細胞的衰老和死亡 教學設計

高中生物學（人教版）必修1分子與細胞高中生物學（人教版）必修1分子與細胞第6章細胞的生命歷程第3節(jié)細胞的衰老和死亡池州市第一中學張森教材分析：本節(jié)課是選自人教版高中生物學科必修一《分子與細胞》中第6章第3節(jié)的內(nèi)容。主要講了細胞的衰老及細胞的程序性死亡過程是細胞生命活動的正?，F(xiàn)象。通過對本節(jié)課的學習可以讓學生對細胞的增殖、分化、衰老、死亡的生命歷程有總體性的認識。本節(jié)課也是上節(jié)課細胞的分化的內(nèi)容的延伸，是本章的核心內(nèi)容。學情分析：高一學生思維敏捷，但不夠嚴密，因此在本節(jié)課上要注重學生的抽象思維具象化和概括能力的培養(yǎng)。學生已經(jīng)學習了細胞的分裂與分化知識，而且根據(jù)生活經(jīng)驗知道生物的衰老現(xiàn)象，但是并不知道在細胞水平上細胞衰老、死亡的原因，因此可讓學生多與生活實際相聯(lián)系以及了解科技前沿諾貝爾生理學獎或醫(yī)學獎獲得者的研究內(nèi)容，這樣就能從細胞水平分析原因，且在教學中要滲透生命教育和社會責任教育。學習重點和難點：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。開放性學習環(huán)境：本課主要借助智慧黑板來演示PPT課件進行教學，輔以主體知識的板書來搭建知識框架。課件中包括來源于課本的文字、圖片資料與知識概念，來源于網(wǎng)絡的視頻以及參考相關知識點和資料自制的表格。課時學習目標確定：課程標準與本節(jié)對應的“內(nèi)容要求”是：“描述在正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然生理過程。舉例說明細胞的分化、衰老、死亡等生命現(xiàn)象。”結(jié)合教材內(nèi)容，確定本課時的目標如下。生命觀念：通過對老齡化現(xiàn)象的討論，以及對老年人白發(fā)、老年斑等衰老特征的分析，從結(jié)構與功能觀的角度，掌握細胞衰老的特征及個體表現(xiàn)。科學思維：1、討論自由基學說和端粒學說，了解細胞衰老的機理，并分析年齡因素與細胞衰老的關系，歸納概括出細胞衰老與個體衰老的關系。2、基于研究細胞凋亡和胎兒蝌蚪尾、五指的形成的分析，概括并理解細胞凋亡的概念及其作用。3、分析比較細胞凋亡、細胞壞死和細胞自噬，闡明三者之間的區(qū)別?？茖W探究：通過課后搜集相關諾貝爾生理或醫(yī)學獎來理解本節(jié)課內(nèi)容。社會責任：通過對細胞衰老的學習，關注社會老齡化問題，形成關愛、尊重老人的責任意識。學習多元評價：內(nèi)容：課前檢測（課前問卷調(diào)查）、課中練測（問題分析及回答情況、課堂行為觀察）、課后評測（搜集諾貝爾生理獎或醫(yī)學獎的相關資料評價）。方式：小組成員互評、教師持續(xù)觀察評價。教學實施程序：任務教師活動學生活動設計意圖課時導入在學習本單元之前，我給大家分發(fā)了關于李白游池州途中發(fā)現(xiàn)一些生物學現(xiàn)象，我們在前面章節(jié)的學習過程中也一一對這些生物學現(xiàn)象作出解釋，如細胞的增殖、細胞分化等等生物學現(xiàn)象。那么接下來我們再隨著詩仙李白游覽下秋浦河，我們來一起看看秋浦河的風光。播放《大單元情境之秋浦河》視頻。秋浦河的風景漂亮嗎？詩人李白也很喜歡它，曾經(jīng)5次游覽秋浦河，而且寫下了十七首這樣的秋浦歌。其中第十五首有這樣的詩句，我們來一起聽一聽。秋浦歌十七首·其十五白發(fā)三千丈，緣愁似個長。不知明鏡里，何處得秋霜。這反映了詩人是什么容貌特征？那么這節(jié)課我們就來學習：細胞的衰老和死亡人到了一定的年齡就會出現(xiàn)白頭發(fā)，并且隨著年齡的增長，白頭發(fā)往往會越來越多。白頭發(fā)生成的直接原因是毛囊細胞合成黑色素的功能下降。討論：1、李白白頭發(fā)的形成與毛囊細胞的衰老有怎樣的關系？2、李白體內(nèi)有沒有幼嫩的細胞？你的體內(nèi)有沒有衰老的細胞？3、細胞衰老與個體衰老有什么關系？那么我們這一課時就要學習兩大部分內(nèi)容。一是細胞的衰老，二是細胞的死亡。觀看視頻，欣賞秋浦河的美景。漂亮觀看PPT，聆聽詩句，思考并回答問題。衰老、容顏老去。思考、討論并回答。1.毛囊黑色素細胞衰老，細胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少，頭發(fā)就會變白。2.老年人體內(nèi)還會有幼嫩的細胞，比如造血干細胞一生都能增殖和產(chǎn)生各種類型的血細胞；年輕人體內(nèi)也有衰老細胞，如皮膚表皮細胞衰老成角質(zhì)層細胞。3.個體的衰老與細胞的衰老并不是一回事，人體內(nèi)的細胞總是不斷更新著，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。利用本地資源引起學生的好奇心，讓學生更加投入課堂。不僅活躍課堂氣氛，而且還在生物課堂上培養(yǎng)學生感受家鄉(xiāng)美的能力。通過設計問題，培養(yǎng)學生判斷、推理能力。細胞的衰老任務一：細胞衰老的特征細胞衰老是生物界的正常現(xiàn)象，細胞衰老的過程是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細胞的形態(tài)、結(jié)構和功能發(fā)生變化。細胞的衰老有哪些主要的特征呢？請看教材上的圖，主要有5點。大家想一想，哪些點對應形態(tài)、結(jié)構和功能發(fā)生的變化？師生共同學習細胞衰老的主要特征，歸納出巧記的方法：一大、一小、一多、一少、兩低、兩慢合作探究一：想一想老年人有哪些特征?這些特征與細胞衰老有何關系？請嘗試從分子和細胞水平找出人體衰老的原因?，F(xiàn)象皮膚干燥、皺紋頭發(fā)變白老年斑行動遲緩無力吸收能力下降閱讀教材圖片，自主學習細胞衰老的特征。共同探討，共同總結(jié)歸納。思考討論交流。運用知識解釋問題。皮膚干燥、皺紋、頭發(fā)變白、老年斑、行動遲緩無力、吸收能力下降。個體衰老外貌特征的原因分析。原因細胞內(nèi)水分減少，體積變小細胞內(nèi)酶（酪氨酸酶）活性降低細胞內(nèi)色素(脂褐素)的積累細胞內(nèi)呼吸速率減慢細胞膜通透性功能改變營造真實情境讓學生討論衰老的特征旨在讓學生認識到個體衰老的表現(xiàn)，為理解細胞的衰老奠定基礎。細胞的衰老任務二：細胞衰老的原因【自主閱讀】閱讀124頁“自由基學說”相關內(nèi)容，思考下列問題：1.什么是自由基？2.自由基特性是什么？3.自由基如何導致細胞衰老？自由基學說師生共同歸納總結(jié)：自由基：異常活潑的帶電分子或基團。自由基的特性：含有未配對的電子，有高度的反應活潑性。自由基的來源：細胞內(nèi)的氧化反應產(chǎn)生，輻射和有害物質(zhì)的入侵刺激細胞產(chǎn)生。自由基會攻擊和破壞細胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子。端粒學說端粒：每條染色體的兩端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白質(zhì)復合體。隨著細胞分裂次數(shù)的增加，端粒DNA變短導致正?；蚴軗p，導致細胞衰老。簡單介紹三名美國科學家因發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶保護染色體的機制獲2009年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎播放《長壽的真相》視頻。這也說明了一個好的心態(tài)是至關重要的，這就倡導要有健康的生活方式。我們知道，衰老不可抗拒，但是可以延緩。通過林志穎和郭德綱的照片對比來說明延緩衰老的效果。介紹體內(nèi)細胞的超氧化物歧酶（SOD）可清除部分自由基，食物中維生素C、維生素E、等也可起到清除自由基的作用。有哪些延緩衰老的方法？閱讀教材，回答相關問題。共同歸納總結(jié)。學生將老師總結(jié)內(nèi)容畫在書上或記在筆記本上認真聽講，梳理學說的內(nèi)容。觀看視頻，并且提出延緩衰老的建議。學生歸納延緩衰老的方法：1.開心快樂。2.多吃蔬菜水果。3.保證睡眠。4.補充維D。5.有氧運動。培養(yǎng)學生獲取信息、分析信息的能力，培養(yǎng)學生歸納能力。對實例討論可以激發(fā)學生的熱情，同時分析生活情境問題可以降低理解難度，提高學生應用知識解決現(xiàn)實問題的能力。細胞的衰老任務三、細胞衰老和個體衰老的關系首先，請判斷下大屏中的生物是什么類型的生物？圖上都為單細胞生物，對于單細胞生物來說，細胞衰老或死亡是否等于個體的衰老或死亡？對于多細胞生物呢？細胞衰老或死亡是否等于個體的衰老或死亡？多細胞生物體內(nèi)的細胞總是在不斷更新著，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。然而從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。思考.討論：實驗1：在相同的條件下,分別單獨培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞,結(jié)果如下表：細胞來源胎兒中年人老年人增殖代數(shù)50202~4討論：1.從實驗1中你能得出什么結(jié)論？如何解釋？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。討論：是細胞核還是細胞質(zhì)對細胞分裂的影響大一些？如何解釋？細胞衰老①有利方面：細胞衰老是人體內(nèi)發(fā)生的正常生命現(xiàn)象，正常的細胞衰老有利于________________________。②不利方面：眾多細胞的衰老會導致____________，會出現(xiàn)_________、_________________等現(xiàn)象。通過圖片展示介紹兒童早衰癥。與生活的聯(lián)系有的人少年白發(fā)，俗稱“少白頭”，這是不是人體早衰的表現(xiàn)？與社會的聯(lián)系根據(jù)聯(lián)合國的劃分標準，當一個國家或地區(qū)65歲以上老年人口數(shù)量占總?cè)丝诒壤^7%時，則意味著這個國家或地區(qū)進入老齡化。從圖中可以看出，我們國家已經(jīng)是老齡化社會了，那我們在日常生活中如何行動，才能真正做到關愛老年人？單細胞生物細胞衰老或死亡=個體衰老或死亡細胞衰老或死亡≠個體衰老或死亡1.年齡越大的個體的細胞可增殖的代數(shù)越少，反之越多。說明細胞會隨著分裂次數(shù)的增多而衰老。（端粒學說）解釋：嬰兒體內(nèi)細胞分裂次數(shù)總體較少，端粒相對較長，能夠繼續(xù)分裂次數(shù)較多；隨著年齡增加，細胞分裂次數(shù)增加，端粒逐漸變短，繼續(xù)分裂導致端粒進一步變短，更容易傷及內(nèi)側(cè)正常DNA序列，更容易衰老。2.細胞核對細胞分裂的影響大。解釋：細胞核是細胞生命活動的控制中心，隨著細胞分裂次數(shù)的增多，或者細胞進入衰老狀態(tài)，細胞核中的遺傳物質(zhì)會出現(xiàn)收縮狀態(tài)，細胞中一些酶的活性會下降，從而影響細胞的生活。說明細胞會隨著年齡的增大而衰老。機體更好地實現(xiàn)自我更新人體的衰老免疫力下降適應環(huán)境能力減弱不是。少年白發(fā)的原因是多方面的，其發(fā)生的遲早、多少和進展的快慢因人而異，并受環(huán)境、營養(yǎng)條件的影響和遺傳的控制。學生認真思考后回答。鍛煉提取信息，分析信息，解決問題的能力。聯(lián)系社會，讓學生在日常生活中去行動，做到真正的關愛老年人。培養(yǎng)學生社會責任感。由九華山花臺的秋天導入細胞的死亡過渡：詩仙李白特別喜歡池州這個地方，他五次游覽秋浦河，三上九華山，接下來我們先一起欣賞下九華山的風光。播放《九華山花臺秋天》的視頻。這里我們欣賞了九華山花臺秋天五彩斑斕的樣子，很漂亮。這是因為秋天到了，葉子紅了或者黃了等等導致的，那么落葉也就代表這個葉肉細胞死亡了。所以接下來我們來研究下細胞死亡。觀看視頻。欣賞本地九華山的美！利用本地環(huán)境資源巧妙的激發(fā)學生學習興趣。在生物課堂進行美育！細胞的死亡任務四、細胞的死亡講解細胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中凋亡是細胞死亡的一種主要方式。1、細胞凋亡介紹2002諾貝爾生理學或醫(yī)學獎就是頒發(fā)給3位科學家因研究器官發(fā)育和細胞凋亡過程中基因調(diào)控作出了重大貢獻。（1）細胞凋亡定義：由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，就叫細胞凋亡。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,所以它是一種程序性死亡。（2）細胞凋亡的實例展示“人胚胎時尾的消失、胎兒手指間細胞的消失、蝌蚪尾巴的消失”圖片，分析討論。（3）細胞凋亡的實質(zhì)：與凋亡相關的基因選擇性表達的結(jié)果。思考：凋亡細胞內(nèi)基因表達都下降，酶活性都減弱嗎？師生共同探尋：細胞凋亡的意義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。通過細胞壞死和細胞凋亡過程圖解比較兩者的區(qū)別。合作探究：填表比較細胞凋亡和細胞壞死項目細胞凋亡細胞壞死與基因的關系特點死亡原因死亡過程對機體的影響3、細胞自噬介紹細胞自噬的概念：細胞會將受損或功能退化的細胞結(jié)構等，通過溶酶體降解后再利用。分析細胞自噬的圖解。簡單介紹因研究自噬獲得2016諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的大隅良典。師生共同探尋細胞自噬的意義。學生思考后回答。不是。其中促進細胞凋亡的基因加強，相應的酶活性也增強。①保證了多細胞生物個體發(fā)育的正常進行：人體胚胎時期，尾的消失。②維持生物體內(nèi)部的穩(wěn)定：清除受損、突變、衰老的細胞。③抵御外界各種因素的干擾：某些被病原體感染的細胞的清除。理解細胞壞死和細胞凋亡的區(qū)別。認真填表，并小組成員互評打分。獲得維持生存所需的物質(zhì)和能量；清除受損或衰老的細胞器，及感染的微生物和毒素，維持細胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。讓學生直觀感受細胞凋亡是正?，F(xiàn)象，學會聯(lián)系實際生活。運用比較學習法和表格分析法。引導學生利用圖表總結(jié)所學內(nèi)容。培養(yǎng)學生分析問題能力。思維訓練分析數(shù)據(jù)人體不同細胞的壽命和分裂能力不同。請分析表中有關數(shù)據(jù)。表略。討論:1.細胞的壽命與分裂能力之間有對應關系嗎？比如壽命短的細胞是否一定能分裂？2.細胞的壽命和分裂能力與它們承擔的功能有關系嗎？3.根據(jù)以上分析，請推測皮膚表皮細胞的壽命和分裂能力學生獨立思考后回答。細胞的壽命與分裂能力無關。壽命短的細胞不一定能分裂，如白細胞。有關系。皮膚表皮細胞的壽命約10d。生發(fā)層的分裂能力強。鍛煉學生思考問題的能力。布置作業(yè)1.課后搜集2002年諾貝爾生理獎或醫(yī)學獎關于秀麗隱桿線蟲與細胞凋亡的研究。2.課后搜集2016年諾貝爾生理獎或醫(yī)學獎關于“細胞自噬機制”相關研究。3.課后搜集有關“端粒酶”的資料。記好要求并課后搜集相關資料。板書設計：第3節(jié)細胞的衰老和死亡一、細胞的衰老1、特征：一大、一小、一多、一少、兩低、兩慢。2、細胞衰老的原因。（1）自由基學說。（2）端粒學說。3、細胞衰老和個體衰老的關系。二、細胞的死亡1、細胞凋亡2、細胞壞死3、細胞自噬