理解细胞分化的定义、特点(稳定性、持久性、普遍性)和意义(个体发育的基础、趋向专门化提高效率);说明细胞分化的实质是基因的选择性表达,通过红细胞与肌细胞的基因表达比较表理解不同细胞拥有相同遗传信息但选择表达不同基因;描述细胞全能性的概念及证明实验(胡萝卜组织培养、非洲爪蟾核移植),说明已分化细胞仍具有产生完整有机体的潜能;了解干细胞(造血干细胞、脐带血干细胞)的定义和实例。
本课程共设置 6 项学习目标,涵盖知识理解、技能应用与科学探究三个维度。
能说出细胞分化的定义——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;能解释定义中的“起源”(一个受精卵或一种干细胞)、“过程”(稳定性差异的形成)和“结果”(形成不同组织和器官)三个要素。
知识理解能说明细胞分化的三个特点——稳定性(分化后的细胞不能恢复成早期胚胎细胞、不会转变成其他组织的细胞)、持久性(分化状态一直保持到死亡)、普遍性(生物界普遍存在);能说明两个意义——是生物个体发育的基础(仅有增殖不能正常发育)、使细胞趋向专门化有利于提高各种生理功能的效率。
知识理解能通过红细胞与肌细胞的基因表达比较表,得出三个结论:①同一生物体不同细胞含有完全相同的遗传信息;②不同细胞基因的表达情况不同;③细胞分化的实质是基因的选择性表达;能指出细胞分化不是因为拥有不同的基因,而是选择了不同的基因进行表达。
知识理解能说出细胞全能性的定义——分裂和分化后的细胞仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性;能以胡萝卜组织培养实验和非洲爪蟾核移植实验为证据说明全能性;能比较植物细胞与动物细胞全能性表达条件的差异。
知识理解能举例说出细胞全能性在快速繁殖花卉蔬菜、拯救珍稀濒危物种(珙桐)、克隆羊多莉、体细胞克隆猴中中华华中的应用;能说明克隆羊多莉首次证明成年哺乳动物体细胞核具有全能性。
知识理解能说出干细胞的定义——动物和人体内保留的少数具有分裂能力和分化能力的细胞;能区分胚胎干细胞和成体干细胞;能举例说明造血干细胞(增殖分化为红细胞、白细胞、血小板)和脐带血干细胞(可分化成人体的各种细胞、治疗血液系统疾病)。
知识理解以人体从受精卵发育为拥有200多种细胞的完整个体为导入,通过四种组织和植物细胞实例引导学生认识细胞分化现象,建立“结构与功能相适应”的观念;定义细胞分化并分析其特点(稳定性、持久性、普遍性)和意义(个体发育基础、效率提升)。
通过红细胞与肌细胞的基因表达比较表,深入剖析细胞分化的实质——基因的选择性表达,配合思考交互巩固“遗传信息相同但表达不同”的核心结论;追踪胡萝卜组织培养与非洲爪蟾核移植两个经典实验,建立细胞全能性的概念框架。
介绍全能性在快速繁殖、拯救濒危物种、克隆等领域的应用成就,从理论走向实践;认识干细胞(造血干细胞、脐带血干细胞)的概念和医学价值;最后以知识框架图归纳本节核心内容——细胞分化(质变)与细胞增殖(量变)共同构成个体发育基础。