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課題
第3節(jié) 細胞的衰老和死亡
教材分析
本節(jié)教材內容的安排遵循了生命歷程的基本規(guī)律，即先介紹衰老，再介紹死亡。教材以圖文結合方式，通過直觀的細胞衰老特征示意圖，配上細胞衰老特征的文字介紹，讓學生比較清晰地認識到，細胞的衰老涉及細胞的形態(tài)和結構的改變。知道細胞會衰老，清楚細胞衰老的特征，按照認知邏輯進一步探究導致細胞衰老的原因。關于細胞衰老的原因有很多假說，教材選取了目前為大家普遍接受的自由基學說和端粒學說作了簡要介紹。在說明細胞衰老與個體衰老之間的關系后，教材介紹有關內容引導學生關注我國已進入老齡化社會的現狀，從而產生關愛老年人的情感，培養(yǎng)學生的社會責任意識。細胞的死亡分為凋亡和壞死，而凋亡是細胞死亡的主要方式。教材呈現了人的胚胎經歷有尾階段和胎兒手的發(fā)育兩個圖示，讓學生認識到不可觀察的細胞凋亡的真實存在，并認識這種存在對于機體發(fā)育的重要意義，同時也讓學生理解生命在進化過程中所留下的一些痕跡。本節(jié)知識與前面所學知識如細胞的增殖，細胞的分化等聯系非常緊密，同時也為今后學習細胞癌變等奠定基礎。因此，完成本節(jié)內容有助于學生形成對生命歷程的完整認識。
教學目標
1.描述細胞衰老的特征和原因。
2.描述細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別。
3.探討細胞衰老和死亡與人體健康的關系，關注老年人的健康。
教學重、難點
1.教學重點
(1)細胞衰老的特征。
(2)細胞凋亡的含義。
2.教學難點
(1)細胞衰老與個體衰老的關系。
(2)細胞凋亡的含義。
教學過程
教學內容
教師活動
學生活動
引入新課
【情境創(chuàng)設】
播放《人的一生中面部衰老變化》 視頻,花有重開日，人無再少年”，人體的衰老是不可避免的。
展示“老年人”和“年青人”的面部圖片，引導學生觀察回答衰老的人有哪些特征？
皺紋、白頭發(fā)、老年斑、體力下降、精力不足
觀看視頻，分辨“老年人”和“年青人”的面部區(qū)別，回答衰老的人的特征。
一、細 胞 衰 老
【展示圖片】展示教材“細胞衰老特征”圖片，引導學生閱讀教材，闡述細胞衰老的概念。
概念:細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程。最終表現為細胞的形態(tài)結構和功能發(fā)生變化。
引導學生觀察圖片,歸納細胞衰老的特征：
細胞內的水分減少，細胞萎縮，體積變小
細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低
細胞內的色素逐漸積累，妨礙細胞內物質的交流和傳遞
細胞核體積增大，核膜內折染色質收縮，染色加深
細胞內多種酶的活性降低，呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢
運用口訣“一大一小一多兩低”識記細胞衰老的特征。
【布置任務】
任務一：引導學生運用結構與功能觀，分析思考衰老細胞的形態(tài)、結構改變對其功能的影響。并結合教材圖6-8嘗試從細胞水平解釋人體衰老特征。
滿頭白發(fā)←細胞內的(酪氨酸)酶活性降低
滿臉皺紋←細胞內水分減少,體積變小皮膚干燥
老年斑多←細胞內色素(脂褐素)的累積
飲食減少←細胞膜通透性改變吸收減弱使物質運輸功能降低
無力←細胞內呼吸速率減慢
【資料展示】
展示一則廣告，化妝品廣告中對自由基對皮膚的危害進行解說，從而引入對細胞衰老原因的學習。

近三十年來，關于細胞衰老的機制研究取得了很多進展，目前為大家普遍接受的有以下兩種假說:
(1)自由基學說
歸納概括出自由基的概念和特性,了解自由基對細胞結構的損傷，從而認識到自由基引發(fā)細胞衰老的緣由。
如AB兩個原子各提供一個電子通過共價鍵形成一個分子A∶B, 這兩個電子是配對的。如果在化學反應中發(fā)生了均裂, A和B各帶走一個電子,它們就是未成對電子。
物質：VE、VC、類胡蘿卜素、茶多酚等
酶：超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等
超氧化物岐化酶（SOD）、CAT和GSH-PX等存在于正常細胞內的清除自由基的防御系統，它們的活性升高能延緩機體的衰老。

(2)端粒學說
組織學生閱讀教材相關內容，歸納概括端粒的概念、特點等。并引導學生構建端?？s短和端粒酶修復端粒的模型。
①端粒的概念:每條染色體的兩端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白質復合體。
②端粒的特點:每次細胞分裂后,端粒DNA序列會縮短一截,隨著分裂次數增加截短部分會逐漸向內延伸。
【模型構建】
端粒酶：細胞中一種延長端粒的酶,可以延緩細胞的衰老。

從古至今，人們一直都在為不老而努力。古有始皇遍尋長生不老藥，隨著生活水平的提高，美容事業(yè)不斷發(fā)展，每個人都想青春永駐。那么，從細胞衰老的端粒學說出發(fā)，可以怎么延緩衰老？引導學生運用演繹推理等思維方法,嘗試結合生命現象提出合理假設。
分析：如果細胞中端粒酶一直保持很高的活性，端粒的缺損就能得到彌補，染色體的穩(wěn)定性也得到維持，細胞衰老的進程就會被延緩。
如果細胞中端粒酶一直保持很高的活性，端粒的缺損就能得到彌補，染色體的穩(wěn)定性也得到維持，細胞衰老的進程就會被延緩。
引導學生分析、判斷個體衰老和細胞衰老之間的關系。
單細胞生物：細胞衰老或死亡 = 個體衰老或死亡
多細胞生物：細胞衰老或死亡 ≠ 個體衰老或死亡
正常的細胞衰老利于機體更好地實現自我更新
播放一則關于長生不老與細胞之間關系的視頻，細胞衰老是正常生命現象,人體細胞總在不斷更新,細胞衰老貫穿于多細胞生物個體生命始終。機體內細胞普遍走向衰老的過程會導致機體衰老。從而引出對年齡與細胞衰老關系的學習。
【布置任務】
任務二：引導學生從實驗中分析年齡因素與細胞衰老的關系。
從實驗1中你能得出什么結論?
年齡越大的個體內的體細胞增殖代數越少,年齡越小的個體內的體細胞增殖代數越多,細胞增殖的能力與個體的年齡有密切的關系。
隨年齡增長,細胞繼續(xù)分裂的次數會逐漸減少,說明細胞會隨著分裂次數的增多而衰老。
實驗2：將年輕人的體細胞去核后與老年人的細胞核融合；將老年人的 體細胞去核后與年輕人的細胞核融合。分別在體外培養(yǎng)。結果是前者不分裂， 后者分裂旺盛。
提出問題：是細胞核還是細胞質對細胞分裂的影響大一些?為什么?
細胞核對細胞分裂的影響大一些。
細胞核是遺傳信息庫, 是遺傳和代謝的控制中心。
觀察圖片,閱讀教材。歸納衰老細胞的形態(tài)、結構和生理變化有關的特征。
分析思考衰老細胞的形態(tài)、結構改變對其功能的影響。從細胞水平解釋人體衰老特征。
獲取資料中關于自由基的信息,認識自由基引發(fā)細胞衰老的緣由。
閱讀教材，歸納概括端粒的概念、特點等。嘗試構建端粒縮短和端粒酶修復端粒的模型。
分析、判斷個體衰老和細胞衰老之間的關系。
分析年齡因素與細胞衰老的關系。
習題鞏固
1.細胞衰老是細胞正常的生命現象，下列有關敘述不正確的是
A.人體細胞會隨著分裂次數的增多而衰老
B.衰老細胞中的自由基可攻擊細胞中的多種物質分子
C.細胞衰老導致所有酶的活性都降低，物質運輸功能下降
D.細胞衰老最終表現在細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生變化
【答案】C
【解析】衰老細胞內部分酶的活性降低，C錯誤。
2.根據細胞衰老的自由基學說，自由基能攻擊和破壞細胞內多種執(zhí)行正常功能的生物分子，最終導致細胞衰老。下列有關自由基的說法，錯誤的是
A.攻擊蛋白質可能降低某些酶的活性
B.攻擊DNA可能引發(fā)基因突變
C.攻擊磷脂一定會使中心體受到損傷
D.攻擊生物膜的組成成分磷脂會引發(fā)新的自由基產生
【答案】C
【解析】當自由基攻擊磷脂分子時，具有生物膜結構的細胞器可能受到損傷，中心體為無膜結構的細胞器，故當自由基攻擊磷脂分子時，它不一定受到損傷，C錯誤。
二、細 胞 的 死 亡
生長和衰老，出生和死亡,都是正常生命現象,細胞衰老后,會不會走向死亡?一般以什么方式死亡?
細胞凋亡：細胞死亡的主要方式(生理性)
引導學生閱讀教材，觀察圖片。認識細胞凋亡的意義：
發(fā)育性凋亡完成正常生長發(fā)育，如青蛙的發(fā)育。
更新性凋亡維持內部環(huán)境的穩(wěn)定，如清除受損、突變、衰老的細胞。
清除性凋亡抵御外界因素的干擾，如某些被病原體感染的細胞的清除。
【布置任務】
任務三：分析細胞凋亡
1.分析細胞凋亡的原因
資料：脊椎動物神經系統在胚胎發(fā)育過程中，會產生過量神經細胞，與神經細胞接觸的靶細胞分泌出有限的存活因子。只有競爭得到足夠的存活因子，神經細胞才存活。最終合適數量的神經細胞與靶細胞建立連接。
(1)請結合資料分析：為什么有的神經細胞會死亡？
脊椎動物神經系統在胚胎發(fā)育過程中會產生過量的神經細胞，一些神經細胞如果獲得的存活因子不足，就會走向死亡，也就是說，細胞的凋亡其實是在細胞內部的信號分子精確調控下發(fā)生的。
（2）同樣是血細胞，白細胞與紅細胞的功能不同，凋亡的速率也不一樣，白細胞凋亡的速率比紅細胞快得多。細胞凋亡的速率與它們的功能有關系嗎？請結合這一事例說明細胞凋亡的生物學意義。
脊椎動物神經系統在胚胎發(fā)育過程中會產生過量的神經細胞，一些神經細胞如果獲得的存活因子不足，就會走向死亡，也就是說，細胞的凋亡其實是在細胞內部的信號分子精確調控下發(fā)生的。
引導學生閱讀教材，概括細胞壞死(病理性)的概念：
細胞壞死指在種種不利因素影響下，如極端的物理、化學因素或嚴重的病理性刺激的情況下，由于細胞的正常代謝活動受損或中斷，從而引起細胞的損傷和死亡。
壞死細胞的膜通透性增高，致使細胞腫脹，細胞器變形或腫大，最后細胞破裂。
【布置任務】
2.分別闡述細胞壞死和細胞凋亡過程中的變化。
細胞壞死：
①細胞腫脹
②出現細胞器變性、腫大等現象
③最終細胞破裂，釋放出細胞內容物，還會引發(fā)炎癥。
細胞凋亡：
①細胞會出現染色質的濃縮，染色體聚集分塊的現象。
②細胞核斷裂，細胞開始形成一個個的凋亡小體。
③凋亡小體最終會被吞噬細胞吞噬清除。
總結回答細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別。
引導學生閱讀教材，概括細胞自噬(生理性)概念：
細胞自噬是指在細胞缺乏營養(yǎng)，受到損傷、衰老或微生物入侵時，細胞會將受損或功能退化的細胞結構等，通過溶酶體降解后再利用。
播放有關細胞自噬的視頻，了解細胞自噬大至過程。
引導學生理解細胞自噬發(fā)生的意義。
營養(yǎng)匱乏時進行自救處于營養(yǎng)缺乏條件下的細胞，通過細胞自噬可以獲得維持生存所需要的物質和能量。
維持細胞內部環(huán)境的穩(wěn)定在細胞受到損傷、微生物入侵或細胞衰老時，通過細胞自噬，可以清除受損或衰老的細胞器以及感染的微生物和毒素，從而維持細胞內部環(huán)境的穩(wěn)定。
有些激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。
閱讀教材，觀察圖片和文字資料。認識到細胞凋亡是一種自然的生理過程,是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程,這個過程對于機體發(fā)育有著重要意義。
區(qū)分細胞壞死和細胞凋亡
閱讀教材，解細胞自噬的概念及發(fā)生的意義
習題鞏固
3.(2023·云南昆明高一統考)中風，也叫腦卒中，起因一般是由腦部血液循環(huán)障礙導致局部神經結構損傷、功能缺失。下列相關敘述正確的是
A.中風時神經細胞死亡對機體是有利的
B.中風時神經細胞死亡是由基因控制的細胞的自動死亡
C.中風時的神經細胞死亡屬于細胞壞死
D.中風時發(fā)生了細胞分化導致神經細胞的結構和功能改變
【答案】C
【解析】神經細胞死亡，對中風患者不利，A錯誤；
中風時神經細胞死亡不是由基因控制的細胞的自動死亡，屬于細胞壞死，B錯誤，C正確。
4.(2023·河南駐馬店高一期末)下列關于細胞凋亡與細胞壞死的說法，錯誤的是
A.細胞壞死可能會誘發(fā)炎癥反應，從而對機體造成傷害
B.細胞凋亡受細胞內的遺傳物質控制
C.細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除也是通過細胞凋亡來完成的
D.細胞壞死前細胞內不存在凋亡基因
【答案】D
【解析】A、細胞壞死是由外界環(huán)境因素引起的，可能會誘發(fā)炎癥反應從而對機體造成傷害，A正確;
B、細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，受細胞內的遺傳物質控制，B正確;
C、細胞凋亡是生物體正常的生命歷程，對生物體是有利的，細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除也是通過細胞凋亡來完成的，C正確;
D、細胞壞死前細胞內存在凋亡基因，D錯誤。
故選D。
課堂小結
板書設計
細胞的衰老和死亡
細胞的衰老
1.概念：細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程。最終表現為細胞的形態(tài)結構和功能發(fā)生變化。
2.特點：一大一小一多兩低
3.細胞衰老的兩種假說
(1)自由基學說
(2)端粒學說
(3)個體衰老和細胞衰老之間的關系
(4)年齡因素與細胞衰老的關系
二、細胞死亡
1.細胞凋亡是細胞死亡的主要方式(生理性)
(1)概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，就叫細胞凋亡。
(2)意義：完成正常生長發(fā)育，維持內部環(huán)境的穩(wěn)定，清除性凋亡抵御外界因素的干擾。
2.細胞壞死(病理性)
3.細胞自噬(生理性)

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第3節(jié) 細胞的衰老和死亡

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細胞》

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