师:同学们好!
生:老师好!
师:同学们请坐。哈哈哈,前面我们已经学习了细胞的物质基础、细胞的结构基础以及细胞的功能,下面我们学习新的一章——关于细胞的生命历程。同学们,看我手中的这是拟南芥。这一章我们就以拟南芥为研究对象来学习。之所以选择拟南芥,是由于它的生长周期比较短,而且同学们可以观察到它根、茎、叶、花等器官一应俱全,它是科研界常用的模式生物。同学们来看这里,拟南芥的种子萌发长出幼苗,然后长出花茎,开花结果,整个这一个过程就是拟南芥的生命历程。个体的生命历程其实也离不开细胞的生命历程。那同学们思考一下,在这个过程当中,多细胞生物个体的发育过程当中,它生命的起点是什么?
生:由受精卵发育、经过组织器官的形成,直至形成一个个体。
师:非常好。今天我们要解决的一个核心问题就是由受精卵分裂而来的细胞是如何长成并形成各种不同的组织和器官的?下面我们首先从细胞水平来看一看。同学们手中有显微镜,利用显微镜观察拟南芥的根毛细胞和下表皮细胞。一三五组的同学观察根毛细胞,二四六组的同学观察下表皮细胞,观察后说出所观察到的细胞在形态结构以及生理功能上的特点。好,现在同学们开始动手操作。观察表皮细胞,建议先用低倍镜,看完低倍镜视野的情况后可以再换高倍镜看看。好了,现在同学们做得差不多了,相对来说根毛细胞组看得更快一点,表皮细胞可能不太容易那么快看到,但我看大家后来也都看到了。那现在请一三五组的同学,谁能来说一下看到的根毛细胞的形态结构和功能特点呢?沈悠然,你来。
生:根毛细胞伸出像管状的形状,作为根部,这样的形态是为了延长,从而吸收一些水分。
师:很好,对根毛细胞的形态和功能有了清晰描述,请坐。那叶肉细胞这里,表皮细胞能看到什么呢?伍子萌,你来说。
生:叶肉细胞可以看到保卫细胞,它能控制系统的开闭,还能看到叶肉细胞里面有叶绿体,叶绿体有结构特点。
师:很好,描述了气孔的形状和功能,对叶肉细胞描述了结构和功能。请坐。同学们看到这几个细胞,发现它们的形态和功能是不一样的,但是从细胞结构上来讲,它们是不是都由某些部分组成的?
生:细胞核和细胞质。
师:对,那它们的差别主要在于哪呢?在细胞结构上的差别主要在于核有区别,还是膜有区别,或者是质有区别?
生:细胞质上可能区别在于它的细胞器不太一样。
师:嗯,这些细胞追根溯源,它们都是来源于什么细胞啊?
生:受精卵。
师:受精卵通过细胞增殖得到一群彼此相似的早期胚胎细胞,接着这些细胞随着发育的进行产生了差异。那这个差异体现在什么地方呢?大点声回答。
生:(回答差异体现的方面)
师:还有吗?嗯,产生这些差异的过程,我们就叫做细胞的分化。这就是细胞分化的定义,同学们可以整理在你的学案上。由受精卵得到组织和器官,要经历的过程就是细胞的增殖和分化。同学们再思考,拟南芥为什么要发生细胞分化?对于它来说有什么意义?你来说。
生:我觉得拟南芥发生细胞分化可以产生不同功能的细胞,以满足它的生命活动。因为单独一种功能的细胞没法满足它进行光合作用或者吸收土壤水分等功能,为了迎合它的生命活动需要分化。
师:嗯,也就是说概括来说就是细胞功能专门化。那其实蓝细菌它也能进行吸收营养物质,也可以进行光合作用。跟蓝细菌相比,拟南芥细胞分化有什么好处?有什么优点呢?
生:它分化出了根,分化出叶肉细胞。
师:能够提升它的效率,很好,请坐。除此以外,细胞分化还有什么意义?同学们想,如果一个生物没有细胞分化,只有细胞增殖会怎么样?
生:那就变成一大团细胞,不能叫个体发育了。
师:所以我们说细胞分化也是个体发育的基础。我们现在已经从细胞水平上认识了细胞分化,这册书讲的是分子与细胞,我们能不能往更微观的层次上探索一下?从分子水平上来解释咱们最初的这个问题。同学们想一想,组织器官的形态、结构、功能各异,导致它们产生差异的直接原因是什么?其他同学也都说说看是什么原因啊。
生:(思考回答)
师:我能不能说它们的蛋白质不一样呢?好像我没有证据,是吧?现在给大家介绍一个网站,利用这个网站就可以查询这些蛋白质在各组织器官的存在情况。A蛋白是转运蛋白,B是叶绿素合成因子,C是细胞骨架蛋白。在查询这个网站的时候,每个蛋白都有对应的基因名称。具体查询方式是,在TAIR这个网站的搜索框中输入基因的名称。同学们想,我让你们查基因名称干嘛?基因和蛋白质有什么关系?
生:基因指导蛋白质的合成,这个过程我们就管它叫做基因的表达。
师:对,把基因名称输入进去之后,点击搜索,在第二页会弹出页面,点击基因的位置,然后在下一个页面,在外部连接的地方点击EFP,然后这里就可以看到蛋白质的存在情况了。好,现在一二组搜索A蛋白,三四组搜索B蛋白,五六组搜索C蛋白。好,现在同学们开始动手,学案上有操作步骤。怎么都不敢说话了,快看看这个蛋白在哪里,不要互相分享。
好,同学们都回座位坐好了,有个别组可能是由于网速的原因没有找到,大部分同学都已经找到了。那我们来看一下同学们所查到的结果。一二组的同学谁来说一下你们组看到的A蛋白主要分布在哪里?
生:A蛋白主要分布在花这里,看底下那个图,第四个图能看到。
师:我能不能说已分化的细胞它的蛋白就是不一样的呢?通过这个图。
生:不行,因为它也有相同的蛋白,就是……
师:嗯,没太理解你的意思,其他同学有没有补充一下?陈浩聪你先坐,你来说。
生:他的意思应该是说在每个阶段其实都存在这种蛋白,但是它存在的量不一样。比如说在花开的过程中这个颜色明显加深,就证明它含量很多。在花的生长阶段这个含量很多,但不代表它在其他阶段就没有这个蛋白。
师:嗯,我问的是已分化的细胞,能不能证明已分化细胞蛋白质就不一样。
生:不能。
师:你是因为说含量在变化,对吗?
生:对,应该是含量的变化。
