人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞的衰老和死亡教案

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞的衰老和死亡教案，共8页。教案主要包含了细胞衰老的特征，人体衰老与细胞衰老的关系，细胞衰老的原因，细胞凋亡等内容，欢迎下载使用。
教学目标
1.科学探究:描述细胞衰老的特征和原因。
2.科学思维:理解细胞衰老与个体衰老的关系。
3.科学探究:理解细胞凋亡的含义和意义,简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
4.社会责任:探讨细胞衰老和死亡,及其与人类健康的关系,关注老年人的健康。
评价目标
1.通过现实生活中的衰老现象和对应的细胞衰老的原因,了解评价学生对于细胞衰老特征的掌握情况。
2.通过图片展示和小组讨论合作,让学生总结表格,了解评价学生对于细胞凋亡和细胞坏死的掌握情况。
教学重难点
重点:1.细胞衰老的特征。
2.理解细胞凋亡的概念。
难点:细胞凋亡与细胞坏死的区别。
教学方法
1.在自主学习教材内容的基础上,引导学生结合现实中的衰老现象,理解有关衰老细胞的特征和原因。然后利用所学内容从细胞水平来解释老年人的典型身体特征形成的原因,真正做到学以致用。
2.组织学生讨论搜集的有关“社会老龄化”的资料,总结个体衰老与细胞衰老的关系。
3.多媒体展示细胞死亡的实例,帮助学生理解细胞凋亡的意义,并区分细胞凋亡和细胞坏死两种死亡形式。
4.采用直观教学法、讲述法、谈话法和自学讨论法等教学方法。
课时安排
1课时
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
通过幻灯片展示两个事例,并配以图片:
1.人们寻找长生不老药,皆以失败告终。
2.科研人员研发出抗衰老药物可以延缓小鼠衰老。
请同学根据两则材料讨论里面蕴含的生物学知识,并引出本节课关于关于细胞衰老和死亡的学习。
(设计意图:图片和事例分析吸引学生集中精力,激发学生求知欲,能够充分调动学生的学习兴趣。)
一、细胞衰老的特征
1.设置疑问
课本P123“问题探讨”:老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系?
2.合作探究
学生以小组为单位,结合教材学习细胞衰老的特征,并完成以下问题。
(1)细胞内水分 ,细胞萎缩,细胞体积 ;
(2)细胞内多种酶的活性 ,呼吸速率减慢,新陈速率减慢;
(3)细胞内 逐渐积累,妨碍细胞内物质交流和传递;
(4) 通透性改变,使物质运输功能降低;
(5)细胞核体积 ,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
提示:(1)减少 变小 (2)降低 (3)色素 (4)细胞膜 (5)增大
学生小组合作讨论的过程中,教师巡视课堂,及时发现学生讨论中存在的问题,并把握讨论的进度。学生小组讨论结束后,由学生小组汇报合作探究的答案。
讨论:细胞衰老的每一个特征与细胞代谢有什么关系?
(设计意图:细胞衰老的特征都向新陈代谢减弱的方向变化,一方面让学生认识到影响代谢的因素,另一方面帮助学生理解记忆细胞衰老的特征,避免死记硬背。)
3.当堂检测
任务一:教师传授细胞衰老的口诀“一大一小一多一少两慢两低”,同学回答代表的意义。
任务二:拓展应用。利用多媒体展示下表,结合细胞衰老的特征,分析人体衰老症状。
(设计意图:学以致用,理论联系实际,增强对细胞衰老的特征的理解记忆。)
二、人体衰老与细胞衰老的关系
利用多媒体展示单细胞和多细胞生物。
1.设置疑问:
(1)老年人体内有没有幼嫩的细胞,年轻人体内有没有衰老的细胞?
(2)人体衰老与细胞衰老有什么关系?
提示:(1)老年人体内有幼嫩的细胞,如精原细胞仍能产生精子细胞,造血干细胞分化出各种血细胞;年轻人体内有衰老的细胞,如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞,最后凋亡,红细胞和白细胞的衰老。
(2)人体内的细胞总是在不断更新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2.学生自主学习人体衰老与细胞衰老的关系,完成以下问题。
①单细胞生物体:细胞的衰老或死亡 个体的衰老或死亡。
②多细胞生物体:细胞的衰老或死亡 个体的衰老或死亡。体内细胞总是在不断更新着,个体衰老的过程也是组成个体的细胞 的过程。
提示:①等同于 ②不等于 普遍衰老
3.资料分析:学生自主分析课本P125探究年龄与个体衰老的关系的两个实验,并得出结论。
4.自我展示:课前布置学生查阅资料,课上汇报“社会老龄化”的相关问题,学生到前面展示自己收集的资料,其他同学分析、讨论。
引导:关于人口老龄化可能带来哪些影响,如何解决?
提示:人口老龄化的影响:劳动力不足、加重社会养老负担、青壮年的养老负担加重及国防力量不足等。
缓解措施:完善社会养老保险体系、关心爱护老年人等。
(设计意图:课前收集“老龄化”的资料,提高收集信息的能力。课堂上让学生展示收集资料,提高表达能力。同时,引导学生理论联系实际,提高学生学习兴趣,引导学生关注社会热点问题。)
德育渗透:关爱老年人,就是关爱未来的自己。
三、细胞衰老的原因
1.设置疑问:世界上有没有长生不老药,有哪些方法可以延缓衰老?
2.细胞衰老的原因:阅读课本P124内容,针对细胞衰老的两个假说,你可以提出哪些问题?
3.衰老学说对于现实生活有什么启示,如何延缓衰老?
(设计意图:开放性问题的设置,更能提高学生参与课堂活动的积极性,畅所欲言,积极讨论交流。)
德育渗透:如何更好地延缓衰老?
四、细胞凋亡
利用多媒体展示下图,据图分析蛙的变态发育过程,关注尾部变化,引出细胞凋亡。
1.小组合作探究:学生学习细胞凋亡,完成以下问题。
(1)细胞凋亡的概念:由 所决定的细胞 生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的 调控,所以它是一种 。
(2)举例:蝌蚪尾巴的消失。在成熟的生物体中,细胞的 ,被病原体感染的细胞的 ,也是通过细胞凋亡完成的。
(3)意义:细胞凋亡对于多细胞生物体完成 ,维持 的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(4)细胞坏死与细胞凋亡不同:细胞坏死是在种种 因素影响下,由细胞 受损或中断引起的细胞 。
提示:(1)基因 自动结束 程序性 程序性死亡 (2)自然更新 清除 (3)正常发育 内部环境 (4)不利
正常代谢活动 损伤和死亡
(设计意图:指导学生阅读教材,挖掘常考点,引导学生把握关键词。)
2.当堂检测:区分细胞凋亡和细胞坏死。
①女性月经期子宫内膜的脱落;
②人体骨折后部分细胞死亡;
③花冠在传粉后凋谢;
④生冻疮后,小块组织的糜烂死亡。
提示:①、③细胞凋亡;②、④细胞坏死。
(设计意图:理论联系实际,通过现实中的实例,更好地比较细胞凋亡和细胞坏死的异同点。)
3.识图比较:教师展示细胞凋亡和细胞坏死的机理图,学生识图比较和分析在以下等三个方面的不同。
(1)环境,基因?(2)主动,被动?(3)有利,有害?
提示:细胞凋亡是基因决定的,主动的,对机体有利。细胞坏死不受基因控制,被动的,对机体不利。
4.小组合作归纳整理:比较细胞凋亡和细胞坏死,加深理解
(设计意图:通过列表比较,找出细胞凋亡和细胞坏死知识之间的异同,易于区分。)
5.了解课本P126关于细胞自噬的相关知识。
6.巩固提升。
(设计意图:学习细胞衰老的特征时,通过口诀当堂训练巩固,并通过现实中的各种衰老现象让学生从细胞水平解释衰老的原因,真正地做到学以致用,增强对细胞衰老的特征的理解记忆。课前收集老龄化资料,提高收集信息的能力和表达能力,同时引导学生关注社会热点问题。关于细胞衰老原因的学习,让学生自学,主动提出问题。开放性问题的设置,更能提高学生参与课堂活动的积极性,畅所欲言,积极讨论交流。在学习细胞凋亡和细胞坏死的区别时,通过现实中的实例,更好地比较细胞凋亡和细胞坏死的异同点,加深理解。然后再通过列表比较,找出细胞凋亡和细胞坏死知识之间的异同,易于区分和巩固知识。)
非测试性评价
1.你喜欢这堂课吗,你最喜欢哪个环节,哪个环节你认为还有不足?
。
2.在这节课上你学到足够的知识了吗?
。
3.你参与小组合作探究时积极吗?
。
4.你对本堂课重难点的突破还有别的创意吗?
。
(设计意图:该环节是本节课教学环节的延续,通过这几个问题让学生对自己、对小组、对教师、对课堂都进行评价,根据学生的回答,可以促使教师进一步改进自己的教学,是师生交流的另一个平台。)
课堂小结
在多媒体上投影出整节课的知识要点,以便帮助学生形成系统的认识。
1.细胞衰老特征与个体衰老的关系原因
2.细胞死亡细胞凋亡细胞坏死
布置作业
1.巩固本节课所学知识,收集更多细胞衰老、细胞凋亡和细胞死亡的实例。
2.完成学案上的非测试性评价。
教学反思
本节内容难度较小,学生参与率较高,充分调动了学生学习的积极性和主动性,课堂气氛十分活跃。主要表现在以下几个环节:第一,细胞衰老的特征,大多数的特征在以前学过,能与细胞代谢相联系,同学们各抒己见,用新学习的知识解释现实中的各种衰老现象。第二,社会老龄化问题的讨论,与生活联系紧密,学生有亲身的感受,互相交流,积极发言。本节通过结合生活提出的问题,能激发学生关注社会,关爱身边老年人的意识。第三,关于细胞衰老的原因,让学生自主学习,自主提出问题并解释,深化了理解;同时联系实际提出延缓衰老的建议,让学生学会珍爱生命。第四,关于细胞凋亡和细胞坏死,利用多媒体,结合学生之间的小组合作与相互交流,完成本课重难点的教学任务。
但由于不同班级学生准备情况和发言情况不同,因此教师在教学时间上要作宏观调控,才能确保每个教学环节都有足够的时间来达成目标。
板书设计
第3节 细胞的衰老和死亡
1.细胞衰老的特征:一大一小一多一少两慢两低。
2.个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
3.细胞衰老的原因:(1)自由基学说;(2)端粒学说。
4.细胞凋亡:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
细胞坏死:在不利因素下,由于细胞的正常的代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
备课资源
1.细胞凋亡
细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程。细胞凋亡受一系列信号转导途径的调控,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。英文中细胞凋亡一词借用古希腊语凋亡(apptsis)来表示,意思是像花瓣或树叶的自然凋落。
2.细胞凋亡与坏死的区别
虽然凋亡与坏死的最终结果极为相似,但它们的过程与表现却有很大差别。
坏死(necrsis)是细胞受到强烈理化或生物因素作用引起细胞无序变化的死亡过程。表现为细胞胀大,胞膜破裂,细胞内容物外溢,核变化较慢,DNA降解不充分,引起局部严重的炎症反应。
凋亡是细胞对环境的生理性、病理性刺激信号,环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死亡过程。其细胞及组织的变化与坏死有明显的不同。细胞凋亡的形态学特征包括形成凋亡小体、染色质固缩、染色体DNA片段化等。凋亡过程中细胞膜始终保持完整,凋亡形成的凋亡小体最终被临近细胞或吞噬细胞吞噬,因此细胞内含物并不泄漏到细胞外,不会引发炎症反应。
3.有关细胞衰老的学说
(1)细胞有限分裂学说
L.Hayflick(1961)报道,人的纤维细胞在体外培养时增殖次数是有限的。后来许多实验证明,正常的动物细胞无论是在体内生长还是在体外培养,其分裂次数总存在一个“极限值”。此值被称为“Hayflick”极限,亦称最大分裂次数。如人胚成纤维细胞在体外培养时只能增殖60~70代。普遍认为细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。
Harley等1991年发现体细胞染色体的端粒DNA会随细胞分裂次数增加而不断缩短。DNA复制一次端粒就缩短一段,当缩短到一定程度至Hayflick点时,细胞停止复制,而走向衰亡。资料表明人的成纤维细胞端粒每年缩短14~18 bp,可见染色体的端粒有细胞分裂计数器的功能,能记忆细胞分裂的次数。
端粒的长度还与端聚酶的活性有关,端聚酶是一种反转录酶,能以自身的RNA为模板合成端粒DNA,在精原细胞和肿瘤细胞(如Hela细胞)中有较高的端聚酶活性,而正常体细胞中端聚酶的活性很低,呈抑制状态。
(2)重复基因失活学说
真核生物基因组DNA重复序列不仅增加基因信息量,而且也是使基因信息免遭机遇性分子损害的一种方式。主要基因的选择性重复是基因组的保护性机制,也可能是决定细胞衰老速度的一个因素,重复基因的一个拷贝受损或选择关闭后,其他拷贝被激活,直到最后一份拷贝用完,细胞因缺少某种重要产物而衰亡。实验证明小鼠肝细胞重复基因的转录灵敏度随年龄而逐渐降低。哺乳动物rRNA基因数随年龄而减少。
(3)衰老基因学说
研究表明当细胞衰老时,一些衰老相关基因(SAG)表达特别活跃,其表达水平大大高于年轻细胞,已在人1号染色体、4号染色体及X染色体上发现SAG。
用线虫的研究表明,基因的确可影响衰老及寿限,Caenrhabditiselegans的平均寿命仅3.5天,该虫age-1单基因突变,可提高平均寿命65%,提高最大寿命110%,age-1突变型有较强的抗氧化酶活性,对H2O2、农药、紫外线和高温的耐受性均高于野生型。
对早衰老综合征的研究发现体内解旋酶存在突变,该酶基因位于8号染色体短臂,称为WRN基因。对阿尔茨海默病(AD)的研究发现,至少与4个基因的突变有关。其中淀粉样蛋白前体基因(APP)的突变,导致基因产物β淀粉蛋白易于在脑组织中沉积,引起基因突变。
人体衰老症状
细胞衰老特征
皮肤干燥、皱纹
细胞内水分减少,体积变小
头发变白
细胞内的酶活性降低
老年斑
细胞内色素(脂褐素)的积累
行动迟缓无力
细胞呼吸速率减慢
吸收能力下降
细胞膜通透性改变
比较项目
细胞凋亡
细胞坏死
与基因的关系
受凋亡基因控制的
与基因无关
细胞膜的变化
内陷
破裂
特点
生理性
病理性
影响因素
温和的刺激或药物引起
电、热、冷、机械伤害等剧烈性损伤刺激
对机体的影响
对机体是有利,不发生炎症
对机体是有害,发生炎症