6.2 细胞的分化 教学设计 高中生物学人教版（2019）必修1

《细胞的分化》教学设计（高一年级·1课时） 一、教材分析 （一）知识地位 本节内容位于人教版高中生物学必修1《分子与细胞》第六章第二节，是细胞生命历程中的重要环节。细胞分化是多细胞生物个体发育的基础，既承接细胞分裂、细胞结构等基础知识，又为遗传变异、克隆技术等内容奠定理论基础，在教材体系中具有承上启下的枢纽作用。 （二）核心概念 核心概念：细胞分化的实质、细胞全能性原理 跨学科联系：基因表达（遗传学）、组织工程（医学）、克隆技术（生物技术） 二、核心素养渗透 1. 生命观念 建立"结构与功能相适应"的生物学观点（如红细胞运输氧气的特殊结构） 理解"细胞分化是生物个体发育基础"的系统观 2. 科学思维 通过对比实验数据分析基因选择性表达机制 运用归纳法总结细胞分化特点 3. 科学探究 设计虚拟实验验证细胞全能性条件 分析干细胞治疗的伦理问题 4. 社会责任 讨论癌症治疗中的细胞分化异常问题 评价干细胞研究的伦理规范 三、教学重难点 内容解析 突破策略 重点 1. 细胞分化的概念及生物学意义2. 细胞全能性的内涵及应用 ① 构建"受精卵→干细胞→分化细胞"动态模型② 植物组织培养虚拟实验演示 难点 1. 基因选择性表达的分子机制2. 动物细胞核全能性与细胞全能性的区别 ① 利用荧光蛋白标记技术模拟基因表达② 对比非洲爪蟾核移植与胡萝卜培养实验 四、教学流程设计 创新导入：生命密码破译行动（8分钟） 情境创设： 展示双胞胎指纹对比图，提出核心问题："同一受精卵分裂产生的细胞，为何形成不同形态功能的组织？" 启发性活动： 实验猜想：分发三种细胞（神经细胞、肌细胞、上皮细胞）的3D打印模型 小组任务： 1. 比较细胞形态结构差异（显微镜观察示意图） 2. 推测遗传物质是否相同（提供DNA电泳结果图） 3. 建立初步假设：细胞分化是否改变遗传信息？ 板书框架： 生命之谜 → 细胞分化 → 遗传之谜 → 功能之谜 核心探究1：细胞分化解密站（20分钟） 环节1：概念建构 案例1：白血病患者血细胞分化异常视频 问题链： (1) 正常血细胞如何产生？ (2) 分化异常导致什么后果？ (3) 推测分化过程的关键调控因素？ 核心活动： 动态基因图谱演示（管家基因vs奢侈基因） 实验数据分析（表1）： 细胞类型 血红蛋白基因 胰岛素基因 呼吸酶基因 红细胞 表达 未表达 表达 胰岛β细胞 未表达 表达 表达 归纳结论： 细胞分化本质 = 基因选择性表达 遗传物质不变 → 基因表达谱改变 → 蛋白质组差异 环节2：深度辨析 认知冲突：展示皮肤再生现象，质疑"分化是否可逆" 科学史资料：2012年诺贝尔奖（iPS细胞技术） 小组辩论：分化细胞的转化潜能 板书升级： 细胞分化特点： 持久性 → 稳定性 → 不可逆性（相对） → 普遍性 核心探究2：全能性探索实验室（18分钟） 实验推演1：植物细胞全能性 虚拟实验：胡萝卜组织培养模拟系统 操作步骤： 1. 离体处理 → 2. 脱分化 → 3. 再分化 关键条件： 激素调控（生长素/细胞分裂素比例动态变化） 无菌环境（污染案例警示图） 实验推演2：动物细胞核全能性 对比实验：非洲爪蟾核移植实验流程图解 认知进阶： 体细胞核全能性 ≠ 细胞全能性 克隆技术的生物学基础 概念外延： 全能性等级： 受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞 植物细胞 > 动物细胞 社会应用 案例1：兰花工厂化育苗技术 案例2：皮肤移植用人工表皮培养 伦理研讨：克隆人技术的禁区 实践拓展：干细胞医疗中心（10分钟） 角色扮演： 医生组：分析白血病骨髓移植原理 科研组：设计iPS细胞治疗帕金森方案 伦理委员会：评估胚胎干细胞使用规范 数据透视： 全球干细胞临床试验分布图（2023） 我国干细胞研究突破时间轴 板书整合： 干细胞类型： 全能 → 多能 → 专能 应用领域： 再生医学 疾病模型 药物筛选 五、教学评价设 ... ...