細胞的衰老和凋亡教案

摘要年輕是一筆財富；年輕是一份驕傲；年輕是一種幸福。每個人都經(jīng)歷過年輕，但走過之后人們總是在懷念年輕、留戀年輕，人們對年輕是那樣依依不舍。不管人們愿不愿意老，最終還是別無選擇的從年輕走向成熟，然后漸漸衰老。自古至今總有人想通過人為的方式阻止自己衰老留住青春，可人們的嘗試總是以失敗而告終。究竟是什么原因讓人一天天走向衰老？其機理又是怎樣的呢？請同學們趕快學習本節(jié)知識，探究人類衰老之謎吧。第六章細胞的生命歷程第3節(jié)細胞的衰老和凋亡【教案】一、教學目標1.描述細胞衰老的特征。2.簡述細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別。3.探討細胞的衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系，關(guān)注老年人的健康狀況。4.進行與社會老齡化相關(guān)的問題的資料搜集和分析。二、教學重點和難點1.教學重點⑴個體衰老與細胞衰老的關(guān)系，細胞衰老的特征。⑵細胞凋亡的含義。2.教學難點細胞凋亡的含義以及與細胞壞死的區(qū)別。三、教學方法誘思探究法四、課時安排1課時五、教學過程〖引入〗以“問題探討”引入，引導學生思考、討論回答，教師提示。課件展示圖片1.圖中的兩個孩子為何如此蒼老2.衰老是生物界的普遍現(xiàn)象。衰老的人體通常表現(xiàn)出細胞數(shù)目減少、肌肉萎縮、行動遲緩等特征。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：〖提示〗1.人體的衰老特征：白發(fā)，皺紋，老年斑，耳聾，眼花，行動遲緩，記憶力減退等。2.老年人體內(nèi)還會有幼嫩的細胞，如精原細胞仍能增殖產(chǎn)生精子，造血干細胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的血細胞；年輕人體內(nèi)也有衰老的細胞，如皮膚表皮細胞衰老成角質(zhì)層細胞，最后細胞凋亡、脫落。3.人體衰老與細胞衰老并不是一回事。人體內(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)。但從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程?！及鍟揭?、人體衰老與細胞衰老的關(guān)系1.單細胞生物體：細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡；2.多細胞生物個體總是在不斷更新著，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。但從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。二、細胞衰老的特征（P122共有五點）學生看書自學，找出細胞細胞衰老的特征〖講述〗形態(tài)變化細胞核：增大，染色深，核內(nèi)有包含物，核膜內(nèi)陷。染色質(zhì)：凝聚，固縮，碎裂，溶解。細胞膜：黏度增加，流動性降低。細胞質(zhì)：色素積聚，空泡形成。線粒體：數(shù)目減少，體積增大。高爾基體：碎裂。包含物：糖原減少，脂肪積聚。脂質(zhì)：不飽和脂肪酸被氧化，引起膜脂之間或與脂蛋白之間交聯(lián)，膜的流動性降〖旁欄思考題〗學生思考討論回答，教師提示。〖提示〗老年斑是由于細胞內(nèi)的色素隨著細胞衰老而逐漸積累造成的。衰老細胞中出現(xiàn)色素聚集，主要是脂褐素的堆積。脂褐素是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物，是一種不溶性顆粒物。不同的細胞在衰老過程中脂褐素顆粒的大小也有一定的差異。皮膚細胞的脂褐素顆粒大，就出現(xiàn)了老年斑。〖板書〗三、細胞衰老的原因1.自由基學說2.端粒學說〖課外活動〗“社會老年化的相關(guān)問題”有條件的學生進行資料搜集和分析。提示：1.社會老齡化的相關(guān)問題當一個城市或國家60歲以上人口所占比例達到或超過總?cè)丝诘?0%，或者65歲以上人口達到或超過總?cè)丝诘?%時，這個城市或國家的人口就稱為“老年型人口”，這樣的社會就稱為“老齡化社會”。社會老齡化的形成是社會進步的一種體現(xiàn)，反映出人類衰老的延遲，壽命的延長，死亡率和出生率之比的下降。要客觀評價一個國家或地區(qū)的社會老齡化程度，應(yīng)考察包括人口平均壽命、老年人口比例、長壽水平等在內(nèi)的若干指標。2.我國人口老齡化的歷史1950年以前高出生、高死亡、低增長，年齡結(jié)構(gòu)年輕1950年以后從年輕型經(jīng)過成年型，向老年型人口結(jié)構(gòu)過渡計劃生育三峰三谷統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源：五次全國人口普查（見下圖）〖板書〗四、細胞的凋亡課件導入創(chuàng)造性的毀滅——細胞凋亡(圖)當?shù)貢r間2022年10月7日，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院諾貝爾獎評審委員會將2022年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了悉尼·布雷內(nèi)、羅伯特·霍維茨和約翰·蘇爾斯頓等三位科學家，以表彰他們在“細胞程序性死亡”這一領(lǐng)域中的開創(chuàng)性工作。他們不但發(fā)現(xiàn)在生物的器官發(fā)育過程中存在細胞程序性死亡，而且闡明了細胞程序性死亡過程中的基因規(guī)律?！及鍟?.細胞凋亡的概念由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，就叫細胞的凋亡。細胞死亡有正常凋亡和異常死亡（壞死）兩類。正常的細胞死亡是在細胞遺傳物質(zhì)的控制下進行的主動過程，它有一套嚴格的程序。（凋亡）它對于生物體的正常發(fā)育具有重要的影響。比如胚胎發(fā)育期手的發(fā)育如果沒有細胞的調(diào)亡就不會有纖細的手指；如果沒有正常的細胞調(diào)亡，蝌蚪的尾部就不會消失，它將永遠不能變成青蛙……。正常的細胞調(diào)亡骸肩負著維持各種組織器官固有體積和形態(tài)的功能；還會使機體內(nèi)異常的細胞得到及時清除，去處潛在的隱患；例如癌癥就是異常的細胞沒有及時死亡的結(jié)果……。因此細胞的正常死亡是生物體的一種非常重要的調(diào)節(jié)機制，是機體平衡細胞增殖，調(diào)節(jié)機體細胞樹木恒定的方式，是必不可少的生命過程?！及鍟?.細胞凋亡與細胞壞死的比較細胞壞死細胞凋亡1.性質(zhì)病理性，非特異性生理性/病理性，特異性2.誘因強烈刺激，隨機發(fā)生較弱刺激，非隨機發(fā)生3.基因調(diào)控無有4.生化特點被動過程無新蛋白合成不耗能主動過程有新蛋白合成耗能5.形態(tài)改變細胞腫脹，結(jié)構(gòu)溶解，破壞細胞皺縮，核固縮，胞膜/細胞器相對完整6.凋亡小體無有變化彌散性降解，電泳呈均一片狀片段化（180-200bp），電泳呈“梯”狀條帶8.溶酶體改變破裂相對完整9.炎癥反應(yīng)局部炎癥反應(yīng)局部無炎癥反應(yīng)〖板書〗3.細胞凋亡的意義⑴確保正常發(fā)育、生長在器官、組織的形成、成熟中發(fā)揮作用⑵維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定清除受損、衰老和突變的細胞(針對自身抗原T細胞的清除、子宮內(nèi)膜周期性剝脫落等)⑶發(fā)揮積極的防御作用〖技能訓練〗學生思考討論回答，教師提示?！继崾尽?.細胞的壽命與分裂能力無關(guān)。壽命短的細胞不一定能分裂，如白細胞。2.有關(guān)系。3.學生可作出各種推測。皮膚表皮細胞的壽命約為10d，生發(fā)層細胞分裂能力強?！夹〗Y(jié)〗略?！甲鳂I(yè)〗練習一二?！继崾尽交A(chǔ)題1.（1）×；（2）√；（3）×。。拓展題細胞凋亡的速率與它們的功能有關(guān)系。因為白細胞的功能是吞噬病菌等，所以白細胞凋亡的速率很快。細胞凋亡不僅保證了多細胞生物個體發(fā)育的正常進行，而且在維持生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，抵御外界各種因素的干擾方面也都起著非常關(guān)鍵的作用?！井斕眠_成度檢測】1.檢測某一植物組織細胞,發(fā)現(xiàn)分解有機物緩慢，酶的催化效率極低，該細胞正在（）A.分化B.分裂C.衰老D.癌變2.人的頭發(fā)基部的黑色素細胞衰老時，頭發(fā)就會變白。其原因是（）A.細胞內(nèi)水分減少B.細胞內(nèi)酪氨酸酶活性降低C.細胞膜通透性降低D.細胞的呼吸蘇聯(lián)減慢3.關(guān)于細胞凋亡與細胞壞死，下列說法正確的是①細胞凋亡是由細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)控制的②細胞壞死與細胞凋亡的原理都是一樣的③細胞壞死受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控④細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除是通過細胞凋亡完成的A.①②③B.②③④C.①③④D.①④4.科學家從正常生活狀態(tài)的不同年齡階段的三個小白鼠體內(nèi)分離出相同部位相同大小的骨骼肌三塊，分別為A、B、C，然后測定這三塊骨骼肌釋放CO2的量，其比例為：：。據(jù)此分析：1）年齡最大的是____，其中CO2的釋放量不同可能是細胞內(nèi)________（細胞器）的功能減弱所致（2）三塊骨骼肌細胞內(nèi)，酶活性最強的是___，物質(zhì)交換能力最差的是_____。（3）三塊骨骼肌細胞內(nèi)，代謝廢物沉積最多的是_____。答案：線粒體ACC【課外讀——了解科技最前沿】研究細胞凋亡意義何在——解析諾貝爾生理學或醫(yī)學獎2022年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎分別授予了英國科學家悉尼布雷內(nèi)、美國科學家羅伯特霍維茨和英國科學家約翰蘇爾斯頓，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了器官發(fā)育和“程序性細胞死亡”過程中的基因規(guī)則。“程序性細胞死亡”是怎么一回事？基因在其中發(fā)揮了什么作用？對它們的研究又有什么重大意義呢？“程序性細胞死亡”是細胞一種生理性、主動性的“自覺自殺行為”，這些細胞死得有規(guī)律，似乎是按編好了的“程序”進行的，猶如秋天片片樹葉的凋落，所以這種細胞死亡又稱為“細胞凋亡”。包括人類在內(nèi)的生物是由細胞組成的，細胞的誕生固然非常重要，但細胞的死亡也非常重要。我們每個人都是由受精卵發(fā)育而成的。受精卵分裂逐步形成大量的功能不同的細胞，發(fā)育成大腦、軀干、四肢等。在發(fā)育過程中，細胞不但要恰當?shù)卣Q生，而且也要恰當?shù)乃劳?。人在胚胎階段是有尾巴的，正因為組成尾巴的細胞恰當?shù)厮劳觯攀刮耶a(chǎn)在出生后沒有尾巴。如果這些細胞沒有恰當?shù)厮劳?，就會出現(xiàn)長尾巴的新生兒。從胚胎、新生兒、嬰兒、兒童到青少年，在這一系列人體發(fā)育成熟之前的階段，總體來說細胞誕生和死亡處于一個動態(tài)平衡階段，一個成年人體內(nèi)每天都有上萬億細胞誕生，同時又有上萬億細胞“程序性死亡”。在健康的機體中，細胞的生生死死總是處于一個良性的動態(tài)平衡中，如果這種平衡被破壞，人就會患病。如果該死亡的細胞沒有死亡，就可以導致細胞惡性增長，形成癌癥。如果不該死亡的細胞過多地死亡，比如受艾滋病病毒的攻擊，不該死亡的淋巴細胞大批死亡，就會破壞人體的免疫能力，導致艾滋病發(fā)作。早在20世紀60年代初期，科學家就開始探索“程序性細胞死亡”的奧秘。要揭開這一奧秘，需要選擇一個合適的研究對象，像細胞這樣的單細胞的生物又太復雜，科學家最終選擇了線蟲。線蟲長僅1毫米，細胞數(shù)量不多，功能也不復雜，而且它身體透明，便于用顯微鏡觀測。布雷內(nèi)早在20世紀60年代初期就正確地選擇線蟲作為研究對象。這一選擇使得基因分析能夠和細胞的分裂、分化，以及器官的發(fā)育聯(lián)系起來，并且能夠通過顯微鏡追蹤這一系列過程?；艟S茨發(fā)現(xiàn)了線蟲中控制細胞死亡的關(guān)鍵基因并描繪出了這些基因的特征。他揭示了這些基因怎樣在細胞死亡過程中相互作用，并且證實了相應(yīng)的基因也存在于人體中。蘇爾斯頓則描述了線蟲組織在發(fā)展過程中細胞分裂和分化的具體情況。他還確認了在細胞死亡過程中發(fā)揮控制作用的基因的最初變化情況。這3位獲獎?wù)叩某晒麨槠渌茖W家研究“程序性細胞死亡”提供了重要基礎(chǔ)，后來科學家又在這一領(lǐng)域取得了一系列成績?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，控制“程序性細胞死亡”的基因有兩類，一類是抑制細胞死亡的，另一類的啟動或促進細胞死亡的