教學目標
知識目標
1、了解細胞分化與生物體發(fā)育的關(guān)系
2、了解細胞的全能性及其在科學研究中的應用
3、了解細胞癌變的病因和誘因,了解如何預防癌癥。
4、了解細胞衰老的表現(xiàn)和原因
能力目標
1、培養(yǎng)學生分析比較的能力。
2、培養(yǎng)學生聯(lián)系實際靈活運用知識的能力。
情感目標
1、通過學習使學生體會生命的運動性、體會內(nèi)因和外因?qū)ιM程的影響等哲學思想。
2、引導學生關(guān)注當今世界面臨的重大社會問題和人類的健康問題。激發(fā)社會責任感和使命感。激發(fā)學生關(guān)愛生命的美好情感。
教學建議
教材分析
一個細胞周期可能很短暫也可能相對長久些,而這些細胞的不同前程基本上是在他們產(chǎn)生時就已經(jīng)被決定了。高等生物在胚胎發(fā)育過程中,細胞的增殖行為會出現(xiàn)差異。有連續(xù)分裂能力的細胞產(chǎn)生后它的使命就是去產(chǎn)生新一代細胞——通過細胞分裂增生來保證生物體的生長或生殖。有的細胞則不可逆地失去分裂能力——通過細胞分化形成具有一定形態(tài)和結(jié)構(gòu)的功能體,通過新陳代謝展現(xiàn)自身的生命價值。還有一些細胞暫時失去分裂能力不進行增殖,但是在適當?shù)拇碳は逻可以恢復增值能力。
有關(guān)細胞分化的知識在初中階段已經(jīng)有了初步的了解,粗淺地知道了組織和器官的形成原因是細胞分化的結(jié)果。在這里需要簡單介紹一下細胞分化的原理。主要目的是讓學生對細胞的生活有個較為完整的了解,也為學習生物的生殖發(fā)育、基因控制蛋白質(zhì)的合成等知識以及了解最新生物學技術(shù)如克隆、細胞工程的原理奠定基礎(chǔ),這部分知識講解要適度,不能過度展開更不能無限加深。
由于當今世界范圍內(nèi)環(huán)境污染比較嚴重,癌癥成了威脅人類健康的頭號殺手。因此了解癌癥的病因、了解誘發(fā)癌癥的主要因素就會使我們減少患病機會,這對提高全民健康水平提高人口質(zhì)量有非常重要的意義。因此用科學的眼光去發(fā)現(xiàn)發(fā)生在我們身邊的種種危險和錯誤的生活方式就顯得很有意義。
本節(jié)知識與當今許多科技新進展熱點問題都有緊密地聯(lián)系,因此能聯(lián)系實際了解或解決一些實際題就顯得很重要。也會激發(fā)學生了解科學的積極性,也是激發(fā)學生社會責任感的良好契機。
教學設(shè)計方案
教學題目:第三節(jié) 細胞的分化、癌變和衰老(建議1課時完成)
教學重點:1、細胞的分化及其結(jié)果
2、細胞分化與細胞分裂的關(guān)系
教學難點:1、細胞分化、癌變和衰老的機理
2、細胞分化的特點
教學過程:
復習:細胞周期的概念。
引入新課:經(jīng)過細胞分裂產(chǎn)生的子細胞中有一部分會進入下一個細胞周期繼續(xù)通過細胞分裂產(chǎn)生新的子細胞;但是也有相當多的細胞不再進行DNA的復制,轉(zhuǎn)而進入細胞的生長發(fā)育階段。細胞生長是由于構(gòu)成細胞的化合物大量積累造成的,這一階段細胞的同化作用大大強于異化作用。在生物體生長的同時細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)也逐漸開始發(fā)生了改變,在胚胎期逐漸形成各種不同的組織和器官……。這就是細胞的分化過程,細胞分化是生物體發(fā)育的直接原因。細胞的分裂和分化如果出現(xiàn)異常將會導致細胞癌變。與細胞分裂和細胞分化一樣細胞的衰老和死亡也是生命過程中必經(jīng)的的正常環(huán)節(jié)。
第三節(jié) 細胞的分化、癌變和衰老
一、細胞的分化
1、 細胞分化的概念(41頁)
細胞分化是一種普遍的生命現(xiàn)象。由受精卵發(fā)育成為一個成熟個體的過程實際上就是一個細胞由全能性向?qū)D芊(wěn)定性發(fā)展的過程。細胞的分工加強,生命活動的效能得到了提高。與此同時已分化的細胞的發(fā)育潛能也逐漸受到抑制。細胞開始出現(xiàn)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上的特異性,而且這種變化具有明顯的區(qū)域性。形態(tài)結(jié)構(gòu)相同的細胞通過細胞識別作用聚集粘連在一起,最終形成了一個個具有較明顯差異的細胞群。細胞由同型到異型的發(fā)展過程就是細胞的分化過程。細胞分化的結(jié)果就是組織的形成。
討論:多細胞生物體在胚胎早期隨著細胞的有絲分裂,細胞數(shù)目迅速增加。這些細胞的遺傳物質(zhì)相同嗎?(復習有絲分裂特點)從理論上講具有同樣的遺傳性的體細胞就應該表現(xiàn)出相同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能特點。事實果真如此嗎?為什么?
教師提示(最好是引導學生回答):“一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)!薄昂怂釋τ谏矬w的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極重要的作用。”
2、 細胞分化的原因
決定細胞分化方向的根本原因是:雖然多細胞生物不同部位細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)相同,但是由于它們所處的相對位置不同,因此它們控制蛋白質(zhì)合成的狀況就不完全相同,因而導致不同特定部位的細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶等重要生命物質(zhì)的組成有區(qū)別,這最終導致了細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能就會不同。從表象上看就是細胞分化,形成了不同的組織和器官。由上可以看出細胞質(zhì)在細胞分化過程中對細胞核的活動是有影響的。生命活動的發(fā)展方向和最終結(jié)果是內(nèi)因和外因工作的結(jié)果。細胞分化在胚胎期達到了最大限度,出生以后的胚后發(fā)育只是原有組織體積的增加,不再增加組織的新類型。
3、細胞分化的特點與細胞的全能性:
細胞分化的穩(wěn)定性與細胞分化程度有關(guān),分化顯著的細胞穩(wěn)定性會更強。一般情況下分化的細胞將失去繼續(xù)分裂的能力,尤其是動物細胞最為顯著。植物細胞在特定的環(huán)境下還有可能逆轉(zhuǎn),重新恢復分裂能力;謴头至涯芰Φ募毎谔囟ōh(huán)境條件下仍可重新再分化。動物細胞的細胞核在離開原有的特定環(huán)境后,如果新的環(huán)境條件適宜也仍有可能恢復分裂能力。這是因為細胞分化過程中遺傳物質(zhì)并沒有遭到破壞。細胞仍然保有該物種應有的全套遺傳物質(zhì)。這就是細胞的全能性。
4、知識應用:
學生討論交流:以上科學原理在生產(chǎn)實際和科學研究領(lǐng)域中的應用
(105頁克隆技術(shù)可以應用于珍稀動物的保護;42頁的組織培養(yǎng)技術(shù)廣泛地應用于名貴花卉、珍稀草藥、優(yōu)良物種的迅速繁殖等;醫(yī)學上組織器官的體外培養(yǎng)擴增可以用于移植手術(shù);骨髓中造血干細胞的體外培養(yǎng)和定向分化可以挽救許多血液病人的生命……)
細胞的分裂和分化如果出現(xiàn)異常將會造成什么后果呢?
二、細胞的癌變:(可以通過學生閱讀后歸納總結(jié)也可以由教師講解)
1、癌細胞的產(chǎn)生原因:
在細胞內(nèi)有專門控制細胞分裂、分化、衰老和死亡的遺傳信息DNA片斷(基因)。當這些基因受到干擾發(fā)生程序紊亂或生理功能失衡時,細胞的分裂和分化就會失常。正常情況下細胞分裂不會超過50~60次,如果失控就會形成腫瘤和癌。癌細胞就是一團失去正常生理功能的惡性增殖的細胞群。
2、癌細胞的特點:(學生閱讀后交流)
。1)無限惡性增生
(2)形態(tài)結(jié)構(gòu)異常
。3)細胞膜異常,細胞容易分離擴散
癌癥種類繁多,如肝癌、血癌(白血病)、骨癌、腸癌、膀胱癌等。隨著環(huán)境的污染癌癥的發(fā)病率急速提升,而且有低年齡化的趨勢。因此癌癥是當今世界上威脅人類健康的頭號殺手。癌癥已經(jīng)無情地奪走了很多人的生命,嚴重地影響了人類的生活質(zhì)量,縮短了人類的壽命。人體為什么會換上癌癥,誘發(fā)癌癥的因素是哪些?癌的特點是什么?如何有針對性地積極采取適當?shù)姆椒右灶A防和治療?……
3、 致癌因素與癌癥的預防:
在學生交流的基礎(chǔ)上進行歸納整理(注意進行內(nèi)因和外因關(guān)系的哲學教育)
。1)內(nèi)因:人體內(nèi)有致癌基因和抑癌基因
經(jīng)過科學工作者的研究,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多與癌癥有關(guān)的基因。這些基因大體分成兩類,普遍存在于人體的染色體上。是否患癌取決于兩類基因是否被激活,是否能在適當?shù)臅r間和空間內(nèi)正常發(fā)揮作用。這屬于生物體內(nèi)的動態(tài)調(diào)節(jié)問題。
。2)外因:
、傥锢硪蛩兀焊鞣N有害輻射(如X射線、紫外線和核輻射等)
②化學因素:有害化學藥物、制劑(如砷、苯、煤焦油等)
、凵镆蛩兀翰《疽。
學生交流討論: 致癌因素究竟離我們有多遠?在我們的日常生活中,上述有害環(huán)境我們接觸到了多少?
吸煙和被動吸煙、廚房煙霧、汽車尾氣、裝修涂料中溢散的有害氣體、過量的防腐劑、化妝品中的添加劑、色素香精、黃曲霉素、各種噴霧劑、制冷劑等等是否含有致癌物質(zhì)?與癌癥是否有直接或間接的關(guān)系。
日光浴的度如何把握?醫(yī)院里是否有會誘發(fā)癌癥的因素?如何防范?
目前癌癥治療的方法主要靠那些手段?原理是什么?
三、細胞的衰老和死亡
首先要明確:這是一個正常的生理過程。學生例舉細胞自然衰老死亡的例子。
提示:人體紅細胞、皮膚的表皮細胞、骨髓腔壁上的細胞、根冠細胞等。
1、 特點:
對5個特點進行分析,認識因果關(guān)系。共同點都是對細胞新陳代謝物質(zhì)交換和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的阻礙作用,導致新陳代謝減緩、變?nèi)酢W罱K結(jié)果就是細胞死亡。
2、原因:
簡要介紹有關(guān)假說(教參中有相關(guān)內(nèi)容)
3、細胞的死亡:
細胞死亡有正常凋亡和異常死亡兩類。正常的細胞死亡是在細胞遺傳物質(zhì)的控制下進行的主動過程,它有一套嚴格的程序。
它對于生物體的正常發(fā)育具有重要的影響。比如胚胎發(fā)育期手的發(fā)育如果沒有細胞的調(diào)亡就不會有纖細的手指;如果沒有正常的細胞調(diào)亡,蝌蚪的尾部就不會消失,它將永遠不能變成青蛙……。正常的細胞調(diào)亡骸肩負著維持各種組織器官固有體積和形態(tài)的功能;還會使機體內(nèi)異常的細胞得到及時清除,去處潛在的隱患;例如癌癥就是異常的細胞沒有及時死亡的結(jié)果……。因此細胞的正常死亡是生物體的一種非常重要的調(diào)節(jié)機制,是機體平衡細胞增殖,調(diào)節(jié)機體細胞樹木恒定的方式,是必不可少的生命過程。
對細胞的生命現(xiàn)象進行總結(jié)。
探究活動
到互聯(lián)網(wǎng)上查找有關(guān)最新生物熱點的信息
到網(wǎng)上查找有關(guān)克隆、組織培養(yǎng)、細胞工程、胚胎擴大培養(yǎng)等相關(guān)信息,更深入地了解有關(guān)原理。
形式:根據(jù)每個人自己整理的資料進行交流。
目的:使課內(nèi)知識與課外生產(chǎn)、生活實踐相聯(lián)系;與相關(guān)領(lǐng)域科研相聯(lián)系。培養(yǎng)學生的知識遷移能力、知識的應用能力;培養(yǎng)學生查找資料并用學習的知識對素材進行分析甄別的自學能力。
(1)辦?故緜人或小組整理的資料,供大家交流使用。
。2)準備一或幾個專題研討會進行交流。
其他探究活動
1.查看有關(guān)癌癥的信息,了解日常生活中可能誘發(fā)癌癥的因素、癌癥的治療方法及原理、向家人及所在社區(qū)做保護環(huán)境預防癌癥的宣傳。(可以鍛煉社會工作能力)
。1)可以通過辦專欄或宣傳窗的形式在學校或社區(qū)進行宣傳。
。2)編排成文藝節(jié)目形式如小品、校園短劇等進行宣傳。
。3)在做好準備的情況下與父母一起對家居環(huán)境進行調(diào)查。找出污染致癌的不良環(huán)境因素,制定整治改進措施。
。4)與家庭中有吸煙習慣的成員進行交談,把自己學習到的有關(guān)知識傳授給家人。做一回小老師,使科學知識、科學健康的生活方式以及相關(guān)衛(wèi)生保健知識在家庭里得到普及。
2.查看有關(guān)白血病的相關(guān)知識,了解骨髓捐獻的常識。
。1)可以上網(wǎng)查資料;也可以查找有關(guān)書籍資料
。2)可以去醫(yī)學院;蚣t十字會等有關(guān)機構(gòu)進行采訪。
。3)可以請有關(guān)部門的老師、學者或?qū)<易鰧n}科普講座。
3.調(diào)查自己家居環(huán)境中以及日常生活中是否存在可以誘發(fā)癌癥的污染源。