第３４卷第４期 ２０１８年 中学生物学 Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．４ ２０１８ 文件编号：１００３—７５８６（２０１８）０４—００５４—０３ 核心素养视角下的高三生物一轮复习 ——以“细胞的分化、衰老、凋亡及癌变＂为例 姚 燕 （南京市第五高级中学 江苏南京 ２１０００４） 生物核心素养是公民基本素养的重要组成之一， 涵盖生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等四 个方面。这些素养主要依托在校期间的生物课程习 得和巩固。常规的高三生物一轮复习基本分两步走： 教师梳理基础知识，学生练习反馈应用，主要目标为 提高学生解题能力。如何将高三复习课由培养学生 是细胞分化的实质和意义：细胞全能性的概念及实例； 细胞凋亡与细胞坏死的区别；原癌基因与抑癌基因的区 别。为了切实提高复习的效率，最大限度地调动学生的 积极思维，笔者设计精彩主线贯穿整节课，采用“自主一 合作一探究”的学习方式、“问题解决、建构概念”的教学 方法，注重发挥学生的主体地位，注重培养学生理性思 维和科学探究能力，提升学生的生物科学素养。 解题能力转变为以培养学生核心素养为主，笔者以一 轮复习课“细胞的分化、衰老、凋亡及癌变”为例做了 初步尝试。 ２教学目标 （１）能够应用结构决定功能的观点，解释细胞分 化相关特征，描述细胞衰老和凋亡的特点，初步培养 学生的生命观念。 １ 教材分析和设计思路 “细胞的分化、衰老、凋亡和癌变”是人教版新课标 教材必修１第六章第二节～第四节的内容。它们与第 一（２）能够举例说明细胞的全能性；通过案例研究， 合作交流，比较迁移，分析理解癌细胞的主要特征和 致癌因子导致细胞癌变的分子机理，提出相应诊断、 治疗和预防方法。 节“细胞的增殖”共同构成了细胞的生命历程。本节 既是对细胞结构、、功能等知识的拓展和延伸，同 时细胞全能性及干细胞的知识又与选修课本中克隆技 术等有联系。本节的教学重点是：细胞分化的概念和意 义；细胞凋亡的含义；细胞衰老、癌变的特征。教学难点 （３）通过探讨细胞衰老、细胞凋亡与人体健康的 关系，关注老年人的健康状况，增强关爱他人、珍爱生 染色体），还是染色体上基因的种类、排列顺序都产生 了很大变化，即染色体的组成已有很大差异。若用 Ａ、Ｂ分别表示马和驴的染色体组，则马（ＡＡ）Ｘ驴 （ＢＢ）一骡子（ＡＢ）。由于骡子的染色体组Ａ与染色体 组Ｂ来源不同，不互为同源染色体，故在减数时 出现联会紊乱。这个例析可以进一步加深了学生对 “同源”和“联会”这一本质属性的理解。 最终变成长度只有ｘ染色体的１／３。同时，在进化中，ｘ 和Ｙ染色体各自积累了特有的基因，形成了异源区段， 但是仍然保留了部分的同源区段，故还可以发生联 会。可见，同源染色体是指“起源”相同，大小、形态“一 般”相同，在减数时能够彼此“联会”的染色体。 参考文献： ［１］李寅吴，赵庆新．教学中关于同源染色体概念的思考［ｊ］． 生物学通报，２０１６．５１（１）． ５借助特例的分析，形成概念的完善理解 以人类的ｘ、Ｙ是一对同源染色体，但同源不同型， ［２］ 杨业华．２０１６，普通遗传学［Ｍ］．北京：高等教育出版社， ２０００：１２３—１２５． 学生只知其然不知其所以然。教学中，笔者补充解释： 从进化角度看，性染色体是由常染色体分化来的，而Ｙ 染色体是由Ｘ染色体经过漫长进化形成的。原始Ｙ染 色体和Ｘ染色体大小曾经一样，在进化过程中的某一 时刻获得了睾丸决定基因（ｓｒｙ），Ｙ染色体通过抑制基 ［３］ 刘凌云，郑光美．普通动物学ｆ第４版）［Ｍ］．北京：高等教育 出版社，２００９：５０１—５０２，５２２． ［４］刘祖洞．遗传学下册（第２版）［Ｍ］．北京：高等教育出版社， １９９１：３４５． ［５］杨威．辨析几种“联会紊乱”现象［Ｊ］．生物学教学，２０１７， ４２（６）：７７． 因重组，关闭Ｙ染色体与ｘ染色体之间的交换，从而保 留ｓｒｖ基因。Ｙ与ｘ染色体交换的关闭引起Ｙ染色体基 因功能的单调下降，发生基因退化、丢失，故逐渐缩短， －－————［６］马小明．Ｙ染色体的发现及研究历程简介［Ｊ］．生物学教 学，２０１６．４１（９）：７９． ５４·－－－—— 命、关心社会生活的意识。科学理性地面对癌症，选 择健康的生活方式，同时关注生物学技术在生产生活 中的应用。 胞的ＤＮＡ分子，则其杂交带状况如何？（都能杂交）若 将探针改作检测胰岛素基因的ｍＲＮＡ，其杂交带状况 如何？（只有Ａ有杂交带，原因只有Ａ表达胰岛素，才 能产生相应ｍＲＮＡ） ３教学过程 ３．１ 基础诊断，明确复习要点 （４）细胞分化在分子和细胞水平的标志是什么？ 课前，教师通过判断题，快速有效诊断学生基础 知识的掌握情况，以便对症教学。 ３．２创设情境，树立生命观念 （①分子水平：奢侈基因表达，转录出不同的ｔｕＲＮＡ，合 成特有蛋白质。②细胞水平：形成不同种类的细胞） 设计意图：通过问题讨论和情景解决，巧妙地突 破本节教学难点，使学生进一步理解细胞分化的实质 为基因的选择性表达。采用“自主一合作一探究”的学 习方式，注重发挥学生的主体地位，使学生提升获取 信息并结合所学知识分析问题、推知结论的能力，注 教师创设情境１：播放小佳慧不幸患上白血病的新 闻视频，其父为她做了骨髓移植，从而挽救了女儿的生 命。教师设问：“什么是白血病？骨髓移植为什么可以 有效治疗白血病昵？”学生纷纷回答。教师解释白血病 俗称血癌，是白细胞异常增殖，侵占并破坏各器官的功 能的恶性疾病。骨髓中的造血干细胞，可以再生成相 应的正常血细胞如红细胞、白细胞、血小板等，以此达 到治疗目的。教师以此导入细胞分化的概念、特点和 意义分析。 设计意图：视频中牵动人心的“白血病”，在本节 重培养学生理性思维和科学探究等方面能力。 教师创设情境３：虽然佳慧进行了骨髓移植，但仍 然需要服用抗癌药物控制病情，其中紫杉醇就是治疗 白血病比较有效的抗癌药。但是，紫杉醇提取于红豆 杉，红豆杉在我国数量极少，生长缓慢，提取率相当 低。如何既不破坏物种又能生产满足癌症病人用药 复习课开篇就极大地激发了学生的学习积极性和热 情。教师通过介绍白血病的症状、病因、诊断和治疗 的方法，将细胞分化、癌变等知识巧妙的串联在一起， 成为贯穿本节课的重要主线。教师创设生活情境导 入，重点复习细胞分化，要求学生能够应用结构决定 功能的观点，解释白血病的症状和细胞分化相关特 征，初步培养学生的生命观念。 ３．３ 讨论分析，提升探究能力 教师创设情境２：骨髓中造血干细胞为何会分化， 分化的实质是什么呢？图１是佳慧体内的３种细胞， 图中表明了每个细胞的部分基因及其活动状况。小 组自主讨论分析学案中的４个问题。 需求的紫杉醇？ 学生立刻能够联想选修３中生物技术植物组织培 养获得红豆杉，由培养获得的红豆杉提取紫杉醇，而该 技术的原理是细胞的全能性。小组合作回忆植物组织 培养的具体操作流程，在进一步的讨论中归纳总结细胞 全能性的概念、原因和条件。学生在比较不同细胞的全 能性大小之后，延伸学习干细胞的概念和应用前景。 设计意图：在复习课上通过知识点的前跟后带，学 生自主完善细胞分化相关知识网络。通过分组讨论探 究的活动过程，培养学生的科学探究能力和交流合作 能力，运用所学解决问题，获得成功的体验。同时学生 了解到现实生活中对抗癌药物紫杉醇的需求、干细胞 在医学上应用前景，感知生物技术与社会联系。 ３．４比较迁移。培养理性思维 釜 ．Ｉ ．生长激素基因口百彳 圈 口 一基因 达的 因一Ａ 教师创设情境４：佳慧的白血病由细胞癌变所导 致。我们如何判断细胞发生癌变？哪些原因会引起 癌症？结合病因，假如你是医生如何给她进行诊断和 治疗？如何避免癌症的发生？ 通过判断细胞发生癌变，学生明确了细胞癌变的 ｆ］．血红蛋白基因胰岛素基因 璺 口 曰 口 曰 口不能表达的 口 基因 图１佳惩体类的３种细胞示意 （１）图１中３种细胞中的基因组成相同吗？为什 么？（相同，同～人体不同细胞均由受精卵有丝而 来，遗传物质不变）其中属于管家基因ｆ基因产物是维 持细胞基本生命活动所必需１的是哪种细胞？（ａ）属于 奢侈基因ｆ基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能） 的是哪种细胞（ｂｃｄ） 特征（能够无限增殖、形态结构发生显著变化、细胞膜 上糖蛋白减少，易分散和转移）。同时，教师补充癌变 的细胞表面会产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。教师 强调导致癌症发生的原因包括外因和内因分析，着重 引导学生分析内因，并提出问题：正常细胞中有原癌 基因和抑癌基因吗？它们与癌细胞的形成有什么关 （２）这三种细胞是否可以代表红细胞？细胞Ａ、Ｂ 分别是什么细胞？（不能判断的依据是该细胞不表达 血红蛋白基因，Ａ为胰岛Ｂ细胞，Ｂ为垂体细胞） （３）若用胰岛素基因作探针检测Ａ、Ｂ、Ｃ三类细 系？细胞癌变是一个基因，还是多个基因改变引起的？ 教师要帮助学生构建概念：在正常细胞中原癌基因调 节细胞周期，控制细胞生长和的进程。抑癌基因 一５５— 阻止细胞不正常的增殖。由于某些致癌因子诱发原癌 基因和抑癌基因突变，而且突变积累起来，导致细胞增 殖失控，进而产生癌变。癌细胞恶性增殖，在不同组织 和器官中大量聚集形成肿瘤，导致产生不同的癌症。 容与选修知识进一步综合串联，并引导学生关注社会 和科技的联系。 ３．７ 习题反馈，巩固本节复习 科学家利用逆转录病毒，将Ｏｃｔ１—３／４、Ｓｏｘ２、原癌 根据以上细胞癌变的特征和发病机理，小组讨论诊 断、治疗和预防方法。学生通过比较迁移，得出：①诊断 方法包括病理学检查（血象、骨髓象显微观察）、影像学检 查（ＣＴ、ＥＣＴ、核磁共振、Ｂ超检查）、免疫学检测（甲胎蛋 白测定、癌胚抗原检测）、癌基因检测（用基因探针诊 基因和抑癌基因四个关键基因转入高度分化的体细胞 内，让其变成一个多功能ｉＰＳ细胞（图２）。请分析回答： 原癌基因抑癌基因Ｃ正在凋亡的细胞 ０ 断）。②治疗方法包括骨髓移植、化疗和放疗等（作用 机理是阻止癌细胞的增殖）。老９５￣ｉ－充基因治疗的方 法（２０１５年英国已经出现首例用成功治疗癌症的案 癌 细 咆 例）。③预防方法包括远离各种致癌因子，锻炼身体， 并保持健康心态。学生纷纷结合自身谈谈具体做法。 设计意图：细胞癌变的相关知识是本节课的知识 重难点，然而，学生对知识掌握程度较低。利用案例 高度分化的体细胞 咆 Ｂ多功能ｉＰＳ细胞 解决的方式，巧妙地将细胞癌变的特征、发病机理、诊 断、治疗和预防等知识点串联，利用比较迁移的方法， 培养学生的理性思维，同时拓展到生活、社会中，使学 生正确认识癌症，树立内因与外因影响生命活动的辩 图２科学家使体细胞转化为多功能ｉＰＳ细胞的实验过程 （１）若图中高度分化的细胞是性腺细胞，则合成 性激素的场所是——（填数字符号）。 （２）依据图示原理，体细胞癌变是——和—— 异常表达的结果。细胞凋亡是在图中——基因控制 下的细胞——的过程。 证唯物主义观点，养成健康的生活态度，对生物科学 素养的培养有一定的帮助。 ３．５结合实践，树立社会责任 教师创设情境５：医生在治疗过程中同时培养了佳 慧和其父的细胞，但是细胞的增殖能力有差别，原因是 什么？细胞衰老和个体衰老是一回事吗？细胞衰老的 特征是什么？细胞死亡的方式有哪些？如何区分？ 学生通过小组讨论，得到父女细胞增殖的差别在 于细胞衰老情况不一。体细胞的衰老是由细胞自身 的因素所决定。同时结合实践，学生回忆细胞衰老的 特征，明确：细胞衰老贯穿于生命的始终，对于多细胞 生物来说细胞的衰老并不等于个体的衰老。细胞的 死亡方式包括细胞凋亡和细胞坏死。对于这两种死 亡方式，教师引导学生从产生原因、症状和结果等方 面进行辨析。 —（３）利用体细胞诱导形成的ｉＰＳ细胞，可进一步诱 导获得多种组织细胞，ｉＰＳ细胞的这种变化过程称作 —＠ 国 。Ａ细胞到Ｂ细胞过程细胞全能性——（填 “增大”或“减小”）。 （４）下列关于Ｄ细胞叙述错误的是——（填数 字符号１。 ①形态与正常细胞不同 ②遗传物质ＤＮＡ与Ａ细胞不同 ③所有蛋白质一定减少 ④癌细胞能进行有丝、无丝、减数 参：⑤原癌基因抑癌基因 Ｆａｓ程序性 死亡细胞分化减少（ ④ 设计意图：结合实践展开对衰老的讨论，引导学生 关爱生命，关注老人的健康，倡导健康的生活方式，从 而树立正确的生命观和社会责任感。 ３．６ 归纳总结，自主构建网络 ４教学反思 在高三生物的一轮复习课上，教师必须把握好基 础知识的夯实和学生能力提高的关系：必须处理好学 生猎奇的求知欲和复习旧知的矛盾关系；必须调和好 学生主动参与和老师主导梳理知识的关系。本节课上， 复习完细胞全部的生命历程，小组归纳总结本节 课内容，并自主构建知识网络图，小组挨个讲述，各组 教师所创设的情境主线贯穿复习，充分挖掘了教材中体 现学科核心素养的内容。教师通过自主讨论、自主构 建、自主运用，“让位”于学生，贯彻了以“教师为主导、学 生为主体，训练为主线，能力为主攻”的教学原则，促 进学生对每个考点都能“记得住”“说得清”“写的出” “用的上”，确保了学生生物核心素养培养落到实处。 互评。教师提出课后延伸研究题目：如何利用现代生 物技术研发抗癌药物。 设计意图：教师充分利用板书资源，促进学生自 主建构，直观呈现本节主要内容，使学生对所学知识 有清晰、全面的认识。而延伸研究则进一步将本节内 一５６一
