎。鳞茎底部接触水,不能离开水,也不能被水淹。其目的是同时满足其
21、对水和空气的需要。同时要经常换水,因为水中由于微生物的活动和根细胞的活动,代谢产物增多;此外,还由于根细胞的呼吸不断产生CO2,使水中H2CO3增多,氧气缺少;微生物如细菌的大量繁殖也使水质受到污染,这些都不利于根尖生长,所以要经常换水。一般一天至少一次,还要提供适宜的温度。(2) 在培养洋葱时,若用新采收的洋葱来进行培养,因为其尚处于休眠期,不易生根,故宜选取陈年洋葱进行培养。(3)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱一大之中分裂最活跃的时间,一般在上午11点左右。如果因气温影响或不在上述时间做实验的话,可以在细胞有丝分裂最旺盛时取材,放入盛有固定液的培养皿中固定,即浸泡半天到一天。固定后用70%
22、乙醇冲洗几次,再放入盛有70%乙醇的小广口瓶中保存。注意要等根尖长到15cm时才能切取,而切取的洋葱根尖长度是23mm。这是因为,根据实验得知,根长到15cm时,根的长势最佳,此时细胞分裂最旺盛,容易找到不同时期的分裂图像。此时可取生长健壮的根进行观察,切取洋葱根尖23mm,这个长度要从根的顶端(根冠)开始算直向上的距离,这个长度已将分生区包括了进来。若长度过长,在低倍镜下寻找分生区就会很困难。2.注意事项(1)解离时,也可将剪取的23 mm洋葱根尖浸入浓盐酸和体积分数为95%的酒精各半的混合液中,浸2030 min。这样根尖被固定,细胞间质被溶解,细胞容易分离。(2)染色时,也可用紫药水取代
23、龙胆紫溶液,但浓度不宜过大。可将紫药水稀释,即23滴清水中加入一滴紫药水。(3)压片时,仅靠用手指轻按,不易将根尖细胞分散开。可将染色后的洋葱根尖用小刀压平,或用铅笔带橡皮的一端稍用力压,这样才能使细胞分散,并且便于平放盖玻片。第二节 细胞的分化一、教学目标:【知识目标】1. 说明细胞的分化。 2. 举例说明细胞的全能性。【能力目标】1.在教师的引导下,师生共同探究,使学生学会学习,培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力。2.探究细胞分化的特点,细胞全能性的概念,培养学生的科学探究方法和生物学素养。【情感、态度、价值观目标】1通过细胞分化的学习,确立辩证唯物主义的自然观,逐步树立科学的世界观
24、。2通过细胞全能性的学习,进行有关干细胞研究进展资料的搜集和分析,养成关注生物科学发展、关注生命健康、关注社会热点等问题。二、教学重点: 1细胞分化的概念和意义。2细胞全能性的概念。二、教学难点:细胞全能性的概念及实例。四、教学用具:ppt幻灯片、有关植物组织培养的视频片断。 五、课前准备:准备ppt幻灯片、有关植物组织培养的视频片断;收集干细胞的研究进展资料。六、教学过程教学活动教师活动学生活动教学后记(一)引入及细胞分化的概念通过复习有丝分裂的意义保持了遗传的稳定性。提出问题:有丝分裂后产生的两个子细胞应该在形态结构上相同的,但事实上呢?例如组成人体的所有细胞,都是由一个受精卵进行有丝分裂
25、产生的,这些细胞的形态结构都一样吗?展示人体不同形态的细胞。引出细胞分化的概念,可以用板画的形式解释细胞分化的动态过程。强调细胞分化的稳定性和分化的基础。思考老师的问题,根据初中学习过的内容和实际的生活经验作出回答。再在老师的引导下,说出同一生物体内不同形态结构细胞的例子。(二)细胞分化的意义与机理利用反向思维法,提出问题:如果组成多细胞生物的那些细胞形态结构功能都是一样的,会出现怎么样的现象呢?引出细胞分化的意义:是个体发育的基础。提出问题,细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心,那么组成生物体的细胞中的遗传物质是否一样?如果是一样的话,为什么这些细胞会出现这样的差异呢?解释细胞分化在分子水平上
26、的原因。思考、讨论问题,作出回答:生物体各部分不出现功能的分化,生命活动的效率低思考问题,作出回应(三)细胞的全能性提出问题,既然分化后的细胞内遗传物质和受精卵是一样的,受精卵能分裂发育为一个个体,那分化后的细胞可以吗?讲述斯图尔德所做的植物组织培养实验,证明植物细胞的全能性。引出细胞全能性的概念动物细胞全能性的表现:目前只能体现出动物细胞的细胞核具有全能性。动物的干细胞概况。适当补充干细胞技术的研究前沿以及引起的社会问题。根据课外知识,对问题作出回应。(四)课堂练习布置练习师生互动,共同完成练习。思考问题,解决问题。七、板书设计第2节 细胞的分化1、细胞分化的概念:在个体发育中,相同细胞的后
27、代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。2、细胞分化的过程:受精卵生长组织、器官、系统生物体3、细胞分化的意义:是生物个体发育的基础,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。4、植物细胞全能性:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。5、动物细胞核的全能性已分化的动物体细胞的细胞核保持有发育成完整动物体的潜能。6、干细胞成体组织中保留的一部分未分化的细胞,它们在特定的情况下可按发途径先进行细胞分裂然后分化产生分化细胞,这部分未分化细胞称为干细胞。八、备课资源1、细胞的分裂与分化细胞在形态结构和生理功能上发生变化的过程,叫做细胞分化。分化一般发生在
28、分裂间期,即两次细胞分裂之间,或是发生在细胞永久停止分裂以后。细胞分化是质变,细胞分裂则是量变,但二者也并非截然分开,因为细胞在增殖过程中也有分化,而在分化过程中也能继续增殖。通常,分化程度高的细胞,增殖能力较差或失去增殖能力。神经细胞达到高度分化的地步,因此它们不再能转变为其他类型的细胞,而且也失去了分裂的能力。在这种发育下,分化是永久的,而且是不可逆的。但在另一些情况下,分化又是暂时的和可逆的,这些细胞的分化程度较低,如造血器官中的网状细胞,能形成血细胞或结缔组织中的各种细胞。细胞分化过程主要是受亲本的遗传性所控制,同时也受它所处的周围环境条件的影响。个体发育是通过细胞分化过程来实现的。2
29、、细胞化分的机理(1)绝大多数生物体是由多个细胞组成的,它的发育是从一个受精卵开始,通过有丝分裂形成多个细胞,每个细胞都应含有一套与受精卵完全相同的染色体,即携带本物种全部的遗传物质。(2)分化的细胞呈现形态、结构和生理功能的变化,这些变化源于细胞内化学物质的变化,如蛋白质结构的变化。(3)不同细胞内各个基因的活性有差别,基因在不同细胞内有选择地进行表达,从而形成不同结构的化学物质。如血红蛋白与肌动蛋白,进而形成不同形态、结构和功能的细胞,即细胞分化。分化的细胞进一步形成组织、器官和生物体。3、细胞分化与基因表达特化细胞不仅表现为具有一定的形态特征,而且还合成了专一蛋白质和表现出特定的遗传表现
30、型。绝大多数基因表达的最终产物是蛋白质。从许多实验表明,各种特化细胞的核含有物种的完整基因组,具有全能性。可是所有基因并不同时都进行活动。利用分子杂交实验证明,在任何时间细胞基因组中只有少数基因在活动。单一顺序基因进行表达的只占基因组中的510%。这些基因大致可分为两类。一类是对维持细胞生存所必需的,它们在各种细胞中都处于活动状态,此类基因称为持家基因,如编码核糖体蛋白、线粒体蛋白、糖酵解酶等的基因。另一类是在各种组织中有不同的选择表达的基因,这些基因称为组织专一基因或奢侈基因,如幼红细胞的血红蛋白基因、输卵管上皮的清蛋白基因、皮肤的角质蛋白基因等。组织专一基因的选择表达,合成了组织专一的蛋白
31、质产物,如胰岛中的B细胞合成胰岛素、A细胞合成胰高血糖素等。因此,细胞分化的关键是细胞按照一定程序发生差别基因表达,开放某些基因,关闭某些基因。真核生物中差别基因表达要在基因表达链的各级水平上受到调节,这要涉及到转录、RNA加工、翻译和蛋白质修饰。4、干细胞成体组织中保留的一部分未分化的细胞,它们在特定情况下可按发育途径先进行细胞分裂,然后分化产生分化细胞,这部分未分化的细胞称为干细胞。干细胞可以在生物个体生命敬意中自我更新并维持其自身数目恒定的特性,它的本质特征是:具有增殖和自我更新能力,并且在一定条件下表现出一定的分化潜能。(1)干细胞的主要特征:特 征机 制增殖特征增殖的缓慢性干细胞过渡
32、放大细胞;干细胞分裂缓慢,过渡放大细胞分裂快速增殖系统的自稳定性不对称分裂及种族不对称分裂(干细胞分裂产生一个子代干细胞和一个子代分化细胞)分化特征分化潜能受精卵全能干细胞多能干细胞专能干细胞可塑性转分化(一种组织类型的干细胞在适当条件下可以分化为另一种组织类型的干细胞)去分化(一个组织类型的干细胞在适当条件下可以向其前体细胞进行逆向转化)(2)干细胞的类型干细胞分三类:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞,就是它可以分化成人体的各种细胞,就是它可以分化成人体的各种细胞,这些分化出的细胞构成人体的各种组织和器官,最终发育成一个完整的人。人类的精子和卵细胞结合后形成受精卵,这个受精卵就是一个最初始
33、的全能干细胞,受精卵继续分化,在前几个分化过程中,可以分化出许多全能干细胞,提取出这些细胞中的任意一个放置到妇女子宫中,就可以发育出一个完整的人体。在理论上,一个受精卵可以发育成多个同样性状的婴儿,多胞胎的出生就是很好的证明,当然,在正常情况下,人类母体自身的生理机制可以促成一次一胎。这些全能干细胞在进一步的分化中,形成各种多能干细胞,这些多能干细胞不再具有分化成所有干细胞的能力,这时的细胞分为外层细胞和内层细胞,外层细胞会继续发育形成胎盘和其他对发育过程至关重要的组织。内层细胞团将会发育成人体的所有器官。尽管内层细胞团可以形成人体所有类型的细胞,但它们并不能发展成个体,因为它们不能产生胎盘和
34、子宫发育时必需的一些组织。这些多能干细胞进一步分化成专题干细胞,专能干细胞只能分化成某一类型的细胞,比如神经干细胞可以分化成各种神经细胞,造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。第3节 细胞的衰老和调亡一、教学目标:【知识目标】1.描述细胞衰老的特征。2.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。【能力目标】进行与社会老龄化相关的问题的资料搜集和分析。【情感、态度、价值观目标】探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系,关注老年人的健康状况。二、教学重点: 1个体衰老与细胞衰老的关系,细胞衰老的特征。2细胞凋亡的含义。二、教学难点:细胞凋亡的含义以及与细胞坏死的区别。四、教学用具:ppt幻灯片,自由基学
35、说相关的纪录片五、课前准备:制作课件;布置收集社会老龄化相关的问题的资料。六、教学过程教学活动教师活动学生活动教学后记(一)引入及个体衰老与细胞衰老的关系设置情景:学生想象自己衰老之后,和现在身体的特征进行对比,说出区别个体衰老与细胞衰老的关系:细胞衰老会表现为个体的衰老吗?婴儿的体内有衰老的细胞吗?个体衰老是由于组成个体的细胞普遍衰老。解释婴儿、老人体内都有衰老细胞,为什么老人会表现出衰老呢?进行讨论,表达自己的意见。思考老师提出的问题,并作出回答。(二)细胞衰老的特征细胞衰老的特征,注意几个特征之间是有因果关系的,例如水分减少、酶活性降低、色素积累影响物质运输都是造成细胞呼吸速率下降的原因
36、之一。细胞衰老的原因:利用纪录片辅助讲解自由基学说;端粒学说。引导学生对延缓衰老的争议进行讨论。讨论,表达(三)细胞的凋亡以神经细胞为例,讨论细胞死亡对于个体的影响。提出问题:细胞死亡总是带给生物不良的影响吗?以人胚胎发育过程中尾的消失、手的发育等例子,讲述细胞凋亡对生物体的重要性。提出细胞凋亡的概念,并举出所包括的例子。细胞凋亡与细胞坏死的区别。组织学生讨论,得出相应结论(四)课堂练习师生互动,共同完成练习。讨论问题,解决问题。七、板书设计第3节 细胞的衰老和调亡1、个体衰老和细胞衰老的关系单细胞生物:细胞的衰老就是个体的衰老多细胞生物:个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程(或者说
37、机体的衰老是以细胞总体的衰老为基础)2、细胞衰老的特征:(1)水分减少,体积变小,代谢减慢(2)有些酶的活性降低,如自发(3)色素积累,如老年斑(4)细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深(5)细胞的透性改变,运输功能降低3、细胞衰老的原因自由基学说端粒学说4、细胞凋亡由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞的凋亡。八、备课资源1、细胞的类型(从寿命角度来分)细胞分类特 征举 例细胞寿命接近动物整体寿命细胞在出生后停止分裂,G0期神经、脂肪细胞、朊细胞缓慢更新细胞通常不分裂,能保持分裂能力肝细胞、胃壁细胞快速更新细胞正常情况下,终生保持分裂能力表皮细胞、红细胞、白细胞2、细胞衰老相关的学说
38、(1)自由基学说:我们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子,表现出高度的反应活泼性。在生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,在这些反应中很容易产生自由基。此外,辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。例如,水在电离辐射下便会产生自由基。自由基产生后,即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是,当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子,由此引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大。此外,自由基还会攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,致使细胞衰老。根据自由基理论,清除自由基,就可
39、延长寿命了。(2)端粒学说:每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加,截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。如果有端粒酶活性的存在,端粒就不会随着细胞分裂的不断进行而逐渐变短。在人的生殖细胞中,由于存在神经酶的活性,端粒保持约15kb的长度,而在人的体细胞中,由于不存在端粒酶的活性,端粒要短得多。(3)神经免疫网络学说:该网络是维持机体内外环境平衡的重要保证,任何改变网络的结构组分功能运转的因素,均可引起网络失调并产生老化过程和老年病
40、。(4)遗传程序学说:衰老受特定基因控制(5)错误成灾学说:细胞内核酸与蛋白质合成错误转录和翻译错误异常蛋白积累DNA异常变化细胞衰老。(6)钙调蛋白学说:年龄增长钙调蛋白和受钙调蛋白调节的环核苷酸磷酸的酯酶神经系统功能细胞衰老。关于细胞衰老机制的假说中,目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。3、机体死亡与细胞凋亡的关系(1)单细胞生物:细胞凋亡=机体死亡机体死亡机体所有细胞立即停止生命活动机体生活机体所有细胞全部活着(2)多细胞生物4、细胞调亡与细胞坏死的比较细胞凋亡细胞坏死相关因素诱导刺激生理性或病理性病理性始发因素胚胎、变态发育毒素、缺血、酸碱度改变控制因素内分泌毒变形态结构形态学
41、表现细胞皱缩、片段化,形成凋亡小体细胞溶解膜的改变保持完整性膜的完整性破坏线粒体的改变自身吞噬肿胀、钙离子内吞染色质致密分解生化改变蛋白质合成有无胞质生化改变溶酶体酶增多溶酶体解体细胞核生化改变DNA片段化弥漫性降解其他因素自吞噬常 见缺 少潜伏期数小时没 有典型细胞胚胎神经元肝细胞受毒素作用最初生理表现蛋白质合成下降细胞肿胀生理意义单个细胞死亡,巨噬细胞或邻近细胞吞噬,无炎症反应细胞群体死亡,巨噬细胞吞噬,明显炎症反应第4节 细胞的癌变一、教学目标:【知识目标】1.说出癌细胞的主要特征和致癌因子。2.讨论恶性肿瘤的防治,选择健康的生活方式。【能力目标】1通过学生在解决实际问题的过程中理解生物
42、学的基本概念,培养学生的理解能力以及从课文中提取信息的能力。2通过对癌症的预防措施的讨论,让学生亲历思考和探究的过程,领悟研究方法,养成尊重事实的研究态度和能力,以及应用理论知识解决实际生活问题的能力。【情感、态度、价值观目标】1通过癌症的致死率高的学习,激发学生对细胞癌变的关注,从而确立积极的生活态度和健康的生活方式。2通过致癌因子的讨论,引导学生认识到吸烟的危害,以及增强爱护环境的意识。3通过本节课的学习,让学生认识到生命的美,从而感知生命的珍贵。二、教学重点: 1、癌细胞的主要特征。2、致癌因子。二、教学难点:原癌基因与抑癌基因的区别。四、教学用具:ppt幻灯片、癌症及其治疗的记录片。五
43、、课前准备:制作课件;学生收集关于致癌因子的信息。六、教学过程教学活动教师活动学生活动教学后记(一)引入及癌细胞的特征提问学生,设置情景:如果你被告知患有癌症,你会怎么想,怎么做?你在媒体上看到哪里物质、行为具有致癌/诱癌作用,你会怎么做呢?根据学生的回答,随机应变由人们对癌症的恐惧,设问:什么是癌症呢?讲述癌细胞的概念、主要特征。展示一些癌细胞的图片,与正常细胞进行比较。进入情境,回答问题(二)致癌因子先让学生列举自己了解的致癌物质,再对学生的发言进行归纳,致癌因子的种类。补充遗传因素,遗传因素也是在外部条件诱发下产生癌细胞的。原癌基因与抑癌基因的相互作用,适当补充癌症发展的过程。根据生活经
44、验,列举致癌物质(三)癌症的防止介绍一些生活中避免接触致癌因子的做法。让学生说说了解到的哪些癌症的治疗方法,然后介绍现代医学治疗癌症的方法,展望未来可能采取的治疗手段。说出自己了解的癌症治疗方法。(四)练习布置相关练习题思考讨论回答七、板书设计第4节 细胞的癌变1、癌细胞的特征(1)无限增殖(2)改变形态结构(3)易分散和转移(4)“多极分裂”现象(5)对不良环境一般有较强的抵抗力2、致癌因子(1)物理致癌因子:主要是辐射致癌,如X射线,紫外线等(2)化学致癌因子:如砷、苯、煤焦油等(3)病毒致癌因子:已必现150多种3、癌变机理原癌基因激活抑癌基因丢失或失活4、癌症的预防(1)避免接触致癌因子(2)增强体质(3)保护身心健康(4)养成良好习惯八、备课资源1、癌细胞的主要特性癌细胞是由正常细胞转化而来,它除了仍具有来源细胞的某些特性(如上皮癌仍可合成角质蛋白)外,还表现出癌细胞独具的特性。(1)无限增殖:在适宜条件下,癌细胞能无限增殖,成为“不死”的永生细胞。正常细胞都具有一定的最高分裂次数,如人的细胞一生只能
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