《细胞生物学教程》 第14章 细胞分化（本站推荐）

第一篇：《细胞生物学教程》 第14章 细胞分化（本站推荐）

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《细胞生物学教程》

第14章 细胞分化

第一节 受精与胚胎发育

在个体发育（ontogeny）中，细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化（differentiation）。细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都进行着，以补充衰老和死亡的细胞，如：多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。

个体发育是指一个新个体从产生到死亡的全部历程。对两性生殖的生物来说，新个体始于两性配子（精子和卵子）的结合——受精（fertilization）。卵子受精后启动发育程序，形成一个新个体的过程叫做胚胎发育（embryogenesis）。胚胎发育包括受精、卵裂（cleavage）、原肠胚形成（gastrulation）、神经胚形成（neurulation）、器官形成（organogenesis）等几个主要的发育阶段，许多动物还必须经过胚后发育阶段——变态（metamorphosis），才能发育为成体。

第一节 受精与胚胎发育

一、精子和卵的结构

在动物中精母细胞通过减数分裂后形成四个精细胞[1]，精细胞经过精子形成（spermiogenesis）的变态发育过程，排除大部分细胞质，内部发生一系列变化，成为精子。成熟的精子(spermatozoon)形似蝌蚪，分头、尾两部（图14-1）。头内有一个高度浓缩的细胞核，核的前2/3有顶体覆盖（图14-2）。顶体实质上是一个很大的溶酶体，内含多种水解酶，如顶体蛋白酶、透明质酸酶、酸性磷酸酶等。在受精时，精子释放顶体酶消化卵子外面的结构，进入卵内。精于尾部又称鞭毛(flagellum)，是精于的运动装置。尾部可分为颈段、中段、主段和末段四部分。颈段很短，其内有两个相互垂直的中心粒。其他三段内的主要结构是由中心粒发出的轴丝，由9+2排列的微管组成。中段短，在轴丝外包有线粒体鞘，为鞭毛的运动提供能量。主段长，没有线粒体鞘，代之以纤维鞘。末段短，仅有轴丝。个别动物如介壳虫的精子没有鞭毛。

图14-1精子的结构模式图

图14-2 绍鸭精子头部的纵切（左）和横切（右）A：顶体；AS：顶体突起；N：细胞核

大多数动物的卵是一个大型的单个细胞，贮存有大量的营养供胚胎发育所用。卵的直径在人和海胆中约为0.1mm，鱼类和两栖类中约为1-2mm，鸟类中可以达到几厘米甚至十几厘米。卵的细胞质中富含蛋白质、脂类和多糖的营养成分称为卵黄（yolk），它们通常存在于卵黄颗粒中，有的种类中卵黄颗粒外还有膜包围。在体外孵化的种类中卵黄的体积可达卵的95%以上。

卵的外面具有外被（coat），其成分主要是糖蛋白，是由卵细胞或其它细胞分泌的。在哺乳动物中这种外被叫做透明带（zona pellucida），其作用是保护卵子，阻止异种精子进入。许多卵的透明带下面（皮质部，cortex）还有一层分泌性的囊泡，称为皮层颗粒（cortical granules），受精时以外排的方式释放皮层颗粒能引起透明带结构变化，形成受精膜，阻止其它精子进入。

卵细胞实际上是停留在第一次或第二次减数分裂阶段的卵母细胞，直到受精以后，才完成减数分裂，并释放极体。人类从卵巢排出的卵子处于第二次成熟分裂的中期，在受精时才完成第二次分裂。若未受精，则于排卵后12-24小时退化。

二、受精

受精包括精子的获能（capacitation）、顶体反应（acrosome reaction）、皮层反应（cortical reaction）、原核形成和融合等过程（图14-3）。

刚排出的精子虽有运动能力，但不能穿过卵子的放射冠和透明带，只有接受雌性生殖道的分泌物（获能因子），才具有受精能力，这种作用称为精子获能。在体外条件下，血清白蛋白（serum albumin）、高密脂蛋白（high-density lipoproteins）、氨基聚糖（glycosaminoglycans）、孕酮、钙离子载体（A23187）、ZP3、CO2等均可促进精子获能。获能后精子表面阻止受精的附睾蛋白和精浆蛋白被除去或改变，质膜胆固醇流失，与卵子结合的受体暴露。获能期间，钙通道被激活、耗氧量和糖酵解明显增加，pH升高，腺苷酸环化酶激活，导致胞内cAMP含量升高，蛋白激酶A活化，精子活力增加，顶体酶原转化为有活性的顶体酶。

图14-3 受精的早期事件 引自Janice P.Evans 2002 获能的精子首先借助头后部（顶体后区）质膜PH-20的透明质酸酶活性穿过卵母细胞外卵丘细胞层，到达透明带，然后精子通过头前部（顶体区）质膜表面的ZP结合蛋白与卵母细胞透明带发生识别，完成结合过程，诱发顶体反应，即：顶体以外排的方式释放出水解酶，将卵子的透明带和卵黄膜溶解，形成精子穿过的通道。在海胆中此时精子的前端在微丝的作用下还会形成顶体突起（哺乳动物不具有）。

精子进入卵子后，导致卵膜去极化，动作电位由受精点传至膜表面，使精子受体失活。在精子接触点上，磷脂酰肌醇信号途径启动，产生DAG和IP3。DAG激活蛋白激酶C，启动DNA的复制。IP3导致内质网中的钙离子释放，钙浓度呈有规律的跃迁，称为钙波。钙信号进而引起皮层反应，即：卵细胞膜下的皮层颗粒（内含酶类的囊泡），以外排的方式，进入卵 4 黄膜和卵膜之间的腔隙，酶类引起透明带“硬化”，形成受精膜。

精子的刺激使处于休眠状态的卵子被激活，重新回到减数分裂阶段，迅速完成第二次分裂，释放极体。此时精子和卵子的细胞核分别称为雄原核（male pronucleus）和雌原核（female pronucleus）。两个原核逐渐在细胞中部靠拢，核膜随即消失，染色体混合，形成二倍体的受精卵（fertilized ovum），又称合子（zygote）。

通常一个卵子和一个精子结合，多精进入会形成多余的分裂极和纺锤体，导致细胞异常分裂而使胚胎发育终止。受精后通过两种机制阻止多精进入，一是膜瞬间去极化；二是通过皮层反应，破坏精子受体和形成受精膜。受精后精子的核、中心粒（鞭毛基粒）和线粒体均注入卵中。线粒体之所以表现为母系遗传，是因为受精卵中只有仅母本线粒体可以存活。

许多昆虫、软体动物、软骨鱼、有尾两栖类、爬行类和鸟类在受精时有多于一个精子进入卵内，但只有一个雄原核与雌原核发生融合，参与发育，其余的精核逐渐退化消失。有时多余的精于也发生一些畸形的分裂，但不妨碍正常卵裂和发育。这种多精受精称为生理性多精受精。

三、精卵识别

自然环境中，几种海胆的精子可以接触一个卵子，产生顶体反应，但异种精子不能与卵子融合，这是因为精子表面的结合素能与卵细胞膜上特异的受体结合，而达到同种识别的目的。

在哺乳动物小鼠中，精卵的识别同样涉及表面糖蛋白之间的相互作用，通常把卵子透明带中与精子结合的蛋白（ZP）叫做精子受体，而把精子表面与ZP结合的蛋白叫做卵结合蛋白。

小鼠透明带中有三种糖蛋白，命名为ZP1、ZP2、ZP3，分子量分别为200、120和83KD。ZP2和ZP3形成异二聚体，ZP1与二聚体交联，形成三维网状结构。ZP3是第一精子受体，能诱发顶体反应。用ZP3蛋白处理精子，则失去受精能力。

β1，4-半乳糖转移酶-I（β1，4-galactosyltransferase，GalTase）[2]是精子表面负责与ZP3结合的蛋白（图14-4）。GalTase-I能结合ZP3糖链末端的N-乙酰葡糖胺（N-acetylglucosamine）残基，实验证明纯化的GalTase-I及其抗体均抑制精卵结合。GalTase-I能激活G蛋白，引起精子顶体反应，GalTase-I基因敲除的小鼠其精子缺乏顶体反应和穿越透明带的能力。

精子穿过透明带，到达卵周隙后位于精子头后部质膜的受精素（fertilin，也叫ADAM）与卵母细胞质膜上的整合素发生 5 识别和结合[3]（图14-5），并启动精子与卵母细胞的质膜融合系统，最终实现受精过程。

图14-4 ZP3与GalTase 引自D.J.Miller 2000

图14-5精子和卵子细胞膜的相互作用，引自Janice P.Evans 2002

四、卵裂与胚胎发育

卵裂（cleavage）是指受精卵经过分裂，将卵质分配到子细胞的过程，分裂产生的细胞叫做分裂球(blastomere)。卵裂和一般有丝分裂相似，但不经过间期，所以卵裂期间仅仅是细胞数目的增加，不伴随着细胞生长。随着细胞数量增加，子细胞的核质比逐渐增大，直到接近正常核质比时，分裂球才开始生长，进入到一般的有丝分裂过程。

卵裂的方式与卵黄含量和分布有关，较大、卵黄较多的卵是以偏裂的方式进行的（如昆虫的表面卵裂），反之多以均裂的方式进行（如哺乳动物的卵）。分裂面与卵的极轴[4]一致的卵裂称为经裂（meridional cleavage），与极轴垂直的称为纬裂(latitudinal cleavage)。卵裂方向和纺锤体的方向有关，细胞质成分和环境信号均可以影响纺锤体的方向。

两栖类的卵受精后两小时就开始卵裂，第1、2次为经裂，第3次为纬裂，不对称，在动物极形成4个较小的细胞，在植物极形成4个较大的细胞。

哺乳动物的卵裂较慢，受精1天后才开始卵裂，8细胞之前，分裂球之间结合比较松散，8细胞之后突然紧密化（compaction），即：通过细胞连接形成致密的球体。16细胞期，内部1-2个细胞属于内细胞团，将来发育为胚胎，而其外周细胞变为滋养细胞，不参与组成胚胎结构，而是参与形成绒毛膜。

通常动物的胚胎在64细胞以前为实心体，称为桑椹胚，在128细胞阶段，细胞团内部空隙扩大，成为充满液体的囊胚腔（blastocoel），此时的胚胎称为囊胚。

囊胚继续发育，部分位于外表面的细胞通过各种细胞运动方式(如：移入、内卷、内陷)进入内部从而形成一个二层或三层的原肠胚。这种细胞迁移运动过程称为原肠形成(gastrulation)。留在外面的称为外胚层(ectoderm)，迁移到里面的称为内胚层(endoderm)或中、内胚层(meso-endoderm)。原来的囊胚腔亦随原肠腔的形成而逐渐消失。

三胚层形成的组织和器官有：外胚层形成神经系统、表皮、皮肤腺、毛发、指甲、爪和牙齿等；中胚层形成骨骼、肌肉、泌尿生殖系统、淋巴组织、结缔组织、血液；内胚层形成呼吸系统、消化道、肝、胰。

[1] 个别动物只形成两个精子，如蚜虫，雄蚜的性染色体为XO型，精子发生时没有X染色体的次级精母细胞退化，最终形成两个X型的精子，后代全部发育为雌性，以后进行孤雌生殖，在秋季来临时，雌蚜又通过孤雌生殖产生雄蚜，进行两性生殖。

[2] 之所以这样命名是因为它们在高尔基体中合成时，能以尿苷二磷酸半乳糖(UDP-Gal)为供体，将糖基转移到糖蛋白上。

[3] 需要卵子中的CD95参与，CD95敲除的的小鼠，其卵子不能与精子结合。[4] polar axis，卵的南北极方向，也叫卵轴

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第二篇：细胞分化教案

《细胞分化》的教案

[教材分析]

关于细胞分化，课程标准的要求是“说明细胞的分化”和“举例说明细胞的全能性”，这都是“理解”水平的要求；课程标准建议开展的学生活动是“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。鉴于细胞分化的重要性，课程标准从知识层面对细胞分化的学习内容提出了比较高的要求。本节内容是这样安排的：先介绍什么是细胞分化，细胞分化对多细胞生物体的发育有什么重要意义；再介绍已经分化的细胞，仍然可能具有发育为完整个体的潜能，即具有全能性；最后安排“干细胞研究进展与人类健康”的资料搜集与分析活动。

细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，为提高学生的学习兴趣，联系媒体上经常有号召大家向白血病患儿献爱心，捐骨髓的报导，引导学生思考，为什么骨髓移植能治疗白血病？只要平时关注媒体报道的学生，大多数能说出“是因为骨髓中有造血干细胞。”就此引入细胞分化的学习。

细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的，可通过提供充分的感性材料：图像信息，多媒体课件演示动物个体发育过程，植物个体发育过程；帮助学生理解早期胚胎中彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态、结构和功能上不相同的细胞。从而认同细胞分化的重要意义。在学生理解了细胞分化的重要意义后，可引导学生由现象深入到本质，探究细胞分化产生的稳定性差异是不是遗传物质的改变引起的？怎样用科学的方法来证明你的观点？培养了学生的科学研究方法和创新精神。

细胞的全能性是教学的难点，可通过利用多媒体动、植物细胞全能性的试验，以及学生列举事例来加深理解。掌握全能性的概念、组织培养和克隆知识在工农业生产方面的应用。

[学习者分析] 高中阶段的学生已经有了一定的抽象思维能力和综合思维能力。由于此部分知识比较抽象，学生将抽象知识具体化、形象化的能力还不够，需要教师由浅入深，从生活中的事例入手，从学生身边常见的实例展开组织教学活动。同时，由于学生的心理特征存在个体差异，对新鲜知识的接收与认知程度不一，因此，教 学中要注意从学生的具体实际出发，抓住学生的认知特点，采用恰当的教学策略，使生物科学知识有效地整合到学生原有认知结构中去，丰富和发展原有知识体系，在大脑中建构起新的知识、能力、价值观联系。

[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。（3）知道干细胞的种类、特点和应用。

2、能力目标：

（1）学会学习，培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力

（2）独立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）体会生命的运动性，体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想（2）去关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题，激发社会责任感和使命感，激发学生关爱生命的美好情感。

[教学重点与难点]

教学重点

（1）细胞分化的概念和意义（2）细胞全能性的概念 教学难点

（1）细胞分化的概念

2（2）细胞全能性、干细胞概念及实例。

[教法方法] 1．本节课的授课形式以学习分析正确例证为主，教师主要起引导和提示作用，是“学与教”的过程模式。

2．在教学中为了激发学生的学习动机，采取了以下策略：创设问题情境，激发学生的认识兴趣和求知欲；使学习材料与社会生活相联系，增强学生对获得有用的知识本身发生兴趣；进行正确的评价和适当的表扬，以巩固和发展学生正确的学习动机。

[课时安排] 1课时。

[教学过程] 【导入】

师:在上节课我们学习了细胞的增殖，明白了细胞是通过周期性的有丝分裂和无丝分裂两种方式来增殖的，那么我们这节课来学习细胞生命历程中的另外一种方式，细胞的分化。【讲授过程】

师：我们现在看两张图，大家在看图过程中思考一下这几个问题：

1、个体发育的起点是什么？

2、受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是哪种细胞增殖方式呢？

3、如果单纯通过细胞分裂使细胞数目增加，会不会形成一个独立的生物个体？

生：不能。

师：对。那么个体的形成除了通过细胞分裂使细胞数目增多，还要经过分化过程，那么什么是分化，我们看一下书上的概念。

师：（PPT展示）在个体发育过程中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

在这里，我们需要注意一下什么是稳定性差异，比如在动物胚胎发育过程中，红细胞和心肌细胞都是来自中胚层。但是，后来红细胞能够合成血红蛋白，而心肌细胞则能够合成肌动蛋白和肌球蛋白。这两种细胞的稳定性差异是不可逆转的。

那么我们现在思考一下，细胞分化只发生在胚胎时期，还是发生在生物体生命的整个过程中呢？你能举例说明吗？

学生：。。。

师：（展示PPT)骨髓中的造血干细胞可以分化成红细胞，血小板和白细胞多种血细胞；当我们皮肤受伤，还会有表皮的生发层细胞能分裂分化成角质层细胞，以补充死亡脱落的角质层细胞，等等这些例子都说明了细胞的分化不知发生在胚胎时期，而是发生在生物生命的整个过程当中。只是在胚胎时期，细胞的分化的最为旺盛的时期。

师：在了解了细胞分化的概念之后，我们共同来探讨一下细胞的分化有什么样的特征呢？我们大家一起来看一下我们教材的118页。（引导学生阅读课本118页，归纳细胞分化的特征和意义）【学生讨论 教师共同归纳】

师：(展示PPT)细胞分化是生物界中十分普遍的一种生命现象（普遍性）；细胞分化发生于生物体的整个生命进程，但在胚胎发育期最旺盛、最频繁（持久性）；分化后的细胞将一直保持分化后的状态，而不会再变为其它细胞（稳定性）；造血干细胞会分化为红细胞，红细胞最终衰老、死亡，而不会再形成造血干细胞（不可逆性），分化的过程中遗传物质不改变（遗传物质不变性）。

师：那么接着我们看一下细胞分化对生物体的生长发育具有什么样的意义呢？

生：它是生物个体发育的基础。多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。

师：对。首先，它是生物个体发育的基础。在这之上，分化多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。

师：现在我们知道了，一个个体的形成既要有细胞分裂，又必须进行细胞分化。现在我们共同来比较一下细胞分裂和细胞分化。

在了解了这个的基础之上，我们再进行思考下一个问题，一个高度分化的细胞，已经失去了继续分裂的能力，那它们还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？

根据细胞分化和分裂的关系，细胞分裂是分化的基础，要想让高度分化的细胞再继续分化，必须要具备什么条件？（首先要恢复其分裂能力。）那能否实现呢？下面来看一个实验。

（展示图7-1植物组织培养的流程图）

师：通过对植物组织培养实验的分析，我们能够得出一个概念。就是细胞的全能性。细胞全能性是指高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜 4 能，这种潜能我们称之为细胞全能性。那么细胞为什么会有全能性呢？同时，它有没有在分化的过程中失去一些基因呢？

生：。。。

师：（PPT）高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。再有高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。

这里插一句实现细胞的全能性是需要一定的条件的。（展示PPT）。

学生记笔记

师：好，按照以上逻辑进行分析，高度分化的动物细胞也应该具有全能性，也应该能够发育成一个完整的个体。但事实却不尽人意。到目前为止，人们还没有成功的将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。我说了这个话，有些同学可能就会提出疑问了，那克隆羊又是怎么回事呢？我们来说一下克隆羊的诞生。

将体细胞植入代孕母羊体内不会产生多利，这是为什么呢？

生：说明高度分化的细胞没有全能性。

师：是的。但是我们将体细胞的细胞核和另一只母羊的去核卵细胞结合成新的细胞，再植入代孕母羊子宫内，多利就这样诞生了。这又说明了什么？

生：体细胞核具有全能性。

师：嗯，高度分化的动物细胞全能性受到限制，而高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。

设问推测克隆羊和哪只绵羊最相似？推测的依据？（提供细胞核，细胞核中含有本物种全套遗传物质）。因此高度分化的动物细胞全能性虽然受到限制，而细胞核具有全能性。

人们根据干细胞分化潜能不同可分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。总结出受精卵早期分裂出的细胞是具全能性的。随着细胞的分裂与分化，发育的潜能渐渐被局限，从全能干细胞到多能干细胞，到专能干细胞，最后成为分化终端的细胞。

师：我们现在总结一下这节课所学内容，（展示PPT）。

课堂练习，叫同学回答问题。

师：（展示有关白血病和骨髓移植方面的图文资料）。白血病 ,俗称“血癌” ,是一种恶性程度极高的血液病。患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞 ,延长病人的生命。

1、白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。

2、健康人的造血干细胞会不断产生新的血细胞。

3、骨髓内有造血干细胞，造血干细胞可以产生各种血细胞（过渡）同学们，我们是幸运的，因为我们是健康的，对于白血病患者，我们能做些什么呢？学生发表自己的意见，教师说，啊，只要人人都献出一点爱，世界将变成美好的人间。【小结】

细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，细胞分裂是细胞分化的基础，通过细胞的分裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。人类利用植物细胞的全能性，通过组织培养，生产出大量的植物优良品种，拯救珍稀物种，为人类造福。对动物和人体干细胞的研究，将为人类战胜病魔带来福音。同学们，努力吧，走科学研究的道路，胜利是属于你们的。

[板书设计] [教学反思]

第三篇：细胞分化说课稿

细胞的分化说课稿

山西省柳林县鑫飞中学 张转梅

尊敬的各位老师：

大家好，今天我将要为大家讲的课题是生物必修一《分子与细胞》第六章第二节《细胞分化》

首先，我对本节教材进行一些分析

一、教材结构与内容简析

本节内容在全书及章节的地位：《细胞分化》是高中生物新教材必修一第六章第二节内容。在此之前，学生已学习了细胞的分裂以及生物体的发育过程，生物体发育过程（以人为例）是从一个受精卵发育而来的，是由单细胞逐渐的发育成多细胞的生物体，这为过渡到本节的学习起着铺垫作用。本节内容是生物个体发育的基础，细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，因此，在生物体的发育过程中，占据了非常重要的地位。

学好这个框题为学好以后的遗传进化专题打下牢固的理论基础，而且它在必修一《分子与细胞》和必修二《遗传与进化》中起到了承上启下的作用。

二、教学目标

根据上述教材结构与内容分析，考虑到学生的认知结构心理特征，制定如下教学目标： 1．知识目标

①描述细胞分化的过程及原因。

②说出细胞全能性的概念及其原因，并列举全能性的实例。2．能力目标

①培养学生的科学探究方法和生物学素养。②学会鉴别、选择、运用和交流信息。3．情感目标

①引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题，激发社会责任感和使命感。②通过了解干细胞的有关知识以及最新进展，增强学生探索新知识的欲望和创新意识。

三、教学重点、难点(一)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、学情分析及学法指导

学生在初中对“细胞分化”的知识已有初步的了解，在学完“细胞的增殖”后学习本节，使学生对生物的个体发育有一个系统的理解。这节课内容比较抽象，学生缺乏一定的感性认识，因此需要教师在教学中应用多种教学手段，激发学生的学习兴趣，从而提高学习效果。下面，为了科学讲清重点、难点，使学生能达到本节设定的教学目标，我再从教法和学法上谈谈：

五、教法

（一）教学方法分析

本节内容安排两课完成,这是第一课时。主要采用以下两种教学方法：

直观教学法——采用多媒体技术，把细胞的形态结构多样、功能多样以感性材料的形式展现在学生面前，让他们通过听、看、思考、探究等形式去领悟细胞分化的内涵。

实验法——通过列举科学家经典实验来让学生接受已分化的植物体细胞以及高等动物的体细胞核具有全能性。

课堂教学模式采用“导引”——“探究”——“评价”——“迁移”，“四步骤八环节”的“双效”课堂模式。

六、学法

主要进行以下学习方法的指导：

（1）引导学生跟随老师的问题，积极思考，将原 有的知识应用到新知识的学习中，完成知识的迁移。

（2）进一步培养观察、分析以及归纳的能力。

（3）结合书本的文字叙述、图片，进一步提高分析归纳能力。

最后我具体来谈谈这一堂课的教学过程：

七、教学程序及设想

在这节课的教学过程中，我注重突出重点，条理清晰，紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流，最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。

本节课的教学过程分为三个环节：

1、导入新课：（2—3分钟）

结合上节课学过的知识和生活中常见的生物体的发育过程，以及教材开头的情景设置导入新课。以人类的发育过程为引导，首先，人类是由一个受精卵经过细胞的分裂而转变成得多细胞团，而后再经过某些变化逐渐发育成成型的人体，这个过程是分化过程。

导语设计的依据：一是概括了旧知识，引出新知识，温故而知新，使学生能够知道新知识和旧知识之间的联系。二是使学生明确本节课要讲述的内容，以激发起学生的求知欲望。这是生物教学非常重要的一个环节。

2、讲授新课：（35分钟）在讲授新课的过程中，我突出教材的重点，明确地分析教材的难点。还根据教材的特点，学生的实际、自身的特长，以及教学设备的情况，我选择了多媒体的教学手段。这些教学手段的运用可以使抽象的知识具体化，枯燥的知识生动化，乏味的知识兴趣化。在讲述何谓细胞分化时，可以用人的发育过程为例，最初，人是一个受精卵，到发育成熟时便是有了四肢、五官、五脏的人，这些都是细胞分化的结果，而且在前面已经学到了成熟的红细胞无核结构，所以寿命很短，但是红细胞的数目始终保持着相对平衡的状态，这些都是骨髓中的干细胞分化的结果。白血病病人需要移植骨髓才能治愈，这也是因为骨髓中的干细胞又可以分化红细胞的缘故。

在讲述细胞分化的意义时，也可以用实例来解决，工厂的生产车间里不同的工人干着不同的工作，一件产品的产出需要这些工人才能创造出来，一个生物体就像一个车间一样，不同的细胞各司其职，相互合作。工人的分工是主管调解出来的，而不同细胞的出现就是细胞分化的结果，所以说，细胞的分化是生物体发育的基础。

在讲到细胞全能性的时候，要多给学生举些关于细胞全能性的例子，如植物组织培养、克隆技术等等，让学生从实际的例子中真正的悟出细胞全能性的含义。此外，还要重视教材中的疑问，适当对题目进行引申,使它的作用更加突出，有利于学生对知识的串联、积累、加工，从而达到举一反三的效果。怎样来解释细胞的全能性呢？这主要以讲授法来解释了，细胞全能性的体现需要在组织或器官离体后才能体现出来，每个细胞都包含着生物体的全套遗传基因，通过基因选择性的表达，使离体的组织或器官通过分裂和分化逐渐发育成完整的植株。

3、课堂小结，强化认识。（2—3分钟）

课堂小结，可以把课堂传授的知识尽快地转化为学生的素质；简单扼要的课堂小结，可使学生更深刻地理解分化理论在实际生活中的应用，并且逐渐地培养学生总结分析能力。

4、板书设计

我比较注重直观、系统的板书设计，还及时地体现教材中的知识点，以便于学生能够理解掌握。

（一）细胞分化的定义解释

（二）细胞分化的意义

（三）细胞全能性的定义

（四）对细胞全能性的解释

5、变式延伸，进行重构。

重视课本例题，适当对知识点进行引申，有利于学生对知识的串联、累积、加工。

6、布置作业：课堂作业选些经典题作为作业。

针对学生素质的差异进行分层训练，既使学生掌握基础知识，又使学有佘力的学生有所提高，从而达到拔尖和“减负”的目的。

八、教学反思

本节课教学内容比较抽象，学生学起来觉得比较困难。为此，本人较注重课程资源的选择、整合和优化。通过课件逐步演示细胞分化的特点，很好地让学生感受了细胞分化过程的动态性和连续性。适当运用视频教学，加快了课堂活动的节奏，增大了课堂活动的容量，也加快了教学进程。在整个的教学过程中善于把教学与实际的生活联系，给予了情感上的引导。总的来说，本节课取得了较好的效果。但是，上课的时候缺少一些鼓励性的语言，多采用一些交谈式、启发式的语言效果会更好些。

第四篇：细胞分化教案

《细胞分化》的教学设计

[设计思路]

关于细胞分化，课程标准的要求是“说明细胞的分化”和“举例说明细胞的全能性”，这都是“理解”水平的要求；课程标准建议开展的学生活动是“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。鉴于细胞分化的重要性，课程标准从知识层面对细胞分化的学习内容提出了比较高的要求。本节内容是这样安排的：先介绍什么是细胞分化，细胞分化对多细胞生物体的发育有什么重要意义；再介绍已经分化的细胞，仍然可能具有发育为完整个体的潜能，即具有全能性；最后安排“干细胞研究进展与人类健康”的资料搜集与分析活动。

细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心，为提高学生的学习兴趣，联系媒体上经常有号召大家向白血病患儿献爱心，捐骨髓的报导，引导学生思考，为什么骨髓移植能治疗白血病？只要平时关注媒体报道的学生，大多数能说出“是因为骨髓中有造血干细胞。”就此引入细胞分化的学习。

细胞分化的概念，内涵较深刻，也是学生较难理解的，可通过提供充分的感性材料：图像信息，多媒体课件演示动物个体发育过程，植物个体发育过程；帮助学生理解早期胚胎中彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态、结构和功能上不相同的细胞。从而认同细胞分化的重要意义。在学生理解了细胞分化的重要意义后，可引导学生由现象深入到本质，探究细胞分化产生的稳定性差异是不是遗传物质的改变引起的？怎样用科学的方法来证明你的观点？培养了学生的科学研究方法和创新精神。

细胞的全能性是教学的难点，可通过利用多媒体动、植物细胞全能性的试验，以及学生列举事例来加深理解。掌握全能性的概念、组织培养和克隆知识在工农业生产方面的应用。[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（3）举例说明干细胞的种类、特点和应用。

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（1）通过学习使学生体会生命的运动性，体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想

（2）引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题，激发社会责任感和使命感，激发学生关爱生命的美好情感。[教学重点与难点]

教学重点

（1）细胞分化的概念和意义（2）细胞全能性的概念 教学难点

（1）细胞分化的概念

（2）细胞全能性、干细胞概念及实例。教法学法：

高中阶段的学生已经有了一定的抽象思维能力和综合思维能力。由于此部分知识比较抽象，学生将抽象知识具体化、形象化的能力还不够，需要教师由浅入深，从生活中的事例入手，从学生身边常见的实例展开组织教学活动。同时，由于学生的心理特征存在个体差异，对新鲜知识的接收与认知程度不一，因此，教学中要注意从学生的具体实际出发，抓住学生的认知特点，采用恰当的教学策略，使生物科学知识有效地整合到学生原有认知结构中去，丰富和发展原有知识体系，在大脑中建构起新的知识、能力、价值观联系。

1．本节课的授课形式以学习分析正确例证为主，教师主要起引导和提示作用，是“学与教”的过程模式。

2．在教学中为了激发学生的学习动机，采取了以下策略：创设问题情境，激发学生的认识兴趣和求知欲；使学习材料与社会生活相联系，增强学生对获得有用的知识本身发生兴趣；进行正确的评价和适当的表扬，以巩固和发展学生正确的学习动机。课时安排： 1课时。教学过程： 【提出问题】

个体发育的起点是什么？

受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是哪种细胞增殖方式呢？ 如果单纯通过细胞分裂使细胞数目增加，会不会形成一个独立的生物个体？ 【学生讨论】

学生联系细胞增殖的有关知识。个体发育的起点是受精卵，受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是有丝分裂，而如果只有细胞分裂是不能形成一个独立的生物体的。要形成一个生物个体，就还要经过细胞的分化，引入“第一节 细胞分化“ 【教师引导】

个体的形成除了通过细胞分裂使细胞数目增多，还要经过细胞分化的过程。那什么是细胞分化呢？ 【学生回答】

在个体发育过程中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。【教师引导】

那么细胞分化发生在什么时期？有什么样的特征呢？（引导学生阅读课本113页，归纳细胞分化的特征和意义）【学生讨论 教师共同归纳】

细胞分化是生物界中十分普遍的一种生命现象（普遍性）；细胞分化发生于生物体的整个生命进程，但在胚胎发育期最旺盛、最频繁（持久性）；分化后的细胞将一直保持分化后的状态，而不会再变为其它细胞（稳定性）；造血干细胞会分化为红细胞，红细胞最终衰老、死亡，而不会再形成造血干细胞（不可逆性），分化的过程中遗传物质不改变（遗传物质不变性）。

那么细胞分化对生物体的生长发育具有什么样的意义呢？

细胞分化使多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。是生物个体发育的基础。【教师引导】

现在我们知道了，一个个体的形成既要有细胞分裂，又必须进行细胞分化。既然同一个体的每个细胞都由受精卵有丝分裂产生，而细胞分化使细胞之间存在稳定的差异，这些差异差异是不是细胞的遗传物质改变引起的呢？ 【学生讨论 教师共同归纳】

细胞有丝分裂能够保证每个子细胞都获得了与母细胞同样的一份染色体，具有相同的遗传信息，并未发生遗传物质的改变，细胞分化的遗传本质是基因选择性表达的结果。教师例举关于细胞分化的具体例子。红细胞 红细胞合成血红蛋白

——均来自中胚层 ——基因选择性表达的结果——细胞分化

心肌细胞 心肌细胞合成肌动、肌球蛋白 【过度】 高度分化的细胞，已经失去了继续分裂的能力，那它们还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？引入细胞全能性的探究。

根据细胞分化和分裂的关系，细胞分裂是分化的基础，要想让高度分化的细胞再继续分化，必须要具备什么条件？（首先要恢复其分裂能力。）那能否实现呢？

【学生思考阅读与分析】

展示图7-1植物组织培养的流程图。

【学生讨论】通过对植物组织培养实验的分析，得出什么是细胞全能性的概念？细胞为什么会有全能性呢？

【学生讨论】细胞全能性是指高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞全能性。高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。

【教师引导】通过对植物组织培养实验的分析，得出高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞的全能性。那么细胞为什么会有全能性呢？

【教师引导】：高度分化的植物细胞中有没有因为分化而失去基因？（没有）高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。【提出问题】

按照以上逻辑进行分析，高度分化的动物细胞也应该具有全能性，也应该能够发育成一个完整的个体。但事实是否如此呢？到目前为止，人们还没有成功的将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。那有些同学可能就会提出疑问了，那克隆羊又是怎么回事呢？

【图7-2】蛙的核移植实验流程图，讲解动物克隆——“多莉”产生的过程图解。【学生讨论】得出高度分化的动物细胞全能性受到限制，而高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。

设问推测克隆羊和哪只绵羊最相似？推测的依据？（提供细胞核，细胞核中含有本物种全套遗传物质）。因此高度分化的动物细胞全能性虽然受到限制，而细胞核具有全能性。

【教师引导】从上述实验，我们知道了动物细胞的细胞核具有全能性，既然每个细胞的细胞核仍然具有全部遗传物质，那为什么高度分化的动物细胞不能直接发育成一个完整的个体，动物细胞的全能性究竟怎样呢？并让学生比较植物细胞，动物细胞；受精卵，卵细胞、体细胞的全能性大小。【学生讨论】

高度分化的动物细胞的全能性小。高度分化的植物细胞的全能性大于高度分化的动物细胞；受精卵的全能性最大；以此得出结论：细胞分化程度越低，全能性就越高。【教师引导】

那么在动物体和人体内，就没有能够进行分裂和分化的细胞了吗？（讲解细胞分化的过程）

【学生讨论，师生共同归纳】

在动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞——干细胞，【学生思考】图7—3干细胞分化形成各种血细胞的过程示意图。讨论干细胞的分类

根据干细胞分化潜能不同可分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。总结出受精卵早期分裂出的细胞是具全能性的。随着细胞的分裂与分化，发育的潜能渐渐被局限，从全能干细胞到多能干细胞，到专能干细胞，最后成为分化终端的细胞。

【教师讲述】 有关白血病和骨髓移植方面的文字资料。【提出问题】

1、请同学们说说对白血病的了解。

2、捐献适量的造血干细胞，为什么不会伤害捐献者的身体健康？

3、骨髓移植为什么可以治疗人类白血病？ 【学生讨论】

1、白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。

2、健康人的造血干细胞会不断产生新的血细胞。

3、骨髓内有造血干细胞，造血干细胞可以产生各种血细胞（过渡）同学们，我们是幸运的，因为我们是健康的，对于白血病患者，我们能做些什么呢？学生发表自己的意见，教师说，啊，只要人人都献出一点爱，世界将变成美好的人间。

【小结】细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，细胞分裂是细胞分化的基础，通过细胞的分裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。人类利用植物细胞的全能性，通过组织培养，生产出大量的植物优良品种，拯救珍稀物种，为人类造福。对动物和人体干细胞的研究，将为人类战胜病魔带来福音。同学们，努力吧，走科学研究的道路，胜利是属于你们的。

板书设计 第二节 细胞分化

一、细胞的分化

1、概念

2、特征（1）普遍性

（2）持久性

（3）稳定性

（4）不可逆性（5）遗传物质不变性

3、意义

4、实质：基因选择表达的结果

二、细胞分化的基础——细胞全能性

1、概念

2、原因

三、干细胞

1、概念

2、种类

3、应用

第五篇：细胞分化-----说课稿

细胞的分化说课稿

贾正福

各位老师：

大家好！今天我将要为大家讲的课题是生物必修一《分子与细胞》第六章第二节《细胞的分化》。对于本节课,我将从“教材分析,学情分析,学法分析，教学分析,教学程序,自我反思”这样六个方面进行剖析.一、教材分析

本节内容在全书及章节的地位：《细胞分化》是高中生物新教材必修一第六章第二节内容。在此之前，学生已学习了细胞的分裂以及生物体的发育过程，生物体发育过程（以人为例）是从一个受精卵发育而来的，是由单细胞逐渐的发育成多细胞的生物体，这为过渡到本节的学习起着铺垫作用。该内容既是对细胞结构、功能和分裂等知识的拓展和延伸，又为学习遗传、变异打下基础。

学好这个框题为学好以后的遗传进化专题打下牢固的理论基础，而且它在必修一《分子与细胞》和必修二《遗传与进化》中起到了承上启下的作用。

现在在让我们一起看看本节课的教学目标 教学目标 1.知识目标

（1）描述细胞分化的过程及原因。

（2）说出细胞全能性的概念及其原因，并列举全能性的实例。2.能力目标

（1）培养科学探究方法和生物学素养。（2）学会鉴别、选择、运用和交流信息。3.情感目标

通过了解干细胞的有关知识以及最新进展，逐渐养成关注

生物科学发展、关注生命健康、关注社会热点的习惯。教学重点、难点

本着课程标准，在吃透教材基础上，我确立了如下的教学重点、难点 重点：（1）细胞分化的概念和意义；（2）细胞全能性的概念 难点：细胞全能性的概念和实例

二、学情分析： 1.学生已学习过有关细胞分化的概念、实质、特点的知识；对于细胞的分化的例子有一些感性的认识，从而比较好理解细胞分化对于各种组织、器官、系统的建成的重要意义。同时，本节课

内容比较抽象，因此老师要多在教学中应用多种教学手段，从而提高学习效果。

2.因为本节内容涉及到个体发育等知识，学生对此有一定的认识，学习的兴趣比较高。

三、学法分析：

通过学生课下自主学习和自主完成学案，能够自主掌握课本比较简单的知识点，这样做比老师在课堂上满堂灌的效果好得多，同时在教学环节中让学生小组合作交流，能够带动学生集体学习，帮助学生理解相应的知识点，最后，关于植物细胞的吸水和失水过程让学生以小组的形式课前自主设计探究方案并展示，真正把课堂交给学生，通过自己亲手设计和操作，以有利于学生对该知识点的理解和记忆。

四、教法分析

下面，为了科学讲清重点、难点，使学生能达到本节设定的教学目标，本节课用到的教法有：

启发式教学法、谈话法、比较法、指导读书法等，引导学生思考一系列问题，同时利用多媒体课件，创设形象生动的教学氛围，使他们积极主动参与到教学中。

五、教学程序

最后我具体来谈谈这一堂课的教学过程：

在这节课的教学过程中，我注重突出重点，条理清晰，紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流，最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。

1、导入新课：

结合之前学过的知识和生活中常见的生物体的发育过程，以观看受精到个体视频导入新课。以人类的发育过程为引导，首先，人类是由一个受精卵经过细胞的分裂而转变成得多细胞团，而后再经过某些变化逐渐发育成成型的人体，这个过程是分化过程。

导语设计的依据：一是概括了旧知识，引出新知识，温故而知新，使学生能够知道新知识和旧知识之间的联系。二是使学生明确本节课要讲述的内容，以激发起学生的求知欲望。这是生物教学非常重要的一个环节。

2、讲授新课：

通过前面导入，接着直接引出细胞分化的概念

1、细胞分化的概念

在讲述何谓细胞分化时，主要采用归纳式的方法。从人体胚胎发育的具体事例入手，帮助学生理解什么是细胞分化。动物胚发育的过程，以胚胎各类组织器官讲起。植物各组织，以叶肉细胞、表皮细胞核贮藏细胞的分化为例。

通过这些实例帮助学生理解早起胚胎中彼此相似的细胞，经过分裂和分化，发育为形态。接着介绍分化的特点，讲完概念后，再结合实例，对号入座，进一步加深同学对知识点的掌握。紧接着通过红细胞和肌肉细胞选择性表达激动蛋白和血红蛋白，解释细胞分化的机理。再介绍细胞分化的意义。后面再通过比较分化和增殖的比较，进一步巩固知识。紧接着播放动画，由此引入对“细胞的全能性”的学习。

2、细胞全能性

在讲到细胞全能性的时候，主要以讲授法来解释。多给学生举些关于细胞全能性的例子，如植物组织培养、克隆技术等等，让学生从实际的例子中真正的悟出细胞 全能性的含义。此外，还要重视教材中的疑问，适当对 题目进行引申, 使它的作用更加突出，有利于学生对知识的串联、积累、加工，从而达到举一反三 的效果。同时介绍植物细胞和细胞核的全能性的实例，进一步讲解其意义。

3、干细胞

强调干细胞的概念、分类及应用，并叫学生课下自主收集有关资料。

最后进行小结，然后通过7道习题讲解，进一步巩固本节课内容。

六、自我反思

本节课内容较抽象，时间和效果较难把握，某些知识点的讲解不到位，以及对学生问题回答的评价方面还有点欠缺，在今后的教学过程中，如条件允许的话，在课下收集有关干细胞的相关资料，亲自感悟干细胞的原理和本质，由于本节课内容抽象，效果更好。

我的说课完毕，谢谢大家，在教学过程中存在的不足，诚望在座的各位老师提出宝贵的意见！

六、板书设计

第二节 细胞的分化

一、细胞的分化

1、概念

稳定性

2、特点 持久性

不可逆性

遗传物质不变性

3、实质：遗传信息的执行情况不同

4、意义

二、细胞全能性

1、概念

2、原因

分化能力越高全能性越低

三、干细胞

1、概念

2、种类

3、应用