人教课标版高中生物必修1第6章《细胞的衰老和凋亡》示范教案1.docx
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人教课标版高中生物必修1第6章《细胞的衰老和凋亡》示范教案1
示范教案
教材分析
本节教材的主要内容分为四个部分:
个体衰老与细胞衰老的关系,细胞衰老的特征,细胞衰老的原因,细胞的凋亡。
关于细胞的衰老和凋亡与人的衰老和寿命有关,容易引起学生的兴趣。
个体衰老与细胞衰老的关系这部分知识点相对比较简单,教师通过一系列的问题情境,引导着学生从单细胞生物的衰老与细胞衰老的关系,到多细胞生物的衰老与细胞衰老的关系,进行深入探讨。
细胞衰老的特征是本节的重点。
细胞衰老的特点很多,为了帮助学生掌握,采用创设情境、展示图片、问题引导等方法,让学生通过思考,自己总结出衰老细胞的特征。
细胞衰老的原因这一部分内容教材上安排的是选学内容,课程标准对此没有特别要求,但却是学生比较关心的问题,教师可以采用学生自学,然后讨论归纳的教学方法,也可以采用多媒体展示资料,让学生了解关于衰老的科学新进展。
另外,教材在这一部分安排了学生活动——资料搜集和分析:
社会老龄化的相关问题。
这是一个随着计划生育实施20多年,随着医疗水平越来越先进,出现在我国的一个日益突出的社会问题,资料搜集和分析的活动可以安排在课后。
在活动中,教师应对学生进行情感教育,培养学生关注社会问题、关心老人、孝敬老人的崇高美德。
通过这个活动,可以使学生了解我国社会老龄化的现状,在探讨怎样解决这一问题的过程中,可以培养学生的主人翁意识,使学生能积极地参与社会活动。
学习了细胞衰老,学生展开如何延缓衰老、延长寿命的话题,引入细胞死亡。
强调细胞死亡有两种形式。
细胞坏死,它是由某些外界因素造成细胞急速死亡,是一种被动性死亡;细胞凋亡,这是一种由特定基因控制的主动性死亡。
通过资料展示使学生了解细胞坏死与细胞凋亡的区别,最后举例探讨细胞凋亡的生物学意义。
课时安排:
1课时。
三维目标
1.描述细胞衰老的特征。
2.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
3.探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系,关注老年人的健康状况。
4.进行与社会老龄化相关问题的资料搜集和分析。
5.培养关注社会问题、关心老人、孝敬老人的崇高美德。
内容提要
教学重点和难点
1.个体衰老与细胞衰老的关系,细胞衰老的特征。
2.细胞凋亡的含义。
3.细胞凋亡与细胞坏死的区别。
第1课时
课前准备
1.儿童早衰症患者图片及相关资料。
2.草履虫图片。
3.年轻健康的血红细胞与衰老病变的血红细胞显微照片。
4.白发的老年人的图片。
5.老年人的老年斑的图片。
6.衰老细胞核的图片。
7.制作细胞衰老原因的资料卡片。
8.胎儿手的发育图片。
9.正常细胞与凋亡细胞的比较图。
导入新课
1.情境导入
照片中的男孩塞斯·库克只有12岁,但他的皮肤褶皱而松弛,牙齿脱落,在面颊和手臂的皮肤上分布着若隐若现的老年斑,模样看上去就像一位八旬老翁。
他还患有老年人才有的多种老年疾病。
库克最大的梦想,就是能活到“青少年时代”。
患早衰病儿童的衰老速度是正常儿童的10倍,他们通常在13岁就会因心脏病发作而死亡。
衰老,这种自然界非常正常而常见的现象发生在如此年幼的个体身上,就让人感到有些触目惊心了。
衰老到底是怎么一回事呢?
2.复习导入
细胞通过分裂的方式增殖,新生的细胞就此诞生开始了它的生命历程。
如果它是一个不分裂的细胞,它就逐渐积累营养物质而长大,发生细胞分化,成为有特定功能的功能性细胞,在机体中发挥相应的作用,直到最后死亡。
如果它是个连续分裂的细胞,它就可以通过永不停息的分裂来延续它永恒的生命吗?
有人做过这样的实验,体外培养的人体某种细胞,最多分裂50次左右就停止分裂了,并且丧失了正常的功能,这说明细胞也有自己的寿命。
下面,让我们来了解细胞的衰老和凋亡。
推进新课
学习目标一:
个体衰老与细胞衰老的关系
1.单细胞生物的个体衰老
[方法引导]
(展示草履虫图片)
生长和衰老,出生和死亡,都是生物界的正常现象,生物的个体如此,作为基本生命系统的细胞也如此。
草履虫是一种单细胞生物,对于单细胞生物来说,个体衰老与细胞衰老有什么关系?
学生讨论后回答。
点拨:
草履虫细胞的衰老就是个体的衰老。
2.多细胞生物的个体衰老
[合作探讨]
衰老是生物界的普遍现象。
衰老的人体通常表现出细胞数目减少、肌肉萎缩、行动迟缓等特征。
思考:
(1)人体的衰老还表现出哪些特征?
(2)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?
(3)人体衰老与细胞衰老有什么关系?
学生讨论后回答。
点拨:
(1)人体的衰老特征:
白发,皱纹,老年斑,耳聋,眼花,行动迟缓,记忆力减退等。
(2)老年人体内有幼嫩的细胞,如精原细胞仍能增殖产生精子,造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞;年轻人体内也有衰老的细胞,如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞,最后细胞凋亡、脱落。
(3)人体衰老与细胞衰老并不相同。
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,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
总结:
个体衰老以细胞衰老为基础,体内多数细胞的衰老就表现出个体的衰老。
[知识拓展]
人体细胞每天的更新率为1%~2%。
也就是说,每100个细胞当中,每天有1~2个细胞更新。
肠黏膜细胞的寿命为3天,肝细胞寿命为500天,而脑与骨髓里的神经细胞的寿命,同人体寿命几乎相等,血液中的白细胞有的只能活几个小时。
在整个人体中,每分钟有1亿个细胞死亡。
老年人和青年人相比,机体成分及结构有明显改变。
例如,老年人全身含水量减少,脂肪比例增加;细胞萎缩导致各器官的重量减轻(其中,老年人的性腺、脾和肾重量下降较明显,甲状腺、肾上腺和脑的重量下降则较少)。
但是,老年人的肺因异物沉积、纤维化,60岁左右时重量反而增加。
衰老器官的功能改变,主要表现为适应能力降低,抵抗力减退以及器官整体机能的减弱和丧失。
例如,更年期以后,女性的排卵功能基本丧失。
有时,衰老器官功能改变主要表现为部分细胞机能减退或细胞数目减少。
例如,老年人神经细胞外形完整,但传导速度减慢;而老年人基础氧利用减少,因为有活力细胞数目的减少。
此外,因组织细胞萎缩减少了对营养的需求,从而使各器官血流灌注量减少,血液供应不足又促使组织进一步萎缩,影响器官的机能。
学习目标二:
细胞衰老的特征
1.衰老细胞的形态变化
[合作探究]
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
青少年人的红细胞大都是圆润透亮、大小均匀、分散活跃的;而大多数中老年人的血红细胞往往干瘪灰暗、结团成串、变异畸形,呈现出脱水衰老的状况。
这一发现揭示出人体的衰老与血红细胞的衰老病变有着密切的关系。
由于缺乏活力,变异粘连的红细胞很难流过人体组织器官的毛细血管和末端部位,就会造成微循环下降,从而一方面导致人体器官和组织的氧气和养分供应不足,另一方面又会导致体内废物和毒素、杂质无法正常排出,进而导致人体组织和器官种种衰老和病变现象的产生。
思考:
衰老细胞有些什么特征?
学生讨论。
总结:
细胞水分减少,细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢速率减慢,细胞的呼吸速率也减慢。
2.衰老细胞中酶活性的变化
[方法引导]
(展示白发的老年人图片)
步入老年的一大标志就是头发变白,头发在变白的过程中,我们常常会看到头发从发根开始变白,然后随着头发的生长,整根头发都变白了。
这是由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老年人的头发会变白。
以此分析,衰老细胞中的酶的活性总体来说会发生什么变化?
学生回答。
总结:
细胞内多种酶的活性降低。
3.衰老细胞中的色素
[合作探究]
(展示老年人产生老年斑的图片)
老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。
衰老细胞中出现色素聚集,主要是脂褐素的堆积。
脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物,是一种不溶性颗粒物。
不同的细胞在衰老过程中脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。
皮肤细胞的脂褐素颗粒大,就出现了老年斑。
思考:
为什么会出现老年斑?
学生讨论后回答。
点拨:
细胞内的色素随着细胞衰老而积累。
深入思考:
色素积累在细胞内会给细胞带来什么影响?
学生回答。
点拨:
色素在细胞内积累,会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能。
总结:
衰老的细胞中色素会积累。
4.衰老细胞中细胞核的变化
[教师精讲]
细胞的衰老除了表现在细胞的形态、酶的活性和细胞内的色素等的变化以外,还表现在细胞的遗传信息库和细胞代谢的遗传控制中心——细胞核中。
衰老细胞的细胞核表现为核体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
5.衰老细胞的细胞膜
[方法引导]
思考:
(1)细胞膜的结构特点是什么?
(2)细胞膜的功能特性是什么?
(3)细胞膜上与细胞膜的功能特性密切相关的分子是什么?
它与细胞膜的哪些功能有关?
(4)细胞膜中蛋白质的种类和数量发生变化,对细胞膜有些什么影响?
学生思考回答。
点拨:
(1)细胞膜的结构特点是可流动性。
构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的。
(2)细胞膜的功能特性是选择透过性。
(3)协助扩散和主动运输都需要细胞膜中的蛋白质作为载体。
(4)细胞膜中的蛋白质发生了变化就会导致细胞膜的通透性发生改变,物质运输的功能就会受到影响。
总结:
衰老的细胞中,细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
[知识拓展]
衰老细胞的形态变化:
细胞核:
增大,染色深,核内有包含物,核膜内陷。
染色质:
凝聚,固缩,碎裂,溶解。
细胞膜:
黏度增加,流动性降低。
细胞质:
色素积聚,空泡形成。
线粒体:
数目减少,体积增大。
高尔基体:
碎裂。
包含物:
糖原减少,脂肪积聚。
衰老细胞中分子的变化:
DNA:
在总体上,DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制,但个别基因可能会异常激活。
端粒DNA缩短,线粒体DNA特异缺失;DNA氧化、断裂、缺失和交联,甲基化程度降低。
RNA:
mRNA和tRNA含量降低。
蛋白质:
合成减弱;细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应,导致蛋白质稳定性、抗原性、可降解性下降;自由基使蛋白质肽链断裂、交联而变性;氨基酸由左旋变为右旋。
酶分子:
活性中心被氧化;金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失;酶分子的二级结构、溶解度、等电点发生改变;酶部分或完全失活。
脂质:
不饱和脂肪酸被氧化,膜脂之间或脂蛋白之间交联,膜的流动性降低。
学习目标三:
细胞衰老的原因
[合作探究]
关于衰老的机理有许多不同的学说,概括起来主要有差错学派和遗传学派两大类,前者强调衰老是由于细胞中的各种错误积累引起的,后者强调衰老是遗传决定的自然演进过程。
其实,现在看来两者是相互统一的。
(相关资料以知识卡片的形式分发给每个讨论小组)
卡片一:
差错学派
1.代谢废物积累:
细胞代谢产物积累至一定量后会危害细胞,引起衰老。
由于一些代谢产物结构致密,不能被彻底水解,又不能排出细胞,结果在细胞内沉积增多,阻碍细胞的物质交流和信号传递,最后导致细胞衰老。
2.大分子交联:
过量的大分子交联是衰老的一个主要因素,如DNA交联和胶原胶联均可损害其功能,引起衰老。
在临床方面胶原交联和动脉硬化、微血管病变有密切关系。
3.自由基学说:
细胞不断进行的氧化反应中很容易产生自由基,自由基含有未配对电子,具有高度反应活性,可引发链式自由基反应,引起DNA、蛋白质和脂类,尤其是多不饱和脂肪酸等大分子物质变性和交联,损伤DNA、生物膜、重要的结构蛋白和功能蛋白,从而引起衰老各种现象的发生。
卡片二:
1.线粒体DNA突变:
在线粒体氧化磷酸化生成ATP的过程中,大约有1%~4%氧转化为氧自由基,也叫活性氧,因此线粒体是自由基浓度最高的细胞器。
线粒体DNA裸露于基质,缺乏结合蛋白的保护,最易受自由基伤害,
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- 细胞的衰老和凋亡 教课 高中生物 必修 细胞 衰老 示范 教案