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1、2022年人教版高中生物必修1 6-3細胞的衰老和凋亡 教案1
●三維目標
1.知識與技能
(1)說出個體衰老與細胞衰老的關(guān)系。
(2)描述細胞衰老的特征及原因。
(3)簡述細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別。
2.過程與方法
(1)培養(yǎng)學生聯(lián)系實際靈活運用知識的能力。
(2)學會進行與社會老齡化相關(guān)的問題的資料搜集和分析。
3.情感態(tài)度與價值觀
(1)探討細胞的衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系,關(guān)注老年人的健康狀況和生活狀況。
(2)通過有關(guān)衰老問題的討論,樹立科學的發(fā)展觀。
●教學重點
1.個體衰老與細胞衰老的關(guān)系,細胞衰老的特征。
2.細胞凋亡的含義。
●教學難點
細胞凋
2、亡的含義以及與細胞壞死的區(qū)別。
●教具準備
1.收集有關(guān)人體衰老的有關(guān)圖片、視頻和文字等資料。
2.收集有關(guān)細胞衰老的有關(guān)圖片、視頻和文字等資料。
3.收集有關(guān)細胞衰老與健康的資料。
4.收集有關(guān)衰老研究的最新進展的資料。
5.收集有關(guān)預(yù)防人體衰老的資料。
6.教師把收集到的資料用FrontPage平臺制作成一個學習網(wǎng)站。
7.學生收集的有關(guān)社會老齡化的相關(guān)問題的資料與教師收集到的資料整合在一起。
●課時安排
1課時
●教學過程
[課前準備]
1.教師利用FrontPage平臺制作成一個學習網(wǎng)站。
2.兩位學生一臺電腦。
3.把全班學生按每組八個人自行分組,每組
3、推選一名主持人、一名記錄員和一名噪聲控制員。
[情境創(chuàng)設(shè)]
每天的生活過程中,人來人往,同學們都會遇到各種人,有年青的,有年老的。同學們注意到老年人有哪些特征呢?(用網(wǎng)頁展示一組老年人的圖片)
學生:老年人機體成分及結(jié)構(gòu)有明顯改變,新陳代謝水平下降,表現(xiàn)為:白發(fā),皺紋,老年斑,耳聾,眼花,行動遲緩,記憶力減退等現(xiàn)象。
同學們回答得很好,那人為什么會衰老呢?人體衰老與細胞衰老一樣嗎?其實構(gòu)成生物體的大多數(shù)細胞都要經(jīng)過分裂、生長、分化、衰老、凋亡等幾個階段。這一節(jié)課我們利用學習網(wǎng)站的資源和教材一起來討論——第3節(jié)《細胞的衰老和凋亡》。
[師生互動]
教師用網(wǎng)頁展示這節(jié)課要討論的問題。如
4、下:
1.個體衰老與細胞衰老有什么關(guān)系?
2.細胞衰老有什么特征?
3.細胞衰老的原因是什么?
4.細胞凋亡的含義是什么?
5.細胞凋亡與細胞壞死有什么區(qū)別?
6.細胞衰老與人類健康有什么關(guān)系?
7.如何預(yù)防人體衰老?
8.社會老齡化的相關(guān)問題?
由于時間關(guān)系,每組分配兩個問題開始頭腦風暴,并把過程記錄下來,告訴學生每個人都要發(fā)表自己的看法,大家都是平等的,不分彼此。主持人作好組織,噪聲控制員控制噪聲,記錄員作好過程的記錄。教師為了把握學生頭腦風暴的情況,可以分時間參與到各組學生的頭腦風暴的過程里面。
二十分鐘以后,把每一組經(jīng)過頭腦風暴的結(jié)果張貼出來,由每一組的主持人發(fā)表本
5、組討論的結(jié)果,時間3分鐘。
第一組:
1.個體衰老與細胞衰老有什么關(guān)系?
答:單細胞生物,細胞衰老或死亡就是個體的衰老或死亡;多細胞生物,體內(nèi)的細胞總是在不斷更新。也就是說,多細胞生物的細胞每時每刻都有細胞在衰老、死亡,同時又有新增的細胞來補充它們。因此多細胞生物的細胞衰老、死亡與個體的衰老死亡不是一回事。
2.細胞衰老有什么特征?
答:細胞衰老的特征:(1)細胞內(nèi)水分減少,使細胞萎縮,體積縮小。(2)細胞核體積增大,染色體固縮;溶酶體數(shù)目增加和體積增大,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列無序。(3)多種酶活性降低。(4)細胞內(nèi)色素積累。(5)呼吸速率減慢。(6)細胞膜的通透性改變,物質(zhì)運輸功能降低。(鼓掌
6、表揚)
第二組:
3.細胞衰老的原因是什么?
答:細胞衰老的原因目前還沒有統(tǒng)一的說法,它是當今科學家研究的熱門問題。我們組的同學比較接受自由基學說:自由基是一類瞬時形成的含不成對電子的原子或功能基團,表現(xiàn)出高度的反應(yīng)活潑性,普遍存在于生物系統(tǒng)。在生命活動中,自由基不斷產(chǎn)生,自由基能攻擊和破壞細胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子。如細胞膜上的磷脂分子、蛋白質(zhì)、核內(nèi)DNA等,因此可以破壞生物膜,也可引起基因突變,使蛋白質(zhì)活性下降,使細胞衰老。
6.細胞衰老與人類健康有什么關(guān)系?
答:(1)細胞的正常衰老對于實現(xiàn)有機體的自我更新非常有利。如,紅細胞的快速更新,血液中始終有足夠量的新生紅細胞來運
7、輸氧氣。(2)細胞異常衰老會給人類帶來健康上的威脅。如兒童早衰癥就是細胞過早衰老產(chǎn)生的一種疾病。(3)人體衰老是生理功能下降和紊亂的綜合表現(xiàn),是不可逆轉(zhuǎn)的生命過程。其基本特征為:皮膚干燥、皺縮;代謝減緩;細胞數(shù)目減少;器官功能下降等。(掌聲鼓勵)
第三組:
4.細胞凋亡的含義是什么?
答:細胞的凋亡是指細胞在一定階段,由特定基因控制的自殺程序引起的正常的自然死亡,它是細胞正常發(fā)育的一個過程,是機體正常發(fā)育的基礎(chǔ)。由于細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控,所以也常常被稱為細胞編程性死亡。細胞凋亡有著重要的生物學意義:(1)有利于消除多余細胞。(2)有利于消除無用細胞。(3)有利于消
8、除發(fā)育不正常的細胞。(4)有利于消除有害細胞。(5)有利于消除已完成正常使命的衰老細胞。(6)維持器官、組織、細胞數(shù)目相對平衡。
7.如何預(yù)防人體衰老?
答:這是個大家都非常關(guān)心的問題,我們認為:合理的飲食結(jié)構(gòu)、良好的生活習慣、適宜的體育鍛煉和樂觀的人生態(tài)度等都有益于延緩衰老;現(xiàn)代醫(yī)學認為,能抑制自由基的產(chǎn)生或消除自由基的食物可以預(yù)防人體衰老。河南醫(yī)科大學研究表明,茶葉中兒茶素能提高超氧化物歧化酶的活性,并有利于機體對自由基脂質(zhì)氧化物的清除,故有較強的抗衰老作用。兒茶素的抗衰老作用,比維生素C和維生素E還高,尤其在增強機體對各種病菌的抵抗力和免疫力方面,更顯得極為突出。因此,健康者只要每天
9、堅持喝8~10克優(yōu)質(zhì)綠茶,并持之以恒,就能起到自然抗衰作用。(掌聲四起)
第四組:
5.細胞凋亡與細胞壞死有什么區(qū)別?
答:細胞壞死是細胞受到急性強力傷害時立即出現(xiàn)的早期反應(yīng),包括細胞膜直接被破壞,大量水進入細胞;線粒體外膜腫脹而密度增加;核染色質(zhì)呈絮狀;蛋白質(zhì)合成減慢。如及時去除傷害因素,以上早期反應(yīng)尚可逆轉(zhuǎn)。若傷害外因持續(xù)存在,則發(fā)生不可逆的變化,如細胞骨架破壞,溶酶體解體,pH下降,最后細胞膜和細胞器破裂,DNA降解。細胞內(nèi)容物流出,引起周圍組織炎癥反應(yīng)。而細胞凋亡則表現(xiàn)為:(1)染色質(zhì)聚集、分塊、位于核膜上,細胞質(zhì)凝縮,最后細胞核破裂。(2)細胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體,凋
10、亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細胞器,還有凝縮的染色體,可被鄰近細胞吞噬消化,因始終有膜封閉,沒有內(nèi)容物釋放,故不會引起炎癥。(3)線粒體無變化,溶酶體活性不增加。(4)內(nèi)切酶活化,DNA降解;因此,凋亡通常是生理性變化,而細胞壞死則是病理性變化。
8.社會老齡化的相關(guān)問題?
答:有關(guān)社會老齡化的相關(guān)問題有很多報道,其中CSIS全球老齡化問題主任理查德·杰克遜撰寫的《銀發(fā)中國:中國養(yǎng)老政策的人口和經(jīng)濟分析》非常中肯地點出中國的老齡化與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系,由于時間關(guān)系,這里就不多說了。(掌聲四起)
[教師精講]
今天,我們采用頭腦風暴式的學習活動,充分體現(xiàn)了集體思維的優(yōu)越性,也充分體現(xiàn)出同學們的聰明才
11、智,每組都能對問題作出比較全面的回答,甚至還講到喝茶能預(yù)防衰老等知識。有關(guān)衰老的問題,是當今世界的熱門問題,我國科學家初步揭開人類細胞衰老之謎:基因P16??茖W家童坦君表示,細胞衰老是生物衰老的基本單位,也是人類老年病發(fā)病的共同基礎(chǔ)?!耙磺猩飳W關(guān)鍵問題必須在細胞中尋找”已是當前生物學家的共識。通過“衰老細胞與分子機理研究”的課題研究,我們至少可以說,人類某些細胞的壽命,是可以利用基因重組技術(shù)來進行調(diào)節(jié)的。因此,同學們應(yīng)該樹立以發(fā)展的觀點看待當今科學的發(fā)展。
[課堂小結(jié)]
為了讓同學們能更好地理解細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別,下面列表來說明:
細胞凋亡
細胞壞死
細胞變圓,與周圍的細胞脫
12、開
細胞外形不規(guī)則變化
核染色質(zhì)凝聚
溶酶體破壞
細胞膜內(nèi)陷
細胞膜破裂
細胞分為一個個小體
胞漿外溢
被周圍細胞吞噬,不引起炎癥反應(yīng)
引起周圍炎癥反應(yīng)
[布置作業(yè)]
課本P124的練習和有關(guān)社會老齡化的資料的整理。
[課后拓展]
科學家發(fā)現(xiàn)了在器官發(fā)育和“程序性細胞死亡”過程中的基因規(guī)則。這項工作對人類戰(zhàn)勝疾病將發(fā)揮重大作用。請根據(jù)要求回答下列問題:
(1)細胞的衰老和凋亡是一種正常的生命現(xiàn)象。下列屬于衰老紅細胞特征的是
①水分減少,細胞萎縮 ②新陳代謝的速度減慢 ③某些酶的活性降低 ④呼吸速率上升 ⑤色素積累增多 ⑥細胞的呼吸速率減慢
13、 ⑦細胞核體積增大 ⑧細胞膜的通透性改變
A.①②③④⑤⑥ B.①②③⑤⑥⑦⑧
C.①②③⑥⑧ D.①②③④⑤⑧
(2)人的受精卵開始分裂,逐漸形成大量功能不同的細胞,從分子水平看,這是________的結(jié)果。
(3)人的胚胎在發(fā)育初期是有尾的,但在胚胎發(fā)育成熟時失去尾,從細胞水平看,這是由于____________________________。
(4)后來的科學家研究發(fā)現(xiàn),控制“程序性細胞死亡”的基因有兩類:一類是控制細胞死亡;另一類是啟動或促進細胞死亡。兩類基因相互作用控制細胞的正常死亡。如果該死亡的細胞沒有死亡,不該死亡的細胞大批死亡,就會患病
14、,如癌癥、艾滋病等。請你運用這個理論對癌癥、艾滋病的治療進行大膽的設(shè)想。
解析:細胞的衰老和死亡是一種正常的生命現(xiàn)象,如何延緩細胞的衰老是人們關(guān)注的熱點之一。本題圍繞細胞的衰老、死亡及基因調(diào)控的知識,考查學生從材料中提取信息、解釋有關(guān)現(xiàn)象及解決有關(guān)問題的能力。
(1)衰老的細胞一般具有以下5項特征:①在衰老的細胞內(nèi)水分減少,細胞萎縮,體積變小,新陳代謝速度減慢;②衰老的細胞內(nèi),有些酶的活性降低;③細胞內(nèi)的色素會隨著細胞衰老而逐漸積累;④衰老的細胞內(nèi)呼吸速度減慢,細胞核體積增大,染色質(zhì)固縮,顏色加深;⑤細胞膜通透性功能改變。根據(jù)上述特征可判斷①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老細胞的特征,由于衰老的紅細
15、胞沒有細胞核,也不含有色素,因此,還應(yīng)除去⑤⑦,故選C。
(2)人的受精卵分裂,逐步形成大量的功能不同的細胞,這些功能不同的細胞表現(xiàn)出來的形態(tài)特征或生理特性是由不同的基因控制的,而由受精卵分裂產(chǎn)生的體細胞中遺傳物質(zhì)相同,基因也相同,因此從分子水平看,是基因選擇性表達的結(jié)果。
(3)人的胚胎在發(fā)育初期是有尾的,但在胚胎發(fā)育成熟時失去尾,尾是由許多細胞構(gòu)成的。那么尾哪里去了呢?從細胞水平看,這是由于組成尾的細胞在胚胎發(fā)育過程中進行了程序性 死亡。
參考答案:
(1)C (2)基因選擇性表達 (3)組成尾的細胞 在胚胎發(fā)育過程中進行了程序性死亡 (4)根據(jù)科學家們的研究,我們知道人類的癌癥、艾滋病等就是由于該死亡的細胞沒有死亡,而不該死亡的細胞大批死亡所形成的病患。根據(jù)“程序性細胞死亡”的理論,我們對癌癥、艾滋病的治療可進行下列設(shè)想:首先找到與癌癥、艾滋病相關(guān)的所有調(diào)控基因,分析其功能。然后,研究出能發(fā)揮或抑制這些基因功能的藥物,就可以讓癌細胞加速自殺死亡,從而達到治療癌癥的目的。同時,提高免疫細胞的生命力,以達到根治艾滋病的目的。
●板書設(shè)計
第3節(jié) 細胞的衰老和凋亡
一、個體衰老與細胞衰老的關(guān)系
三、細胞凋亡