高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞的衰老和死亡优质课教学设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞的衰老和死亡优质课教学设计，共7页。教案主要包含了情境创设，展示图片，布置任务，资料展示，模型构建等内容，欢迎下载使用。


年级
高一年级
授课时间
1课时
课题
第3节 细胞的衰老和死亡
教材分析
本节教材内容的安排遵循了生命历程的基本规律，即先介绍衰老，再介绍死亡。教材以图文结合方式，通过直观的细胞衰老特征示意图，配上细胞衰老特征的文字介绍，让学生比较清晰地认识到，细胞的衰老涉及细胞的形态和结构的改变。知道细胞会衰老，清楚细胞衰老的特征，按照认知逻辑进一步探究导致细胞衰老的原因。关于细胞衰老的原因有很多假说，教材选取了目前为大家普遍接受的自由基学说和端粒学说作了简要介绍。在说明细胞衰老与个体衰老之间的关系后，教材介绍有关内容引导学生关注我国已进入老龄化社会的现状，从而产生关爱老年人的情感，培养学生的社会责任意识。细胞的死亡分为凋亡和坏死，而凋亡是细胞死亡的主要方式。教材呈现了人的胚胎经历有尾阶段和胎儿手的发育两个图示，让学生认识到不可观察的细胞凋亡的真实存在，并认识这种存在对于机体发育的重要意义，同时也让学生理解生命在进化过程中所留下的一些痕迹。本节知识与前面所学知识如细胞的增殖，细胞的分化等联系非常紧密，同时也为今后学习细胞癌变等奠定基础。因此，完成本节内容有助于学生形成对生命历程的完整认识。
教学目标
1.描述细胞衰老的特征和原因。
2.描述细胞凋亡和细胞坏死的区别。
3.探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人的健康。
教学重、难点
1.教学重点
(1)细胞衰老的特征。
(2)细胞凋亡的含义。
2.教学难点
(1)细胞衰老与个体衰老的关系。
(2)细胞凋亡的含义。
教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
引入新课
【情境创设】
播放《人的一生中面部衰老变化》 视频,花有重开日，人无再少年”，人体的衰老是不可避免的。
展示“老年人”和“年青人”的面部图片，引导学生观察回答衰老的人有哪些特征？
皱纹、白头发、老年斑、体力下降、精力不足
观看视频，分辨“老年人”和“年青人”的面部区别，回答衰老的人的特征。
一、细 胞 衰 老
【展示图片】展示教材“细胞衰老特征”图片，引导学生阅读教材，阐述细胞衰老的概念。
概念: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。
引导学生观察图片,归纳细胞衰老的特征：
细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞核体积增大，核膜内折染色质收缩，染色加深
细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢
运用口诀“一大一小一多两低”识记细胞衰老的特征。
【布置任务】
任务一：引导学生运用结构与功能观，分析思考衰老细胞的形态、结构改变对其功能的影响。并结合教材图6-8尝试从细胞水平解释人体衰老特征。
满头白发←细胞内的(酪氨酸)酶活性降低
满脸皱纹←细胞内水分减少,体积变小皮肤干燥
老年斑多←细胞内色素(脂褐素)的累积
饮食减少←细胞膜通透性改变吸收减弱使物质运输功能降低
无力←细胞内呼吸速率减慢
【资料展示】
展示一则广告，化妆品广告中对自由基对皮肤的危害进行解说，从而引入对细胞衰老原因的学习。

近三十年来，关于细胞衰老的机制研究取得了很多进展，目前为大家普遍接受的有以下两种假说:
(1)自由基学说
归纳概括出自由基的概念和特性,了解自由基对细胞结构的损伤，从而认识到自由基引发细胞衰老的缘由。
如AB两个原子各提供一个电子通过共价键形成一个分子A∶B, 这两个电子是配对的。如果在化学反应中发生了均裂, A和B各带走一个电子,它们就是未成对电子。
物质：VE、VC、类胡萝卜素、茶多酚等
酶：超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等
超氧化物岐化酶（SOD）、CAT和GSH-PX等存在于正常细胞内的清除自由基的防御系统，它们的活性升高能延缓机体的衰老。

(2)端粒学说
组织学生阅读教材相关内容，归纳概括端粒的概念、特点等。并引导学生构建端粒缩短和端粒酶修复端粒的模型。
①端粒的概念:每条染色体的两端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
②端粒的特点:每次细胞分裂后,端粒DNA序列会缩短一截,随着分裂次数增加截短部分会逐渐向内延伸。
【模型构建】
端粒酶：细胞中一种延长端粒的酶,可以延缓细胞的衰老。

从古至今，人们一直都在为不老而努力。古有始皇遍寻长生不老药，随着生活水平的提高，美容事业不断发展，每个人都想青春永驻。那么，从细胞衰老的端粒学说出发，可以怎么延缓衰老？引导学生运用演绎推理等思维方法,尝试结合生命现象提出合理假设。
分析：如果细胞中端粒酶一直保持很高的活性，端粒的缺损就能得到弥补，染色体的稳定性也得到维持，细胞衰老的进程就会被延缓。
如果细胞中端粒酶一直保持很高的活性，端粒的缺损就能得到弥补，染色体的稳定性也得到维持，细胞衰老的进程就会被延缓。
引导学生分析、判断个体衰老和细胞衰老之间的关系。
单细胞生物：细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡
多细胞生物：细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
正常的细胞衰老利于机体更好地实现自我更新
播放一则关于长生不老与细胞之间关系的视频，细胞衰老是正常生命现象,人体细胞总在不断更新,细胞衰老贯穿于多细胞生物个体生命始终。机体内细胞普遍走向衰老的过程会导致机体衰老。从而引出对年龄与细胞衰老关系的学习。
【布置任务】
任务二：引导学生从实验中分析年龄因素与细胞衰老的关系。
从实验1中你能得出什么结论?
年龄越大的个体内的体细胞增殖代数越少,年龄越小的个体内的体细胞增殖代数越多,细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。
随年龄增长,细胞继续分裂的次数会逐渐减少,说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
实验2：将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合；将老年人的 体细胞去核后与年轻人的细胞核融合。分别在体外培养。结果是前者不分裂， 后者分裂旺盛。
提出问题：是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些?为什么?
细胞核对细胞分裂的影响大一些。
细胞核是遗传信息库, 是遗传和代谢的控制中心。
观察图片,阅读教材。归纳衰老细胞的形态、结构和生理变化有关的特征。
分析思考衰老细胞的形态、结构改变对其功能的影响。从细胞水平解释人体衰老特征。
获取资料中关于自由基的信息,认识自由基引发细胞衰老的缘由。
阅读教材，归纳概括端粒的概念、特点等。尝试构建端粒缩短和端粒酶修复端粒的模型。
分析、判断个体衰老和细胞衰老之间的关系。
分析年龄因素与细胞衰老的关系。
习题巩固
1.细胞衰老是细胞正常的生命现象，下列有关叙述不正确的是
A.人体细胞会随着分裂次数的增多而衰老
B.衰老细胞中的自由基可攻击细胞中的多种物质分子
C.细胞衰老导致所有酶的活性都降低，物质运输功能下降
D.细胞衰老最终表现在细胞的形态、结构和功能发生变化
【答案】C
【解析】衰老细胞内部分酶的活性降低，C错误。
2.根据细胞衰老的自由基学说，自由基能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子，最终导致细胞衰老。下列有关自由基的说法，错误的是
A.攻击蛋白质可能降低某些酶的活性
B.攻击DNA可能引发基因突变
C.攻击磷脂一定会使中心体受到损伤
D.攻击生物膜的组成成分磷脂会引发新的自由基产生
【答案】C
【解析】当自由基攻击磷脂分子时，具有生物膜结构的细胞器可能受到损伤，中心体为无膜结构的细胞器，故当自由基攻击磷脂分子时，它不一定受到损伤，C错误。
二、细 胞 的 死 亡
生长和衰老，出生和死亡,都是正常生命现象,细胞衰老后,会不会走向死亡?一般以什么方式死亡?
细胞凋亡：细胞死亡的主要方式(生理性)
引导学生阅读教材，观察图片。认识细胞凋亡的意义：
发育性凋亡完成正常生长发育，如青蛙的发育。
更新性凋亡维持内部环境的稳定，如清除受损、突变、衰老的细胞。
清除性凋亡抵御外界因素的干扰，如某些被病原体感染的细胞的清除。
【布置任务】
任务三：分析细胞凋亡
1.分析细胞凋亡的原因
资料：脊椎动物神经系统在胚胎发育过程中，会产生过量神经细胞，与神经细胞接触的靶细胞分泌出有限的存活因子。只有竞争得到足够的存活因子，神经细胞才存活。最终合适数量的神经细胞与靶细胞建立连接。
(1)请结合资料分析：为什么有的神经细胞会死亡？
脊椎动物神经系统在胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞，一些神经细胞如果获得的存活因子不足，就会走向死亡，也就是说，细胞的凋亡其实是在细胞内部的信号分子精确调控下发生的。
（2）同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？请结合这一事例说明细胞凋亡的生物学意义。
脊椎动物神经系统在胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞，一些神经细胞如果获得的存活因子不足，就会走向死亡，也就是说，细胞的凋亡其实是在细胞内部的信号分子精确调控下发生的。
引导学生阅读教材，概括细胞坏死(病理性)的概念：
细胞坏死指在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。
坏死细胞的膜通透性增高，致使细胞肿胀，细胞器变形或肿大，最后细胞破裂。
【布置任务】
2.分别阐述细胞坏死和细胞凋亡过程中的变化。
细胞坏死：
①细胞肿胀
②出现细胞器变性、肿大等现象
③最终细胞破裂，释放出细胞内容物，还会引发炎症。
细胞凋亡：
①细胞会出现染色质的浓缩，染色体聚集分块的现象。
②细胞核断裂，细胞开始形成一个个的凋亡小体。
③凋亡小体最终会被吞噬细胞吞噬清除。
总结回答细胞凋亡与细胞坏死的区别。
引导学生阅读教材，概括细胞自噬(生理性)概念：
细胞自噬是指在细胞缺乏营养，受到损伤、衰老或微生物入侵时，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。
播放有关细胞自噬的视频，了解细胞自噬大至过程。
引导学生理解细胞自噬发生的意义。
营养匮乏时进行自救处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需要的物质和能量。
维持细胞内部环境的稳定在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。
有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
阅读教材，观察图片和文字资料。认识到细胞凋亡是一种自然的生理过程,是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,这个过程对于机体发育有着重要意义。
区分细胞坏死和细胞凋亡
阅读教材，解细胞自噬的概念及发生的意义
习题巩固
3.(2023·云南昆明高一统考)中风，也叫脑卒中，起因一般是由脑部血液循环障碍导致局部神经结构损伤、功能缺失。下列相关叙述正确的是
A.中风时神经细胞死亡对机体是有利的
B.中风时神经细胞死亡是由基因控制的细胞的自动死亡
C.中风时的神经细胞死亡属于细胞坏死
D.中风时发生了细胞分化导致神经细胞的结构和功能改变
【答案】C
【解析】神经细胞死亡，对中风患者不利，A错误；
中风时神经细胞死亡不是由基因控制的细胞的自动死亡，属于细胞坏死，B错误，C正确。
4.(2023·河南驻马店高一期末)下列关于细胞凋亡与细胞坏死的说法，错误的是
A.细胞坏死可能会诱发炎症反应，从而对机体造成伤害
B.细胞凋亡受细胞内的遗传物质控制
C.细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除也是通过细胞凋亡来完成的
D.细胞坏死前细胞内不存在凋亡基因
【答案】D
【解析】A、细胞坏死是由外界环境因素引起的，可能会诱发炎症反应从而对机体造成伤害，A正确;
B、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，受细胞内的遗传物质控制，B正确;
C、细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除也是通过细胞凋亡来完成的，C正确;
D、细胞坏死前细胞内存在凋亡基因，D错误。
故选D。
课堂小结
板书设计
细胞的衰老和死亡
细胞的衰老
1.概念：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。
2.特点：一大一小一多两低
3.细胞衰老的两种假说
(1)自由基学说
(2)端粒学说
(3)个体衰老和细胞衰老之间的关系
(4)年龄因素与细胞衰老的关系
二、细胞死亡
1.细胞凋亡是细胞死亡的主要方式(生理性)
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。
(2)意义：完成正常生长发育，维持内部环境的稳定，清除性凋亡抵御外界因素的干扰。
2.细胞坏死(病理性)
3.细胞自噬(生理性)