《6.2细胞的分化》教学设计、教案、导学案、同步练习

《6.2细胞的分化》教学设计【教学目标】1．知识目标（1）说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义。（2）举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用，说出细胞全能性的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点，能够区分具体细胞全能性的大小。2．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。3．情感态度价值观（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。（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。【教学重难点】细胞分化既是细胞生命历程中的重要阶段，又在个体发育过程中占有重要的地位。细胞全能性的知识涉及植物组织培养和克隆技术等，内容较抽象，学生缺乏一定的感性认识，细胞分化的概念是本节的重点和难点。【教学过程】一、细胞分化及其意义请同学们思考下列问题1．你能举出一些细胞分化的实例吗？2．构成不同组织和器官的细胞，为何形态、结构和功能多样？3．细胞分化的特点和意义有哪些？4．细胞的分裂与细胞的分化有哪些异同点？5．细胞出现了分化，是不是遗传物质发生了改变？（或各种细胞具有完全相同的遗传信息，为什么会出现细胞的分化呢？）二、巩固性练习1．在生物的个体发育过程中，由一个受精卵形成复杂的生物体主要是下列哪种生理作用（）A．细胞分裂B．细胞生长C．细胞成熟D．细胞分化2．下列关于细胞分化的说法中，错误的是（）A．细胞分化与生物发育有密切的关系B．细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象C．细胞分化仅发生在胚胎时期D．细胞分化是在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程3．细胞分化与细胞增殖的主要不同是（）A．细胞的数量是否增多B．细胞的形态、结构不同C．细胞的生理功能不同D．细胞在形态、结构和生理功能上是否产生差异引题：体细胞一般是经过受精卵的有丝分裂产生的，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。这些高度分化的细胞，是否还能像早期胚胎一样，再分化成其他细胞？三、细胞的全能性同学们思考下列问题：1．既然细胞分化的结果是产生稳定性变异，且这种变异是不可逆转的，为什么高度分化的细胞还具有全能性？2．克隆人能不能实现？为什么？教师结合多媒体课件，给同学们展示胡萝卜组织培养产生完整植株的画面，并总结：由胡萝卜韧皮部分离的细胞，在适宜条件下，经过分裂和分化又能发育成新的植株，说明已经分化的细胞仍然有发育的潜能，这就是细胞的全能性。接着教师应该提问：为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞，经培养表现出了全能性？（即第1个思考题）学生讨论后，回答：（1）细胞全能性强调的是“潜能”，虽然变异是不可逆转的，但是已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的全套基因，并且没有因细胞分化而失去基因。在某些特定的情况下，它就可以经分裂和分化而形成新的生物体。接着教师应引导学生思考，动物细胞具有全能性吗？为什么动物细胞的细胞核具有全能性？引出人体干细胞的问题及干细胞的应用，引导学生得出，分化程度越低的细胞，全能性就越强，高度分化的生殖细胞也具有较强的全能性。并要求同学们搜集有关干细胞的资料，关注人类生命健康。利用多媒体课件展示一下克隆羊多莉和细胞核移植的过程。以便解决第2个问题。（2）克隆人虽然在理论上是可以的，但它违背了社会发展的客观规律和人类的伦理道德，所以不会实现。但我们可以利用克隆技术来克隆人的器官，以解决某些病人的疾苦。四、巩固性练习1．单倍体育种中常用花药进行离体培养，这一方法是利用了细胞的（）A．应激性B．全能性C．变异性D．适应性2．动物体内各种类型的细胞中具有最高全能性的细胞是（）A．受精卵B．生殖细胞C．体细胞D．肝细胞3．中国科学家倡导的以脐带血作存贮的“生命银行”，是利用脐带血中的（）A．血红蛋白B．营养丰富C．遗传基因D．干细胞《第2节细胞的分化》教案【教材分析】本节内容重点介绍了细胞分化的意义与实质，对多细胞生物完成自身各种生命活动的细胞来源进行了说明。随着细胞分化的进行，细胞功能越来越专一，效率也越来越高。【教学目标与核心素养】生命观念：理解细胞分化的概念和意义、特点。科学思维：举例说明细胞的全能性概念及应用科学探究：探究克隆技术的得失社会责任：运用所学的干细胞的知识，联系生活实际，解释白血病等热点问题【教学重点和难点】教学重点：细胞分化的概念、特点和意义；细胞的全能性概念及应用。教学难点：理解细胞分化和全能性的对立统一【教学过程】展示不同类型的细胞，归纳总结多细胞生物的细胞均来自于最初的受精卵。而细胞分化指个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程。由于细胞都是由有丝分裂产生的，所以所有细胞遗传物质均相同，不同细胞由于功能不同，进行表达的基因不一样，所以被称为基因的选择性表达。细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率和组织器官的修复。细胞的全能性：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。细胞全能性的基础在于，所有细胞均含有全套的遗传信息。通过植物组织培养，可以体现植物细胞的全能性。而动物细胞只有进行核移植才能在形成新的完整个体，体现了细胞核的全能性。动植物全能性的应用：快速繁殖花卉蔬菜，拯救濒危珍稀物种，克隆人体器官用于器官移植。其中干细胞指动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞，可以形成各种组织细胞。通过资料分析，解释生活中常见的现象，说明分裂与分化的重要性。随堂检测：1、蝌蚪能长成青蛙，小树能长成大树依靠的是（）。A.细胞分裂、分化B.细胞分裂、生长C.细胞生长、分化 D.细胞分裂2、关于细胞分裂对于生物体有着重要意义，下列说法不正确的是（

）A、单细胞生物通过细胞分裂进行繁殖B、多细胞生物细胞分裂不仅与繁殖新个体有关，还能促进新个体由小长大C、生物通过细胞分裂保证生物体的正常生命活动D、生物通过细胞分裂促使生物体衰老死亡《6.2细胞的分化》导学案【学习目标】1．说明细胞的分化。2．举例说明细胞的全能性。3．进行有关细胞研究进展与人类健康的资料搜集和分析。【学习重难点】1．细胞分化的概念和意义。2．细胞全能性的概念。【学习过程】一、温故知新：下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答：（1）图1中AB段形成的原因是_________________________________，图1中CD段形成的原因是______________________________________。（2）图中2中__________细胞处于图1中的BC段，图2中_________细胞处于图1中的DE段。二、细胞的分化观察各种不同细胞和不同组织的模式图，思考并完成下面各题1．细胞分化的概念。2．细胞分化的特点：细胞分化是一种持久的变化，它发生在过程中，细胞分化是。3．细胞分化的原因；分化后的细胞，遗传物质是否发生了变化？4．细胞分化的意义______________________________三、细胞的全能性1．细胞全能性的概念：。原因：生物体的每个细胞都含有本物种的，都有发育成完整个体的。大小：在受精卵、生殖细胞、高度分化的体细胞中，全能性最大的是，最小的是；由此可见细胞全能性的大小主要受的影响。2．植物组织培养的条件、过程和原理条件：________________________。过程：。其原理是________________。3．克隆多利羊说明了什么？克隆羊多利是将_______________移植到_________中培育成的，这说明_____________。4．干细胞的概念：例1．下列关于细胞分化的说法不正确的是（）A．细胞分化与生物的发育有密切关系B．细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象C．细胞分化常常发生在胚胎时期D．细胞分化是细胞的形态。结构和生理功能上发生稳定性差异的过程例2．在一个多细胞生物的个体发育中，一个受精卵常常能生长发育为一个复杂完整的生物体，其主要是下列哪一个生理过程起的作用（）A．细胞的增殖B．细胞的生长C．细胞的成熟D．细胞的增殖和细胞的分化例3．有关细胞全能性的叙述，错误的是（）A．植物细胞离体培养在一定适宜条件下，能表现出全能性B．受精卵细胞全能性最高C．在生物体内由于细胞的分化，全能性难以表达D．卵细胞和干细胞的全能性也很高6.2细胞的分化同步练习1.下表为环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP)的浓度(M1、M2、M3、M4表示浓度，且M1<M2<M3<M4)对细胞分化的影响情况(“＋”表示促进分化，“－”表示抑制分化)。下列叙述正确的是()A．cAMP和cGMP的浓度对细胞分化具有调控作用B．cAMP浓度增高时，则促进细胞分裂C．cGMP浓度增高时，则促进细胞分化D．cAMP和cGMP对细胞分裂没有影响2.下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A．玉米种子萌发长成新植株B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D．胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株3.下列有关细胞的全能性的说法，不正确的是()A．植物组织培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性B．动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性C．细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质D．全能性的大小依次为：受精卵>生殖细胞>植物体细胞>动物体细胞4.许多动物具有再生能力，例如，壁虎被天敌追赶紧迫时，能断尾而逃，一段时间后，又重新长出一条尾巴；海参遇到敌害时，将内脏抛出，以转移敌害的注意力，而趁机逃之夭夭，约50天后，可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述，错误的是()A．再生是细胞分裂、分化的结果B．再生是基因选择性表达的结果C．再生是自然选择的结果D．再生体现了细胞的全能性人的胰岛素和胰岛素酶的主要成分都是蛋白质，但合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同，其根本原因是()A．遗传信息不同B．遗传信息的执行情况不同C．组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同D．细胞器的数量不同6.下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是()A．与①细胞相比，②细胞的相对表面积增大，物质运输的效率增强B．③④细胞均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，遗传物质相同，基因表达功能也相同C．⑤⑥细胞发生了细胞分化，这是基因选择性表达的结果D．⑤⑥代表的细胞遗传物质不同7.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是()A．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性8.据美国全国广播公司报道，奥地利科学家已经使用干细胞在实验室培育出微型人脑。科研人员选取人类胚胎干细胞或成人皮肤细胞，将其培育成神经外胚层，再放入特制的凝胶中，引导组织进一步生长。这个豌豆大小的组织已达到9周胎儿大脑的发育水平，但尚不能独立思考。下列相关叙述正确的是()A．由成人皮肤细胞培育成微型人脑，体现了动物细胞的全能性B．培育出微型人脑的过程中，发生了细胞分裂和细胞分化过程C．若培育过程中出现了细胞坏死，其根本原因是基因的选择性表达D．若培育过程出现了细胞癌变，则癌变细胞的呼吸速率减慢9.日本熊本大学研究小组开发出利用胚胎干细胞高效培育树突状细胞(一种免疫细胞)的新技术，一个干细胞能培育出100～200个树突状细胞，其广泛存在于皮肤等组织中，一旦发现机体存在病原体，树突状细胞会及时通知T细胞等免疫细胞，及时将它清除。下列说法正确的是()A．用胚胎干细胞培育树突状细胞体现了细胞的全能性B．树突状细胞只与细胞免疫有关C．若培育出能识别癌细胞的树突状细胞，有可能找到治疗癌症的新方法D．树突状细胞的遗传物质中含有S元素10.下列有关干细胞和细胞全能性的表述，正确的是()A．植物的成熟体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性B．科学家们已经证实动物的成熟体细胞具有全能性C．干细胞就是体外培养条件下容易实现全能性的细胞D．在生物体内，细胞并没有表现出全能性的原因是细胞核遗传物质改变11.干细胞是一种尚未分化的未成熟的细胞，它具有再生各种组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中不正确的是()A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，正常情况下只有红骨髓具有造血功能C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥(异)反应D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变12.中国科学家倡导的以脐带血作储存的“生命银行”，是利用脐带血中的()A．红细胞B．营养物质C．遗传基因D．干细胞13.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。下列对图示的相关叙述中，错误的是()A．a过程表示干细胞能自我更新B．b、c过程表示干细胞具有分化能力C．a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用14.2012年10月，诺贝尔生理学或医学奖被英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥夺得，他们在细胞核重新编程研究领域作出了杰出贡献。目前，山中伸弥和其研究小组已把多种组织(包括肝、胃和大脑)的细胞，转变成了诱导多功能干细胞，并让诱导多功能干细胞分化成了皮肤、肌肉、软骨、神经细胞以及可以同步搏动的心脏细胞。下列相关叙述不正确的是()A．成熟细胞被重新编程的过程中，细胞的分化程度逐渐降低B．诱导多功能干细胞分化成神经细胞，体现了诱导多功能干细胞的全能性C．诱导多功能干细胞与成熟细胞相比，细胞核内DNA的含量不变D．诱导多功能干细胞分化的过程不仅与基因有关，也与细胞的生活环境有关15.细胞的基因可分为管家基因(所有细胞中均要表达的基因)和奢侈基因(不同类型细胞中特异性表达的基因)两类，下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。请回答下列问题：(1)四种基因中属于管家基因的是__________。(2)甲基因________(填“能”或“不能”)表示控制胰岛素合成的基因，理由是____________________________________________。(3)细胞分化的实质是________(填“管家基因”或“奢侈基因”)的选择性表达。(4)三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是________________________________。三种细胞形态、功能表现不同，从细胞结构方面分析其原因是________________________。6.2细胞的分化同步练习答案解析1.下表为环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP)的浓度(M1、M2、M3、M4表示浓度，且M1<M2<M3<M4)对细胞分化的影响情况(“＋”表示促进分化，“－”表示抑制分化)。下列叙述正确的是()A．cAMP和cGMP的浓度对细胞分化具有调控作用B．cAMP浓度增高时，则促进细胞分裂C．cGMP浓度增高时，则促进细胞分化D．cAMP和cGMP对细胞分裂没有影响【答案】A【解析】从表中数据可以看出，随着cAMP浓度的增加，促进细胞分化的强度增大；随着cGMP浓度的增加，促进细胞分化的强度减弱，即cAMP和cGMP的浓度对细胞分化具有调控作用。通过此表不能看出这两种物质对细胞分裂有何影响。2.下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A．玉米种子萌发长成新植株B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D．胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株【答案】D【解析】A项，“细胞全能性”是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整新个体的潜能，选项A所述内容是玉米的胚后发育过程；B项，“全能性”的结果是得到完整新个体，而不是得到细胞；C项，由于题干中要求体现的是“体细胞全能性”，花粉属于生殖细胞；D项，胡萝卜韧皮部细胞是已分化的体细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，故D正确。3.下列有关细胞的全能性的说法，不正确的是()A．植物组织培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性B．动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性C．细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质D．全能性的大小依次为：受精卵>生殖细胞>植物体细胞>动物体细胞【答案】B【解析】细胞具有全能性是因为细胞中含有该生物的全套遗传物质；动物克隆成功表明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，因为该过程中处理的是动物细胞核；分化程度低的细胞的全能性更易体现。4.许多动物具有再生能力，例如，壁虎被天敌追赶紧迫时，能断尾而逃，一段时间后，又重新长出一条尾巴；海参遇到敌害时，将内脏抛出，以转移敌害的注意力，而趁机逃之夭夭，约50天后，可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述，错误的是()A．再生是细胞分裂、分化的结果B．再生是基因选择性表达的结果C．再生是自然选择的结果D．再生体现了细胞的全能性【答案】D【解析】上述现象是细胞分裂、分化的结果，由于基因的选择性表达，形成了不同的组织和器官，如果适应环境则保留下来，不适应环境则被淘汰。因为没有形成新个体，所以没有体现细胞的全能性，只是单纯的再生现象。人的胰岛素和胰岛素酶的主要成分都是蛋白质，但合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同，其根本原因是()A．遗传信息不同B．遗传信息的执行情况不同C．组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同D．细胞器的数量不同【答案】B【解析】合成胰岛素和胰岛素酶的两种基因都来自受精卵，其核遗传物质是相同的，之所以表现出不同的功能，是因为基因的选择性表达，即遗传信息的执行情况不同。6.下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是()A．与①细胞相比，②细胞的相对表面积增大，物质运输的效率增强B．③④细胞均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，遗传物质相同，基因表达功能也相同C．⑤⑥细胞发生了细胞分化，这是基因选择性表达的结果D．⑤⑥代表的细胞遗传物质不同【答案】C【解析】细胞越大，相对表面积越小；③④来源相同，基因表达有差异；⑤⑥的遗传物质相同。7.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是()A．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性【答案】D【解析】肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程未体现细胞的全能性，因为全能性必须是形成完整的个体。8.据美国全国广播公司报道，奥地利科学家已经使用干细胞在实验室培育出微型人脑。科研人员选取人类胚胎干细胞或成人皮肤细胞，将其培育成神经外胚层，再放入特制的凝胶中，引导组织进一步生长。这个豌豆大小的组织已达到9周胎儿大脑的发育水平，但尚不能独立思考。下列相关叙述正确的是()A．由成人皮肤细胞培育成微型人脑，体现了动物细胞的全能性B．培育出微型人脑的过程中，发生了细胞分裂和细胞分化过程C．若培育过程中出现了细胞坏死，其根本原因是基因的选择性表达D．若培育过程出现了细胞癌变，则癌变细胞的呼吸速率减慢【答案】B【解析】由成人皮肤细胞培育成微型人脑，但没有形成完整个体，因此不能体现动物细胞的全能性，A错误；由胚胎干细胞或成人皮肤细胞培育出微型人脑的过程中，发生了细胞分裂和细胞分化过程，B正确；细胞坏死的原因是外界不利因素的影响，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，C错误；若培育过程中出现了细胞癌变，由于癌细胞的新陈代谢旺盛，因此其呼吸速率加快，D错误。9.日本熊本大学研究小组开发出利用胚胎干细胞高效培育树突状细胞(一种免疫细胞)的新技术，一个干细胞能培育出100～200个树突状细胞，其广泛存在于皮肤等组织中，一旦发现机体存在病原体，树突状细胞会及时通知T细胞等免疫细胞，及时将它清除。下列说法正确的是()A．用胚胎干细胞培育树突状细胞体现了细胞的全能性B．树突状细胞只与细胞免疫有关C．若培育出能识别癌细胞的树突状细胞，有可能找到治疗癌症的新方法D．树突状细胞的遗传物质中含有S元素【答案】C【解析】培育出能识别癌细胞的树突状细胞利用了细胞的全能性。10.下列有关干细胞和细胞全能性的表述，正确的是()A．植物的成熟体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性B．科学家们已经证实动物的成熟体细胞具有全能性C．干细胞就是体外培养条件下容易实现全能性的细胞D．在生物体内，细胞并没有表现出全能性的原因是细胞核遗传物质改变【答案】A【解析】由于目前科学家们用细胞核移植的办法证明了动物细胞中细胞核具有全能性，而整个细胞的全能性还没有办法实现，所以植物成熟细胞的全能性要比动物细胞的全能性更易表达。干细胞是保持有持续分裂、分化能力的细胞。生物体内的细胞发生了基因的选择性表达，因而不能体现全能性。11.干细胞是一种尚未分化的未成熟的细胞，它具有再生各种组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中不正确的是()A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，正常情况下只有红骨髓具有造血功能C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥(异)反应D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变【答案】C【解析】用骨髓移植治疗白血病，仍会发生免疫排斥反应。骨髓移植后，康复者的血型可改变为捐献骨髓者的血型。12.中国科学家倡导的以脐带血作储存的“生命银行”，是利用脐带血中的()A．红细胞B．营养物质C．遗传基因D．干细胞【答案】D【解析】脐带血中的干细胞具有分裂、分化为特定细胞、组织、器官的能力，可用于移植。