钟 琪

(安徽省淮南第二中学 淮南 232000)

1 教材分析及设计思路

“细胞癌变”是人教版必修1第3章第3节的内容。在新课程标准中本节内容隶属于模块2“遗传与进化”中概念3——“遗传信息控制生物性状，并代代相传”的下位概念。从教材的编排来看，这一节是学习完细胞的生命历程后的延伸内容，通过之前章节中的细胞增殖与细胞分化内容的学习，进一步学习细胞癌变是细胞生命中所发生的特殊情形。本节主要内容是癌细胞的特征、癌变的原因和如何防癌。教学重点是癌细胞的特征和如何防癌，难点是细胞癌变机理。癌症的防治是社会关注的问题，本节内容与学生生活实际联系密切，与生物学核心素养的四个方面均有关系。在教学中，笔者通过对细胞癌变相关知识点的核心素养分析，根据不同内容采用模型构建、问题链以及科学史学习等教学策略，将核心素养落实到教学实践中。

2 教学目标

依据课程标准的内容要求、学业要求及学业质量标准，并围绕培养学生核心素养的要求制订如下教学目标：

(1) 通过对细胞癌变原因的学习，促进形成结构与功能观，认识生物的多样性和复杂性，形成科学的自然观和世界观，促进生命观念的形成。

(2) 通过癌细胞的特征学习，运用归纳与概括、演绎与推理等方法，理解为什么癌症对健康的危害极大，促进科学思维的形成。

(3) 通过原癌基因发现的科学史学习，针对科学研究过程中各种现象，进行观察、提问激发好奇心和求知欲，启迪思维在探究中勇于创新，促进科学探究素养的形成。

(4) 通过癌症对健康的危害，癌症的预防、诊断和治疗的学习，能够以造福人类的态度和价值观，积极运用生物学的知识，理性解释并宣传预防癌症的科学方法，培养社会责任。

3 教学过程

3.1 创设情境，激发认知——新课引入 知识回顾： 细胞增殖、分化、凋亡和衰老，紧密关联，在时间和空间上整合成一个有序的整体，共同完成个体的生长和发育。其中，细胞增殖是一个精密调控的过程，如果该过程出现差错，将对细胞和个体的生命活动带来怎样的影响呢？

展示视频“癌症女孩自制短视频记录抗病生活”，请学生思考： 癌症是一种什么疾病？为什么癌症会对健康造成极大的危害？我们该如何预防癌症？导入课题。

设计意图： 通过知识回顾和视频播放，承前启后，激发学生的认知兴趣。

3.2 问题引导，培养思维——癌细胞的主要特征 通过创设不同的情境来学习该部分内容。

3.2.1 在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖 创设情境： ①正常细胞和癌细胞分裂代数的比较。②海拉细胞材料：她已经死了，但65年后，她的癌细胞依然活着！科学家估计，如果可以把所有生长过的“海拉”细胞堆起来的话，它们可能重达5 000万吨。如果将所有生长过的“海拉”细胞从头到尾排列起来，它们可以绕地球至少三圈，相当于1亿多米，而她本人的身高不过1.5米，体重不到50公斤。帮助学生认同癌细胞无限增殖特性。

引出问题链： ①海拉细胞的分裂方式？是否有细胞周期？②癌细胞和正常细胞比较，代谢更强还是更弱？③使癌细胞无限增殖的适宜条件是什么？④为什么癌症患者机体消瘦？

学生交流讨论后，教师总结： 癌细胞的无限增殖会导致机体物质消耗剧增，能量供应不足。

3.2.2 癌细胞形态结构发生显著变化 创设情境： 正常成纤维细胞和癌变成纤维细胞显微照片。引出问题链： ①成纤维细胞是否已经分化？②癌变后的成纤维细胞能否正常发挥功能？

学生比较分析得出结论，教师总结： 癌变的细胞由于结构改变，丧失其正常功能，导致机体健康受损。

3.2.3 癌细胞的表面也发生了变化 创设情境： 良性肿瘤扩散成肝癌示意图。设计问题链： ①癌细胞扩散与细胞表面何种物质有关系？②细胞表面的变化会影响到细胞膜的何种功能？

知识拓展： 接触抑制现象。①接触抑制： 正常细胞在体外培养时，表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的特点，即接触抑制现象。②癌细胞失去接触抑制性，即使堆积成群，仍然可以生长，形成多层。

设计意图： 通过创设情境，设计问题链，引导学生思考癌症对健康危害极大的原因，同时培养核心素养之科学思维。

3.3 自主学习，合作交流——致癌因子 让学生阅读教材，合作交流，判断引发以下癌变的因素： ①有人用砷酸钠治疗皮肤病后，出现局部色素增加，过度角化，最后发展为皮肤癌，砷是迄今发现的唯一使人致癌而不使动物致癌的物质；②日本福岛第一核电站泄漏的碘-131，可产生β射线，可能引发甲状腺癌变;③1911年，Peyton Rous第一次用鸡肉瘤的无细胞提取物引起另一只鸡产生新的肿瘤。

教师总结： 三类致癌因子的作用原理和不同点。

3.4 科学探索，模型建构——细胞癌变的内因 通过科学史和模型构建引导学生认识致癌因子为什么会导致细胞癌变。

3.4.1 肿瘤病毒和原癌基因发现的科学史 提供史料“一只病鸡带来的两次诺贝尔奖”。

1909年，美国一位农民发现其养鸡场里有一只鸡右胸长了肿瘤，他怕这可能是一种传染病，会威胁整个养鸡场。于是他把这只病鸡拿给了当时在纽约洛克菲勒医学研究所工作的Peyton Rous博士。Rous发现肿瘤可以通过比细胞更小的微观介质，也就是病毒传播(图1)。这种病毒也被命名为Rous肉瘤病毒(Rous Sarcoma Virus， RSV)。1966 年，距那次重大发现 55 年后，85 岁高龄的 Peyton Rous 获得了诺贝尔奖。这是诺贝尔奖历史上经受了最久考验的授奖，Peyton Rous博士是史上最年长的获奖者。

图1 Rous发现肿瘤病毒实验流程[1]

1975年，Michael Bishop和Harold E Varmus发现，Rous肉瘤病毒(RSV)只有四种基因，其中三种的作用是复制病毒，第四种则是引起癌变的基因。这个基因来自哪里？当他们发现正常鸡的细胞中也有这种基因时，癌症研究一扇新的大门徐徐打开了。接下来，对鸭、火鸡、鹅进行了研究之后，他们发现，这些禽类都有该基因。随后对鼠、牛、兔、鱼和人细胞的研究显示，这种一度被认为是鸡特有的基因同样存在于所有这些物种。后来人们将这种基因命名为原癌基因。Michael Bishop和Harold E Varmus因此在1989年获得诺贝尔生理学或医学奖。

3.4.2 通过概念模型，引导学生理解癌变内在机理 随着人们对于癌变机理研究的加深，越来越多的癌变相关基因被发现。展示正常细胞周期调控模型(图2左)，原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因的功能主要是阻止细胞不正常的增殖。通过对RSV的研究发现，癌症是与某些原癌基因的异常有关，而正常细胞中这些基因处于相对不活跃或失活状态。

让学生根据图2右模型，分析讨论致癌因子具体是如何引发细胞癌变的？

教师总结： 致癌因子可能会提高基因突变的频率，使部分原癌基因被激活(图2右中A)和抑癌基因被抑制(图2右中B)导致细胞癌变。

图2 细胞周期调控与细胞癌变的关系

设计意图： 通过科学史、模型建构等策略，帮助学生理解细胞癌变的内在机理，体会核心素养之生命观念与科学探究

3.5 总结提升，培养责任——癌细胞的概念和癌症的诊断、预防及治疗 总结： 癌细胞是一种受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。结合教材内容，引导学生探讨癌症诊断、预防和治疗的措施。

设计意图： 通过总结提升帮助学生认同生命的复杂性，促进生命观念的形成，通过讨论引导学生运用生物学的知识和方法，关注癌症，培养社会责任。

4 教学反思

核心素养的培养渗透在高中生物学课程教学的各个环节，无论是采用何种教学策略，都应当回归生物学课程的科学属性，帮助学生在学习过程中通过体验、反思和感悟最终内化为核心素养。这就要求教师在教学实践过程中，不断更新教学观念，促进学生的终身发展，真正实现学科育人功能。