第一篇：《細胞生物學教程》 第14章 細胞分化（本站推薦）

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《細胞生物學教程》

第14章 細胞分化

第一節 受精與胚胎發育

在個體發育（ontogeny）中，細胞后代在形態結構和功能上發生差異的過程稱為細胞分化（differentiation）。細胞分化不僅發生在胚胎發育中，而是在一生都進行著，以補充衰老和死亡的細胞，如：多能造血干細胞分化為不同血細胞的細胞分化過程。

個體發育是指一個新個體從產生到死亡的全部歷程。對兩性生殖的生物來說，新個體始于兩性配子（精子和卵子）的結合——受精（fertilization）。卵子受精后啟動發育程序，形成一個新個體的過程叫做胚胎發育（embryogenesis）。胚胎發育包括受精、卵裂（cleavage）、原腸胚形成（gastrulation）、神經胚形成（neurulation）、器官形成（organogenesis）等幾個主要的發育階段，許多動物還必須經過胚后發育階段——變態（metamorphosis），才能發育為成體。

第一節 受精與胚胎發育

一、精子和卵的結構

在動物中精母細胞通過減數分裂后形成四個精細胞[1]，精細胞經過精子形成（spermiogenesis）的變態發育過程，排除大部分細胞質，內部發生一系列變化，成為精子。成熟的精子(spermatozoon)形似蝌蚪，分頭、尾兩部（圖14-1）。頭內有一個高度濃縮的細胞核，核的前2/3有頂體覆蓋（圖14-2）。頂體實質上是一個很大的溶酶體，內含多種水解酶，如頂體蛋白酶、透明質酸酶、酸性磷酸酶等。在受精時，精子釋放頂體酶消化卵子外面的結構，進入卵內。精于尾部又稱鞭毛(flagellum)，是精于的運動裝置。尾部可分為頸段、中段、主段和末段四部分。頸段很短，其內有兩個相互垂直的中心粒。其他三段內的主要結構是由中心粒發出的軸絲，由9+2排列的微管組成。中段短，在軸絲外包有線粒體鞘，為鞭毛的運動提供能量。主段長，沒有線粒體鞘，代之以纖維鞘。末段短，僅有軸絲。個別動物如介殼蟲的精子沒有鞭毛。

圖14-1精子的結構模式圖

圖14-2 紹鴨精子頭部的縱切（左）和橫切（右）A：頂體；AS：頂體突起；N：細胞核

大多數動物的卵是一個大型的單個細胞，貯存有大量的營養供胚胎發育所用。卵的直徑在人和海膽中約為0.1mm，魚類和兩棲類中約為1-2mm，鳥類中可以達到幾厘米甚至十幾厘米。卵的細胞質中富含蛋白質、脂類和多糖的營養成分稱為卵黃（yolk），它們通常存在于卵黃顆粒中，有的種類中卵黃顆粒外還有膜包圍。在體外孵化的種類中卵黃的體積可達卵的95%以上。

卵的外面具有外被（coat），其成分主要是糖蛋白，是由卵細胞或其它細胞分泌的。在哺乳動物中這種外被叫做透明帶（zona pellucida），其作用是保護卵子，阻止異種精子進入。許多卵的透明帶下面（皮質部，cortex）還有一層分泌性的囊泡，稱為皮層顆粒（cortical granules），受精時以外排的方式釋放皮層顆粒能引起透明帶結構變化，形成受精膜，阻止其它精子進入。

卵細胞實際上是停留在第一次或第二次減數分裂階段的卵母細胞，直到受精以后，才完成減數分裂，并釋放極體。人類從卵巢排出的卵子處于第二次成熟分裂的中期，在受精時才完成第二次分裂。若未受精，則于排卵后12-24小時退化。

二、受精

受精包括精子的獲能（capacitation）、頂體反應（acrosome reaction）、皮層反應（cortical reaction）、原核形成和融合等過程（圖14-3）。

剛排出的精子雖有運動能力，但不能穿過卵子的放射冠和透明帶，只有接受雌性生殖道的分泌物（獲能因子），才具有受精能力，這種作用稱為精子獲能。在體外條件下，血清白蛋白（serum albumin）、高密脂蛋白（high-density lipoproteins）、氨基聚糖（glycosaminoglycans）、孕酮、鈣離子載體（A23187）、ZP3、CO2等均可促進精子獲能。獲能后精子表面阻止受精的附睪蛋白和精漿蛋白被除去或改變，質膜膽固醇流失，與卵子結合的受體暴露。獲能期間，鈣通道被激活、耗氧量和糖酵解明顯增加，pH升高，腺苷酸環化酶激活，導致胞內cAMP含量升高，蛋白激酶A活化，精子活力增加，頂體酶原轉化為有活性的頂體酶。

圖14-3 受精的早期事件 引自Janice P.Evans 2002 獲能的精子首先借助頭后部（頂體后區）質膜PH-20的透明質酸酶活性穿過卵母細胞外卵丘細胞層，到達透明帶，然后精子通過頭前部（頂體區）質膜表面的ZP結合蛋白與卵母細胞透明帶發生識別，完成結合過程，誘發頂體反應，即：頂體以外排的方式釋放出水解酶，將卵子的透明帶和卵黃膜溶解，形成精子穿過的通道。在海膽中此時精子的前端在微絲的作用下還會形成頂體突起（哺乳動物不具有）。

精子進入卵子后，導致卵膜去極化，動作電位由受精點傳至膜表面，使精子受體失活。在精子接觸點上，磷脂酰肌醇信號途徑啟動，產生DAG和IP3。DAG激活蛋白激酶C，啟動DNA的復制。IP3導致內質網中的鈣離子釋放，鈣濃度呈有規律的躍遷，稱為鈣波。鈣信號進而引起皮層反應，即：卵細胞膜下的皮層顆粒（內含酶類的囊泡），以外排的方式，進入卵 4 黃膜和卵膜之間的腔隙，酶類引起透明帶“硬化”，形成受精膜。

精子的刺激使處于休眠狀態的卵子被激活，重新回到減數分裂階段，迅速完成第二次分裂，釋放極體。此時精子和卵子的細胞核分別稱為雄原核（male pronucleus）和雌原核（female pronucleus）。兩個原核逐漸在細胞中部靠攏，核膜隨即消失，染色體混合，形成二倍體的受精卵（fertilized ovum），又稱合子（zygote）。

通常一個卵子和一個精子結合，多精進入會形成多余的分裂極和紡錘體，導致細胞異常分裂而使胚胎發育終止。受精后通過兩種機制阻止多精進入，一是膜瞬間去極化；二是通過皮層反應，破壞精子受體和形成受精膜。受精后精子的核、中心粒（鞭毛基粒）和線粒體均注入卵中。線粒體之所以表現為母系遺傳，是因為受精卵中只有僅母本線粒體可以存活。

許多昆蟲、軟體動物、軟骨魚、有尾兩棲類、爬行類和鳥類在受精時有多于一個精子進入卵內，但只有一個雄原核與雌原核發生融合，參與發育，其余的精核逐漸退化消失。有時多余的精于也發生一些畸形的分裂，但不妨礙正常卵裂和發育。這種多精受精稱為生理性多精受精。

三、精卵識別

自然環境中，幾種海膽的精子可以接觸一個卵子，產生頂體反應，但異種精子不能與卵子融合，這是因為精子表面的結合素能與卵細胞膜上特異的受體結合，而達到同種識別的目的。

在哺乳動物小鼠中，精卵的識別同樣涉及表面糖蛋白之間的相互作用，通常把卵子透明帶中與精子結合的蛋白（ZP）叫做精子受體，而把精子表面與ZP結合的蛋白叫做卵結合蛋白。

小鼠透明帶中有三種糖蛋白，命名為ZP1、ZP2、ZP3，分子量分別為200、120和83KD。ZP2和ZP3形成異二聚體，ZP1與二聚體交聯，形成三維網狀結構。ZP3是第一精子受體，能誘發頂體反應。用ZP3蛋白處理精子，則失去受精能力。

β1，4-半乳糖轉移酶-I（β1，4-galactosyltransferase，GalTase）[2]是精子表面負責與ZP3結合的蛋白（圖14-4）。GalTase-I能結合ZP3糖鏈末端的N-乙酰葡糖胺（N-acetylglucosamine）殘基，實驗證明純化的GalTase-I及其抗體均抑制精卵結合。GalTase-I能激活G蛋白，引起精子頂體反應，GalTase-I基因敲除的小鼠其精子缺乏頂體反應和穿越透明帶的能力。

精子穿過透明帶，到達卵周隙后位于精子頭后部質膜的受精素（fertilin，也叫ADAM）與卵母細胞質膜上的整合素發生 5 識別和結合[3]（圖14-5），并啟動精子與卵母細胞的質膜融合系統，最終實現受精過程。

圖14-4 ZP3與GalTase 引自D.J.Miller 2000

圖14-5精子和卵子細胞膜的相互作用，引自Janice P.Evans 2002

四、卵裂與胚胎發育

卵裂（cleavage）是指受精卵經過分裂，將卵質分配到子細胞的過程，分裂產生的細胞叫做分裂球(blastomere)。卵裂和一般有絲分裂相似，但不經過間期，所以卵裂期間僅僅是細胞數目的增加，不伴隨著細胞生長。隨著細胞數量增加，子細胞的核質比逐漸增大，直到接近正常核質比時，分裂球才開始生長，進入到一般的有絲分裂過程。

卵裂的方式與卵黃含量和分布有關，較大、卵黃較多的卵是以偏裂的方式進行的（如昆蟲的表面卵裂），反之多以均裂的方式進行（如哺乳動物的卵）。分裂面與卵的極軸[4]一致的卵裂稱為經裂（meridional cleavage），與極軸垂直的稱為緯裂(latitudinal cleavage)。卵裂方向和紡錘體的方向有關，細胞質成分和環境信號均可以影響紡錘體的方向。

兩棲類的卵受精后兩小時就開始卵裂，第1、2次為經裂，第3次為緯裂，不對稱，在動物極形成4個較小的細胞，在植物極形成4個較大的細胞。

哺乳動物的卵裂較慢，受精1天后才開始卵裂，8細胞之前，分裂球之間結合比較松散，8細胞之后突然緊密化（compaction），即：通過細胞連接形成致密的球體。16細胞期，內部1-2個細胞屬于內細胞團，將來發育為胚胎，而其外周細胞變為滋養細胞，不參與組成胚胎結構，而是參與形成絨毛膜。

通常動物的胚胎在64細胞以前為實心體，稱為桑椹胚，在128細胞階段，細胞團內部空隙擴大，成為充滿液體的囊胚腔（blastocoel），此時的胚胎稱為囊胚。

囊胚繼續發育，部分位于外表面的細胞通過各種細胞運動方式(如：移入、內卷、內陷)進入內部從而形成一個二層或三層的原腸胚。這種細胞遷移運動過程稱為原腸形成(gastrulation)。留在外面的稱為外胚層(ectoderm)，遷移到里面的稱為內胚層(endoderm)或中、內胚層(meso-endoderm)。原來的囊胚腔亦隨原腸腔的形成而逐漸消失。

三胚層形成的組織和器官有：外胚層形成神經系統、表皮、皮膚腺、毛發、指甲、爪和牙齒等；中胚層形成骨骼、肌肉、泌尿生殖系統、淋巴組織、結締組織、血液；內胚層形成呼吸系統、消化道、肝、胰。

[1] 個別動物只形成兩個精子，如蚜蟲，雄蚜的性染色體為XO型，精子發生時沒有X染色體的次級精母細胞退化，最終形成兩個X型的精子，后代全部發育為雌性，以后進行孤雌生殖，在秋季來臨時，雌蚜又通過孤雌生殖產生雄蚜，進行兩性生殖。

[2] 之所以這樣命名是因為它們在高爾基體中合成時，能以尿苷二磷酸半乳糖(UDP-Gal)為供體，將糖基轉移到糖蛋白上。

[3] 需要卵子中的CD95參與，CD95敲除的的小鼠，其卵子不能與精子結合。[4] polar axis，卵的南北極方向，也叫卵軸

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第二篇：細胞分化教案

《細胞分化》的教案

[教材分析]

關于細胞分化，課程標準的要求是“說明細胞的分化”和“舉例說明細胞的全能性”，這都是“理解”水平的要求；課程標準建議開展的學生活動是“搜集有關干細胞研究進展和應用的資料”。鑒于細胞分化的重要性，課程標準從知識層面對細胞分化的學習內容提出了比較高的要求。本節內容是這樣安排的：先介紹什么是細胞分化，細胞分化對多細胞生物體的發育有什么重要意義；再介紹已經分化的細胞，仍然可能具有發育為完整個體的潛能，即具有全能性；最后安排“干細胞研究進展與人類健康”的資料搜集與分析活動。

細胞分化是多細胞生物體發育的基礎和核心，為提高學生的學習興趣，聯系媒體上經常有號召大家向白血病患兒獻愛心，捐骨髓的報導，引導學生思考，為什么骨髓移植能治療白血??？只要平時關注媒體報道的學生，大多數能說出“是因為骨髓中有造血干細胞?！本痛艘爰毎只膶W習。

細胞分化的概念，內涵較深刻，也是學生較難理解的，可通過提供充分的感性材料：圖像信息，多媒體課件演示動物個體發育過程，植物個體發育過程；幫助學生理解早期胚胎中彼此相似的細胞，經過分裂和分化，發育為形態、結構和功能上不相同的細胞。從而認同細胞分化的重要意義。在學生理解了細胞分化的重要意義后，可引導學生由現象深入到本質，探究細胞分化產生的穩定性差異是不是遺傳物質的改變引起的？怎樣用科學的方法來證明你的觀點？培養了學生的科學研究方法和創新精神。

細胞的全能性是教學的難點，可通過利用多媒體動、植物細胞全能性的試驗，以及學生列舉事例來加深理解。掌握全能性的概念、組織培養和克隆知識在工農業生產方面的應用。

[學習者分析] 高中階段的學生已經有了一定的抽象思維能力和綜合思維能力。由于此部分知識比較抽象，學生將抽象知識具體化、形象化的能力還不夠，需要教師由淺入深，從生活中的事例入手，從學生身邊常見的實例展開組織教學活動。同時，由于學生的心理特征存在個體差異，對新鮮知識的接收與認知程度不一，因此，教 學中要注意從學生的具體實際出發，抓住學生的認知特點，采用恰當的教學策略，使生物科學知識有效地整合到學生原有認知結構中去，豐富和發展原有知識體系，在大腦中建構起新的知識、能力、價值觀聯系。

[教學目標]

1、知識目標：

（1）說出細胞分化的概念及在生物個體發育中的意義

（2）舉例說明細胞的全能性在生產實踐與科學研究中的作用，說出細胞全能性的實質及植物細胞和動物細胞全能性的不同點。（3）知道干細胞的種類、特點和應用。

2、能力目標：

（1）學會學習，培養分析、歸納的思維能力和自主學習的能力

（2）獨立探究細胞分化的特點，細胞全能性的概念，培養學生的科學探究方法和生物學素養

3、情感態度價值觀：

（1）體會生命的運動性，體會內因和外因對生命進程的影響等哲學思想（2）去關注當今世界面臨的重大社會問題和人類健康問題，激發社會責任感和使命感，激發學生關愛生命的美好情感。

[教學重點與難點]

教學重點

（1）細胞分化的概念和意義（2）細胞全能性的概念 教學難點

（1）細胞分化的概念

2（2）細胞全能性、干細胞概念及實例。

[教法方法] 1．本節課的授課形式以學習分析正確例證為主，教師主要起引導和提示作用，是“學與教”的過程模式。

2．在教學中為了激發學生的學習動機，采取了以下策略：創設問題情境，激發學生的認識興趣和求知欲；使學習材料與社會生活相聯系，增強學生對獲得有用的知識本身發生興趣；進行正確的評價和適當的表揚，以鞏固和發展學生正確的學習動機。

[課時安排] 1課時。

[教學過程] 【導入】

師:在上節課我們學習了細胞的增殖，明白了細胞是通過周期性的有絲分裂和無絲分裂兩種方式來增殖的，那么我們這節課來學習細胞生命歷程中的另外一種方式，細胞的分化?！局v授過程】

師：我們現在看兩張圖，大家在看圖過程中思考一下這幾個問題：

1、個體發育的起點是什么？

2、受精卵發育成個體的過程中細胞由少變多，依靠的是哪種細胞增殖方式呢？

3、如果單純通過細胞分裂使細胞數目增加，會不會形成一個獨立的生物個體？

生：不能。

師：對。那么個體的形成除了通過細胞分裂使細胞數目增多，還要經過分化過程，那么什么是分化，我們看一下書上的概念。

師：（PPT展示）在個體發育過程中，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。

在這里，我們需要注意一下什么是穩定性差異，比如在動物胚胎發育過程中，紅細胞和心肌細胞都是來自中胚層。但是，后來紅細胞能夠合成血紅蛋白，而心肌細胞則能夠合成肌動蛋白和肌球蛋白。這兩種細胞的穩定性差異是不可逆轉的。

那么我們現在思考一下，細胞分化只發生在胚胎時期，還是發生在生物體生命的整個過程中呢？你能舉例說明嗎？

學生：。。。

師：（展示PPT)骨髓中的造血干細胞可以分化成紅細胞，血小板和白細胞多種血細胞；當我們皮膚受傷，還會有表皮的生發層細胞能分裂分化成角質層細胞，以補充死亡脫落的角質層細胞，等等這些例子都說明了細胞的分化不知發生在胚胎時期，而是發生在生物生命的整個過程當中。只是在胚胎時期，細胞的分化的最為旺盛的時期。

師：在了解了細胞分化的概念之后，我們共同來探討一下細胞的分化有什么樣的特征呢？我們大家一起來看一下我們教材的118頁。（引導學生閱讀課本118頁，歸納細胞分化的特征和意義）【學生討論 教師共同歸納】

師：(展示PPT)細胞分化是生物界中十分普遍的一種生命現象（普遍性）；細胞分化發生于生物體的整個生命進程，但在胚胎發育期最旺盛、最頻繁（持久性）；分化后的細胞將一直保持分化后的狀態，而不會再變為其它細胞（穩定性）；造血干細胞會分化為紅細胞，紅細胞最終衰老、死亡，而不會再形成造血干細胞（不可逆性），分化的過程中遺傳物質不改變（遺傳物質不變性）。

師：那么接著我們看一下細胞分化對生物體的生長發育具有什么樣的意義呢？

生：它是生物個體發育的基礎。多細胞生物中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能效率。

師：對。首先，它是生物個體發育的基礎。在這之上，分化多細胞生物中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能效率。

師：現在我們知道了，一個個體的形成既要有細胞分裂，又必須進行細胞分化。現在我們共同來比較一下細胞分裂和細胞分化。

在了解了這個的基礎之上，我們再進行思考下一個問題，一個高度分化的細胞，已經失去了繼續分裂的能力，那它們還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其他細胞嗎？

根據細胞分化和分裂的關系，細胞分裂是分化的基礎，要想讓高度分化的細胞再繼續分化，必須要具備什么條件？（首先要恢復其分裂能力。）那能否實現呢？下面來看一個實驗。

（展示圖7-1植物組織培養的流程圖）

師：通過對植物組織培養實驗的分析，我們能夠得出一個概念。就是細胞的全能性。細胞全能性是指高度分化的植物細胞，仍然具有發育成完整個體的潛 4 能，這種潛能我們稱之為細胞全能性。那么細胞為什么會有全能性呢？同時，它有沒有在分化的過程中失去一些基因呢？

生：。。。

師：（PPT）高度分化的植物細胞中含有保持本物種遺傳性的全部基因，這也就是細胞具有全能性的根本原因。再有高度分化的植物細胞中含有保持本物種遺傳性的全部基因，這也就是細胞具有全能性的根本原因。

這里插一句實現細胞的全能性是需要一定的條件的。（展示PPT）。

學生記筆記

師：好，按照以上邏輯進行分析，高度分化的動物細胞也應該具有全能性，也應該能夠發育成一個完整的個體。但事實卻不盡人意。到目前為止，人們還沒有成功的將單個已分化的動物細胞培養成新的個體。我說了這個話，有些同學可能就會提出疑問了，那克隆羊又是怎么回事呢？我們來說一下克隆羊的誕生。

將體細胞植入代孕母羊體內不會產生多利，這是為什么呢？

生：說明高度分化的細胞沒有全能性。

師：是的。但是我們將體細胞的細胞核和另一只母羊的去核卵細胞結合成新的細胞，再植入代孕母羊子宮內，多利就這樣誕生了。這又說明了什么？

生：體細胞核具有全能性。

師：嗯，高度分化的動物細胞全能性受到限制，而高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性。

設問推測克隆羊和哪只綿羊最相似？推測的依據？（提供細胞核，細胞核中含有本物種全套遺傳物質）。因此高度分化的動物細胞全能性雖然受到限制，而細胞核具有全能性。

人們根據干細胞分化潛能不同可分為全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。總結出受精卵早期分裂出的細胞是具全能性的。隨著細胞的分裂與分化，發育的潛能漸漸被局限，從全能干細胞到多能干細胞，到專能干細胞，最后成為分化終端的細胞。

師：我們現在總結一下這節課所學內容，（展示PPT）。

課堂練習，叫同學回答問題。

師：（展示有關白血病和骨髓移植方面的圖文資料）。白血病 ,俗稱“血癌” ,是一種惡性程度極高的血液病。患者的血液中出現大量異常的白細胞，而正常的血細胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效的治療白血病。此外用化療、放療等方法也可以遏制病變的白細胞 ,延長病人的生命。

1、白血病患者的血液中出現大量的異常白細胞，而正常的血細胞明顯減少。

2、健康人的造血干細胞會不斷產生新的血細胞。

3、骨髓內有造血干細胞，造血干細胞可以產生各種血細胞（過渡）同學們，我們是幸運的，因為我們是健康的，對于白血病患者，我們能做些什么呢？學生發表自己的意見，教師說，啊，只要人人都獻出一點愛，世界將變成美好的人間。【小結】

細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象，細胞分裂是細胞分化的基礎，通過細胞的分裂和分化，生物體才能完成生長、發育和繁殖的過程。細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍具有發育成完整個體的潛能。人類利用植物細胞的全能性，通過組織培養，生產出大量的植物優良品種，拯救珍稀物種，為人類造福。對動物和人體干細胞的研究，將為人類戰勝病魔帶來福音。同學們，努力吧，走科學研究的道路，勝利是屬于你們的。

[板書設計] [教學反思]

第三篇：細胞分化說課稿

細胞的分化說課稿

山西省柳林縣鑫飛中學 張轉梅

尊敬的各位老師：

大家好，今天我將要為大家講的課題是生物必修一《分子與細胞》第六章第二節《細胞分化》

首先，我對本節教材進行一些分析

一、教材結構與內容簡析

本節內容在全書及章節的地位：《細胞分化》是高中生物新教材必修一第六章第二節內容。在此之前，學生已學習了細胞的分裂以及生物體的發育過程，生物體發育過程（以人為例）是從一個受精卵發育而來的，是由單細胞逐漸的發育成多細胞的生物體，這為過渡到本節的學習起著鋪墊作用。本節內容是生物個體發育的基礎，細胞的全能性是植物組織培養的理論基礎，因此，在生物體的發育過程中，占據了非常重要的地位。

學好這個框題為學好以后的遺傳進化專題打下牢固的理論基礎，而且它在必修一《分子與細胞》和必修二《遺傳與進化》中起到了承上啟下的作用。

二、教學目標

根據上述教材結構與內容分析，考慮到學生的認知結構心理特征，制定如下教學目標： 1．知識目標

①描述細胞分化的過程及原因。

②說出細胞全能性的概念及其原因，并列舉全能性的實例。2．能力目標

①培養學生的科學探究方法和生物學素養。②學會鑒別、選擇、運用和交流信息。3．情感目標

①引導學生關注當今世界面臨的重大社會問題和人類健康問題，激發社會責任感和使命感。②通過了解干細胞的有關知識以及最新進展，增強學生探索新知識的欲望和創新意識。

三、教學重點、難點(一)教學重點

1.細胞分化的概念和意義。2.細胞全能性的概念。

（二）教學難點

細胞全能性的概念及實例。

四、學情分析及學法指導

學生在初中對“細胞分化”的知識已有初步的了解，在學完“細胞的增殖”后學習本節，使學生對生物的個體發育有一個系統的理解。這節課內容比較抽象，學生缺乏一定的感性認識，因此需要教師在教學中應用多種教學手段，激發學生的學習興趣，從而提高學習效果。下面，為了科學講清重點、難點，使學生能達到本節設定的教學目標，我再從教法和學法上談談：

五、教法

（一）教學方法分析

本節內容安排兩課完成,這是第一課時。主要采用以下兩種教學方法：

直觀教學法——采用多媒體技術，把細胞的形態結構多樣、功能多樣以感性材料的形式展現在學生面前，讓他們通過聽、看、思考、探究等形式去領悟細胞分化的內涵。

實驗法——通過列舉科學家經典實驗來讓學生接受已分化的植物體細胞以及高等動物的體細胞核具有全能性。

課堂教學模式采用“導引”——“探究”——“評價”——“遷移”，“四步驟八環節”的“雙效”課堂模式。

六、學法

主要進行以下學習方法的指導：

（1）引導學生跟隨老師的問題，積極思考，將原 有的知識應用到新知識的學習中，完成知識的遷移。

（2）進一步培養觀察、分析以及歸納的能力。

（3）結合書本的文字敘述、圖片，進一步提高分析歸納能力。

最后我具體來談談這一堂課的教學過程：

七、教學程序及設想

在這節課的教學過程中，我注重突出重點，條理清晰，緊湊合理。各項活動的安排也注重互動、交流，最大限度的調動學生參與課堂的積極性、主動性。

本節課的教學過程分為三個環節：

1、導入新課：（2—3分鐘）

結合上節課學過的知識和生活中常見的生物體的發育過程，以及教材開頭的情景設置導入新課。以人類的發育過程為引導，首先，人類是由一個受精卵經過細胞的分裂而轉變成得多細胞團，而后再經過某些變化逐漸發育成成型的人體，這個過程是分化過程。

導語設計的依據：一是概括了舊知識，引出新知識，溫故而知新，使學生能夠知道新知識和舊知識之間的聯系。二是使學生明確本節課要講述的內容，以激發起學生的求知欲望。這是生物教學非常重要的一個環節。

2、講授新課：（35分鐘）在講授新課的過程中，我突出教材的重點，明確地分析教材的難點。還根據教材的特點，學生的實際、自身的特長，以及教學設備的情況，我選擇了多媒體的教學手段。這些教學手段的運用可以使抽象的知識具體化，枯燥的知識生動化，乏味的知識興趣化。在講述何謂細胞分化時，可以用人的發育過程為例，最初，人是一個受精卵，到發育成熟時便是有了四肢、五官、五臟的人，這些都是細胞分化的結果，而且在前面已經學到了成熟的紅細胞無核結構，所以壽命很短，但是紅細胞的數目始終保持著相對平衡的狀態，這些都是骨髓中的干細胞分化的結果。白血病病人需要移植骨髓才能治愈，這也是因為骨髓中的干細胞又可以分化紅細胞的緣故。

在講述細胞分化的意義時，也可以用實例來解決，工廠的生產車間里不同的工人干著不同的工作，一件產品的產出需要這些工人才能創造出來，一個生物體就像一個車間一樣，不同的細胞各司其職，相互合作。工人的分工是主管調解出來的，而不同細胞的出現就是細胞分化的結果，所以說，細胞的分化是生物體發育的基礎。

在講到細胞全能性的時候，要多給學生舉些關于細胞全能性的例子，如植物組織培養、克隆技術等等，讓學生從實際的例子中真正的悟出細胞全能性的含義。此外，還要重視教材中的疑問，適當對題目進行引申,使它的作用更加突出，有利于學生對知識的串聯、積累、加工，從而達到舉一反三的效果。怎樣來解釋細胞的全能性呢？這主要以講授法來解釋了，細胞全能性的體現需要在組織或器官離體后才能體現出來，每個細胞都包含著生物體的全套遺傳基因，通過基因選擇性的表達，使離體的組織或器官通過分裂和分化逐漸發育成完整的植株。

3、課堂小結，強化認識。（2—3分鐘）

課堂小結，可以把課堂傳授的知識盡快地轉化為學生的素質；簡單扼要的課堂小結，可使學生更深刻地理解分化理論在實際生活中的應用，并且逐漸地培養學生總結分析能力。

4、板書設計

我比較注重直觀、系統的板書設計，還及時地體現教材中的知識點，以便于學生能夠理解掌握。

（一）細胞分化的定義解釋

（二）細胞分化的意義

（三）細胞全能性的定義

（四）對細胞全能性的解釋

5、變式延伸，進行重構。

重視課本例題，適當對知識點進行引申，有利于學生對知識的串聯、累積、加工。

6、布置作業：課堂作業選些經典題作為作業。

針對學生素質的差異進行分層訓練，既使學生掌握基礎知識，又使學有佘力的學生有所提高，從而達到拔尖和“減負”的目的。

八、教學反思

本節課教學內容比較抽象，學生學起來覺得比較困難。為此，本人較注重課程資源的選擇、整合和優化。通過課件逐步演示細胞分化的特點，很好地讓學生感受了細胞分化過程的動態性和連續性。適當運用視頻教學，加快了課堂活動的節奏，增大了課堂活動的容量，也加快了教學進程。在整個的教學過程中善于把教學與實際的生活聯系，給予了情感上的引導?？偟膩碚f，本節課取得了較好的效果。但是，上課的時候缺少一些鼓勵性的語言，多采用一些交談式、啟發式的語言效果會更好些。

第四篇：細胞分化教案

《細胞分化》的教學設計

[設計思路]

關于細胞分化，課程標準的要求是“說明細胞的分化”和“舉例說明細胞的全能性”，這都是“理解”水平的要求；課程標準建議開展的學生活動是“搜集有關干細胞研究進展和應用的資料”。鑒于細胞分化的重要性，課程標準從知識層面對細胞分化的學習內容提出了比較高的要求。本節內容是這樣安排的：先介紹什么是細胞分化，細胞分化對多細胞生物體的發育有什么重要意義；再介紹已經分化的細胞，仍然可能具有發育為完整個體的潛能，即具有全能性；最后安排“干細胞研究進展與人類健康”的資料搜集與分析活動。

細胞分化是多細胞生物體發育的基礎和核心，為提高學生的學習興趣，聯系媒體上經常有號召大家向白血病患兒獻愛心，捐骨髓的報導，引導學生思考，為什么骨髓移植能治療白血?。恐灰綍r關注媒體報道的學生，大多數能說出“是因為骨髓中有造血干細胞?！本痛艘爰毎只膶W習。

細胞分化的概念，內涵較深刻，也是學生較難理解的，可通過提供充分的感性材料：圖像信息，多媒體課件演示動物個體發育過程，植物個體發育過程；幫助學生理解早期胚胎中彼此相似的細胞，經過分裂和分化，發育為形態、結構和功能上不相同的細胞。從而認同細胞分化的重要意義。在學生理解了細胞分化的重要意義后，可引導學生由現象深入到本質，探究細胞分化產生的穩定性差異是不是遺傳物質的改變引起的？怎樣用科學的方法來證明你的觀點？培養了學生的科學研究方法和創新精神。

細胞的全能性是教學的難點，可通過利用多媒體動、植物細胞全能性的試驗，以及學生列舉事例來加深理解。掌握全能性的概念、組織培養和克隆知識在工農業生產方面的應用。[教學目標]

1、知識目標：

（1）說出細胞分化的概念及在生物個體發育中的意義

（2）舉例說明細胞的全能性在生產實踐與科學研究中的作用，說出細胞全能性的實質及植物細胞和動物細胞全能性的不同點，能夠區分具體細胞全能性的大?。?）舉例說明干細胞的種類、特點和應用。

2、能力目標：

（1）在教師的引導下，師生共同探究，使學生學會學習，培養分析、歸納的思維能力和自主學習的能力

（2）探究細胞分化的特點，細胞全能性的概念，培養學生的科學探究方法和生物學素養

3、情感態度價值觀：

1（1）通過學習使學生體會生命的運動性，體會內因和外因對生命進程的影響等哲學思想

（2）引導學生關注當今世界面臨的重大社會問題和人類健康問題，激發社會責任感和使命感，激發學生關愛生命的美好情感。[教學重點與難點]

教學重點

（1）細胞分化的概念和意義（2）細胞全能性的概念 教學難點

（1）細胞分化的概念

（2）細胞全能性、干細胞概念及實例。教法學法：

高中階段的學生已經有了一定的抽象思維能力和綜合思維能力。由于此部分知識比較抽象，學生將抽象知識具體化、形象化的能力還不夠，需要教師由淺入深，從生活中的事例入手，從學生身邊常見的實例展開組織教學活動。同時，由于學生的心理特征存在個體差異，對新鮮知識的接收與認知程度不一，因此，教學中要注意從學生的具體實際出發，抓住學生的認知特點，采用恰當的教學策略，使生物科學知識有效地整合到學生原有認知結構中去，豐富和發展原有知識體系，在大腦中建構起新的知識、能力、價值觀聯系。

1．本節課的授課形式以學習分析正確例證為主，教師主要起引導和提示作用，是“學與教”的過程模式。

2．在教學中為了激發學生的學習動機，采取了以下策略：創設問題情境，激發學生的認識興趣和求知欲；使學習材料與社會生活相聯系，增強學生對獲得有用的知識本身發生興趣；進行正確的評價和適當的表揚，以鞏固和發展學生正確的學習動機。課時安排： 1課時。教學過程： 【提出問題】

個體發育的起點是什么？

受精卵發育成個體的過程中細胞由少變多，依靠的是哪種細胞增殖方式呢？ 如果單純通過細胞分裂使細胞數目增加，會不會形成一個獨立的生物個體？ 【學生討論】

學生聯系細胞增殖的有關知識。個體發育的起點是受精卵，受精卵發育成個體的過程中細胞由少變多，依靠的是有絲分裂，而如果只有細胞分裂是不能形成一個獨立的生物體的。要形成一個生物個體，就還要經過細胞的分化，引入“第一節 細胞分化“ 【教師引導】

個體的形成除了通過細胞分裂使細胞數目增多，還要經過細胞分化的過程。那什么是細胞分化呢？ 【學生回答】

在個體發育過程中，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?！窘處熞龑А?/p>

那么細胞分化發生在什么時期？有什么樣的特征呢？（引導學生閱讀課本113頁，歸納細胞分化的特征和意義）【學生討論 教師共同歸納】

細胞分化是生物界中十分普遍的一種生命現象（普遍性）；細胞分化發生于生物體的整個生命進程，但在胚胎發育期最旺盛、最頻繁（持久性）；分化后的細胞將一直保持分化后的狀態，而不會再變為其它細胞（穩定性）；造血干細胞會分化為紅細胞，紅細胞最終衰老、死亡，而不會再形成造血干細胞（不可逆性），分化的過程中遺傳物質不改變（遺傳物質不變性）。

那么細胞分化對生物體的生長發育具有什么樣的意義呢？

細胞分化使多細胞生物中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能效率。是生物個體發育的基礎?！窘處熞龑А?/p>

現在我們知道了，一個個體的形成既要有細胞分裂，又必須進行細胞分化。既然同一個體的每個細胞都由受精卵有絲分裂產生，而細胞分化使細胞之間存在穩定的差異，這些差異差異是不是細胞的遺傳物質改變引起的呢？ 【學生討論 教師共同歸納】

細胞有絲分裂能夠保證每個子細胞都獲得了與母細胞同樣的一份染色體，具有相同的遺傳信息，并未發生遺傳物質的改變，細胞分化的遺傳本質是基因選擇性表達的結果。教師例舉關于細胞分化的具體例子。紅細胞 紅細胞合成血紅蛋白

——均來自中胚層 ——基因選擇性表達的結果——細胞分化

心肌細胞 心肌細胞合成肌動、肌球蛋白 【過度】 高度分化的細胞，已經失去了繼續分裂的能力，那它們還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其他細胞嗎？引入細胞全能性的探究。

根據細胞分化和分裂的關系，細胞分裂是分化的基礎，要想讓高度分化的細胞再繼續分化，必須要具備什么條件？（首先要恢復其分裂能力。）那能否實現呢？

【學生思考閱讀與分析】

展示圖7-1植物組織培養的流程圖。

【學生討論】通過對植物組織培養實驗的分析，得出什么是細胞全能性的概念？細胞為什么會有全能性呢？

【學生討論】細胞全能性是指高度分化的植物細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能，這種潛能我們稱之為細胞全能性。高度分化的植物細胞中含有保持本物種遺傳性的全部基因，這也就是細胞具有全能性的根本原因。

【教師引導】通過對植物組織培養實驗的分析，得出高度分化的植物細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能，這種潛能我們稱之為細胞的全能性。那么細胞為什么會有全能性呢？

【教師引導】：高度分化的植物細胞中有沒有因為分化而失去基因？（沒有）高度分化的植物細胞中含有保持本物種遺傳性的全部基因，這也就是細胞具有全能性的根本原因?！咎岢鰡栴}】

按照以上邏輯進行分析，高度分化的動物細胞也應該具有全能性，也應該能夠發育成一個完整的個體。但事實是否如此呢？到目前為止，人們還沒有成功的將單個已分化的動物細胞培養成新的個體。那有些同學可能就會提出疑問了，那克隆羊又是怎么回事呢？

【圖7-2】蛙的核移植實驗流程圖，講解動物克隆——“多莉”產生的過程圖解?！緦W生討論】得出高度分化的動物細胞全能性受到限制，而高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性。

設問推測克隆羊和哪只綿羊最相似？推測的依據？（提供細胞核，細胞核中含有本物種全套遺傳物質）。因此高度分化的動物細胞全能性雖然受到限制，而細胞核具有全能性。

【教師引導】從上述實驗，我們知道了動物細胞的細胞核具有全能性，既然每個細胞的細胞核仍然具有全部遺傳物質，那為什么高度分化的動物細胞不能直接發育成一個完整的個體，動物細胞的全能性究竟怎樣呢？并讓學生比較植物細胞，動物細胞；受精卵，卵細胞、體細胞的全能性大小?！緦W生討論】

高度分化的動物細胞的全能性小。高度分化的植物細胞的全能性大于高度分化的動物細胞；受精卵的全能性最大；以此得出結論：細胞分化程度越低，全能性就越高。【教師引導】

那么在動物體和人體內，就沒有能夠進行分裂和分化的細胞了嗎？（講解細胞分化的過程）

【學生討論，師生共同歸納】

在動物和人體內仍保留少數具有分裂和分化能力的細胞——干細胞，【學生思考】圖7—3干細胞分化形成各種血細胞的過程示意圖。討論干細胞的分類

根據干細胞分化潛能不同可分為全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞?？偨Y出受精卵早期分裂出的細胞是具全能性的。隨著細胞的分裂與分化，發育的潛能漸漸被局限，從全能干細胞到多能干細胞，到專能干細胞，最后成為分化終端的細胞。

【教師講述】 有關白血病和骨髓移植方面的文字資料?！咎岢鰡栴}】

1、請同學們說說對白血病的了解。

2、捐獻適量的造血干細胞，為什么不會傷害捐獻者的身體健康？

3、骨髓移植為什么可以治療人類白血病？ 【學生討論】

1、白血病患者的血液中出現大量的異常白細胞，而正常的血細胞明顯減少。

2、健康人的造血干細胞會不斷產生新的血細胞。

3、骨髓內有造血干細胞，造血干細胞可以產生各種血細胞（過渡）同學們，我們是幸運的，因為我們是健康的，對于白血病患者，我們能做些什么呢？學生發表自己的意見，教師說，啊，只要人人都獻出一點愛，世界將變成美好的人間。

【小結】細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象，細胞分裂是細胞分化的基礎，通過細胞的分裂和分化，生物體才能完成生長、發育和繁殖的過程。細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍具有發育成完整個體的潛能。人類利用植物細胞的全能性，通過組織培養，生產出大量的植物優良品種，拯救珍稀物種，為人類造福。對動物和人體干細胞的研究，將為人類戰勝病魔帶來福音。同學們，努力吧，走科學研究的道路，勝利是屬于你們的。

板書設計 第二節 細胞分化

一、細胞的分化

1、概念

2、特征（1）普遍性

（2）持久性

（3）穩定性

（4）不可逆性（5）遺傳物質不變性

3、意義

4、實質：基因選擇表達的結果

二、細胞分化的基礎——細胞全能性

1、概念

2、原因

三、干細胞

1、概念

2、種類

3、應用

第五篇：細胞分化-----說課稿

細胞的分化說課稿

賈正福

各位老師：

大家好！今天我將要為大家講的課題是生物必修一《分子與細胞》第六章第二節《細胞的分化》。對于本節課,我將從“教材分析,學情分析,學法分析，教學分析,教學程序,自我反思”這樣六個方面進行剖析.一、教材分析

本節內容在全書及章節的地位：《細胞分化》是高中生物新教材必修一第六章第二節內容。在此之前，學生已學習了細胞的分裂以及生物體的發育過程，生物體發育過程（以人為例）是從一個受精卵發育而來的，是由單細胞逐漸的發育成多細胞的生物體，這為過渡到本節的學習起著鋪墊作用。該內容既是對細胞結構、功能和分裂等知識的拓展和延伸，又為學習遺傳、變異打下基礎。

學好這個框題為學好以后的遺傳進化專題打下牢固的理論基礎，而且它在必修一《分子與細胞》和必修二《遺傳與進化》中起到了承上啟下的作用。

現在在讓我們一起看看本節課的教學目標 教學目標 1.知識目標

（1）描述細胞分化的過程及原因。

（2）說出細胞全能性的概念及其原因，并列舉全能性的實例。2.能力目標

（1）培養科學探究方法和生物學素養。（2）學會鑒別、選擇、運用和交流信息。3.情感目標

通過了解干細胞的有關知識以及最新進展，逐漸養成關注

生物科學發展、關注生命健康、關注社會熱點的習慣。教學重點、難點

本著課程標準，在吃透教材基礎上，我確立了如下的教學重點、難點 重點：（1）細胞分化的概念和意義；（2）細胞全能性的概念 難點：細胞全能性的概念和實例

二、學情分析： 1.學生已學習過有關細胞分化的概念、實質、特點的知識；對于細胞的分化的例子有一些感性的認識，從而比較好理解細胞分化對于各種組織、器官、系統的建成的重要意義。同時，本節課

內容比較抽象，因此老師要多在教學中應用多種教學手段，從而提高學習效果。

2.因為本節內容涉及到個體發育等知識，學生對此有一定的認識，學習的興趣比較高。

三、學法分析：

通過學生課下自主學習和自主完成學案，能夠自主掌握課本比較簡單的知識點，這樣做比老師在課堂上滿堂灌的效果好得多，同時在教學環節中讓學生小組合作交流，能夠帶動學生集體學習，幫助學生理解相應的知識點，最后，關于植物細胞的吸水和失水過程讓學生以小組的形式課前自主設計探究方案并展示，真正把課堂交給學生，通過自己親手設計和操作，以有利于學生對該知識點的理解和記憶。

四、教法分析

下面，為了科學講清重點、難點，使學生能達到本節設定的教學目標，本節課用到的教法有：

啟發式教學法、談話法、比較法、指導讀書法等，引導學生思考一系列問題，同時利用多媒體課件，創設形象生動的教學氛圍，使他們積極主動參與到教學中。

五、教學程序

最后我具體來談談這一堂課的教學過程：

在這節課的教學過程中，我注重突出重點，條理清晰，緊湊合理。各項活動的安排也注重互動、交流，最大限度的調動學生參與課堂的積極性、主動性。

1、導入新課：

結合之前學過的知識和生活中常見的生物體的發育過程，以觀看受精到個體視頻導入新課。以人類的發育過程為引導，首先，人類是由一個受精卵經過細胞的分裂而轉變成得多細胞團，而后再經過某些變化逐漸發育成成型的人體，這個過程是分化過程。

導語設計的依據：一是概括了舊知識，引出新知識，溫故而知新，使學生能夠知道新知識和舊知識之間的聯系。二是使學生明確本節課要講述的內容，以激發起學生的求知欲望。這是生物教學非常重要的一個環節。

2、講授新課：

通過前面導入，接著直接引出細胞分化的概念

1、細胞分化的概念

在講述何謂細胞分化時，主要采用歸納式的方法。從人體胚胎發育的具體事例入手，幫助學生理解什么是細胞分化。動物胚發育的過程，以胚胎各類組織器官講起。植物各組織，以葉肉細胞、表皮細胞核貯藏細胞的分化為例。

通過這些實例幫助學生理解早起胚胎中彼此相似的細胞，經過分裂和分化，發育為形態。接著介紹分化的特點，講完概念后，再結合實例，對號入座，進一步加深同學對知識點的掌握。緊接著通過紅細胞和肌肉細胞選擇性表達激動蛋白和血紅蛋白，解釋細胞分化的機理。再介紹細胞分化的意義。后面再通過比較分化和增殖的比較，進一步鞏固知識。緊接著播放動畫，由此引入對“細胞的全能性”的學習。

2、細胞全能性

在講到細胞全能性的時候，主要以講授法來解釋。多給學生舉些關于細胞全能性的例子，如植物組織培養、克隆技術等等，讓學生從實際的例子中真正的悟出細胞 全能性的含義。此外，還要重視教材中的疑問，適當對 題目進行引申, 使它的作用更加突出，有利于學生對知識的串聯、積累、加工，從而達到舉一反三 的效果。同時介紹植物細胞和細胞核的全能性的實例，進一步講解其意義。

3、干細胞

強調干細胞的概念、分類及應用，并叫學生課下自主收集有關資料。

最后進行小結，然后通過7道習題講解，進一步鞏固本節課內容。

六、自我反思

本節課內容較抽象，時間和效果較難把握，某些知識點的講解不到位，以及對學生問題回答的評價方面還有點欠缺，在今后的教學過程中，如條件允許的話，在課下收集有關干細胞的相關資料，親自感悟干細胞的原理和本質，由于本節課內容抽象，效果更好。

我的說課完畢，謝謝大家，在教學過程中存在的不足，誠望在座的各位老師提出寶貴的意見！

六、板書設計

第二節 細胞的分化

一、細胞的分化

1、概念

穩定性

2、特點 持久性

不可逆性

遺傳物質不變性

3、實質：遺傳信息的執行情況不同

4、意義

二、細胞全能性

1、概念

2、原因

分化能力越高全能性越低

三、干細胞

1、概念

2、種類

3、應用