细胞的衰老和死亡 教学设计

高中生物学（人教版）必修1分子与细胞高中生物学（人教版）必修1分子与细胞第6章细胞的生命历程第3节细胞的衰老和死亡池州市第一中学张森教材分析：本节课是选自人教版高中生物学科必修一《分子与细胞》中第6章第3节的内容。主要讲了细胞的衰老及细胞的程序性死亡过程是细胞生命活动的正常现象。通过对本节课的学习可以让学生对细胞的增殖、分化、衰老、死亡的生命历程有总体性的认识。本节课也是上节课细胞的分化的内容的延伸，是本章的核心内容。学情分析：高一学生思维敏捷，但不够严密，因此在本节课上要注重学生的抽象思维具象化和概括能力的培养。学生已经学习了细胞的分裂与分化知识，而且根据生活经验知道生物的衰老现象，但是并不知道在细胞水平上细胞衰老、死亡的原因，因此可让学生多与生活实际相联系以及了解科技前沿诺贝尔生理学奖或医学奖获得者的研究内容，这样就能从细胞水平分析原因，且在教学中要渗透生命教育和社会责任教育。学习重点和难点：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。开放性学习环境：本课主要借助智慧黑板来演示PPT课件进行教学，辅以主体知识的板书来搭建知识框架。课件中包括来源于课本的文字、图片资料与知识概念，来源于网络的视频以及参考相关知识点和资料自制的表格。课时学习目标确定：课程标准与本节对应的“内容要求”是：“描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然生理过程。举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象。”结合教材内容，确定本课时的目标如下。生命观念：通过对老龄化现象的讨论，以及对老年人白发、老年斑等衰老特征的分析，从结构与功能观的角度，掌握细胞衰老的特征及个体表现。科学思维：1、讨论自由基学说和端粒学说，了解细胞衰老的机理，并分析年龄因素与细胞衰老的关系，归纳概括出细胞衰老与个体衰老的关系。2、基于研究细胞凋亡和胎儿蝌蚪尾、五指的形成的分析，概括并理解细胞凋亡的概念及其作用。3、分析比较细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬，阐明三者之间的区别。科学探究：通过课后搜集相关诺贝尔生理或医学奖来理解本节课内容。社会责任：通过对细胞衰老的学习，关注社会老龄化问题，形成关爱、尊重老人的责任意识。学习多元评价：内容：课前检测（课前问卷调查）、课中练测（问题分析及回答情况、课堂行为观察）、课后评测（搜集诺贝尔生理奖或医学奖的相关资料评价）。方式：小组成员互评、教师持续观察评价。教学实施程序：任务教师活动学生活动设计意图课时导入在学习本单元之前，我给大家分发了关于李白游池州途中发现一些生物学现象，我们在前面章节的学习过程中也一一对这些生物学现象作出解释，如细胞的增殖、细胞分化等等生物学现象。那么接下来我们再随着诗仙李白游览下秋浦河，我们来一起看看秋浦河的风光。播放《大单元情境之秋浦河》视频。秋浦河的风景漂亮吗？诗人李白也很喜欢它，曾经5次游览秋浦河，而且写下了十七首这样的秋浦歌。其中第十五首有这样的诗句，我们来一起听一听。秋浦歌十七首·其十五白发三千丈，缘愁似个长。不知明镜里，何处得秋霜。这反映了诗人是什么容貌特征？那么这节课我们就来学习：细胞的衰老和死亡人到了一定的年龄就会出现白头发，并且随着年龄的增长，白头发往往会越来越多。白头发生成的直接原因是毛囊细胞合成黑色素的功能下降。讨论：1、李白白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？2、李白体内有没有幼嫩的细胞？你的体内有没有衰老的细胞？3、细胞衰老与个体衰老有什么关系？那么我们这一课时就要学习两大部分内容。一是细胞的衰老，二是细胞的死亡。观看视频，欣赏秋浦河的美景。漂亮观看PPT，聆听诗句，思考并回答问题。衰老、容颜老去。思考、讨论并回答。1.毛囊黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，头发就会变白。2.老年人体内还会有幼嫩的细胞，比如造血干细胞一生都能增殖和产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。3.个体的衰老与细胞的衰老并不是一回事，人体内的细胞总是不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。利用本地资源引起学生的好奇心，让学生更加投入课堂。不仅活跃课堂气氛，而且还在生物课堂上培养学生感受家乡美的能力。通过设计问题，培养学生判断、推理能力。细胞的衰老任务一：细胞衰老的特征细胞衰老是生物界的正常现象，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。细胞的衰老有哪些主要的特征呢？请看教材上的图，主要有5点。大家想一想，哪些点对应形态、结构和功能发生的变化？师生共同学习细胞衰老的主要特征，归纳出巧记的方法：一大、一小、一多、一少、两低、两慢合作探究一：想一想老年人有哪些特征?这些特征与细胞衰老有何关系？请尝试从分子和细胞水平找出人体衰老的原因。现象皮肤干燥、皱纹头发变白老年斑行动迟缓无力吸收能力下降阅读教材图片，自主学习细胞衰老的特征。共同探讨，共同总结归纳。思考讨论交流。运用知识解释问题。皮肤干燥、皱纹、头发变白、老年斑、行动迟缓无力、吸收能力下降。个体衰老外貌特征的原因分析。原因细胞内水分减少，体积变小细胞内酶（酪氨酸酶）活性降低细胞内色素(脂褐素)的积累细胞内呼吸速率减慢细胞膜通透性功能改变营造真实情境让学生讨论衰老的特征旨在让学生认识到个体衰老的表现，为理解细胞的衰老奠定基础。细胞的衰老任务二：细胞衰老的原因【自主阅读】阅读124页“自由基学说”相关内容，思考下列问题：1.什么是自由基？2.自由基特性是什么？3.自由基如何导致细胞衰老？自由基学说师生共同归纳总结：自由基：异常活泼的带电分子或基团。自由基的特性：含有未配对的电子，有高度的反应活泼性。自由基的来源：细胞内的氧化反应产生，辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生。自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。端粒学说端粒：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。随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA变短导致正常基因受损，导致细胞衰老。简单介绍三名美国科学家因发现端粒和端粒酶保护染色体的机制获2009年诺贝尔生理学或医学奖播放《长寿的真相》视频。这也说明了一个好的心态是至关重要的，这就倡导要有健康的生活方式。我们知道，衰老不可抗拒，但是可以延缓。通过林志颖和郭德纲的照片对比来说明延缓衰老的效果。介绍体内细胞的超氧化物歧酶（SOD）可清除部分自由基，食物中维生素C、维生素E、等也可起到清除自由基的作用。有哪些延缓衰老的方法？阅读教材，回答相关问题。共同归纳总结。学生将老师总结内容画在书上或记在笔记本上认真听讲，梳理学说的内容。观看视频，并且提出延缓衰老的建议。学生归纳延缓衰老的方法：1.开心快乐。2.多吃蔬菜水果。3.保证睡眠。4.补充维D。5.有氧运动。培养学生获取信息、分析信息的能力，培养学生归纳能力。对实例讨论可以激发学生的热情，同时分析生活情境问题可以降低理解难度，提高学生应用知识解决现实问题的能力。细胞的衰老任务三、细胞衰老和个体衰老的关系首先，请判断下大屏中的生物是什么类型的生物？图上都为单细胞生物，对于单细胞生物来说，细胞衰老或死亡是否等于个体的衰老或死亡？对于多细胞生物呢？细胞衰老或死亡是否等于个体的衰老或死亡？多细胞生物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。然而从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。思考.讨论：实验1：在相同的条件下,分别单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果如下表：细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202~4讨论：1.从实验1中你能得出什么结论？如何解释？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。讨论：是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？如何解释？细胞衰老①有利方面：细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于________________________。②不利方面：众多细胞的衰老会导致____________，会出现_________、_________________等现象。通过图片展示介绍儿童早衰症。与生活的联系有的人少年白发，俗称“少白头”，这是不是人体早衰的表现？与社会的联系根据联合国的划分标准，当一个国家或地区65岁以上老年人口数量占总人口比例超过7%时，则意味着这个国家或地区进入老龄化。从图中可以看出，我们国家已经是老龄化社会了，那我们在日常生活中如何行动，才能真正做到关爱老年人？单细胞生物细胞衰老或死亡=个体衰老或死亡细胞衰老或死亡≠个体衰老或死亡1.年龄越大的个体的细胞可增殖的代数越少，反之越多。说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。（端粒学说）解释：婴儿体内细胞分裂次数总体较少，端粒相对较长，能够继续分裂次数较多；随着年龄增加，细胞分裂次数增加，端粒逐渐变短，继续分裂导致端粒进一步变短，更容易伤及内侧正常DNA序列，更容易衰老。2.细胞核对细胞分裂的影响大。解释：细胞核是细胞生命活动的控制中心，随着细胞分裂次数的增多，或者细胞进入衰老状态，细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。说明细胞会随着年龄的增大而衰老。机体更好地实现自我更新人体的衰老免疫力下降适应环境能力减弱不是。少年白发的原因是多方面的，其发生的迟早、多少和进展的快慢因人而异，并受环境、营养条件的影响和遗传的控制。学生认真思考后回答。锻炼提取信息，分析信息，解决问题的能力。联系社会，让学生在日常生活中去行动，做到真正的关爱老年人。培养学生社会责任感。由九华山花台的秋天导入细胞的死亡过渡：诗仙李白特别喜欢池州这个地方，他五次游览秋浦河，三上九华山，接下来我们先一起欣赏下九华山的风光。播放《九华山花台秋天》的视频。这里我们欣赏了九华山花台秋天五彩斑斓的样子，很漂亮。这是因为秋天到了，叶子红了或者黄了等等导致的，那么落叶也就代表这个叶肉细胞死亡了。所以接下来我们来研究下细胞死亡。观看视频。欣赏本地九华山的美！利用本地环境资源巧妙的激发学生学习兴趣。在生物课堂进行美育！细胞的死亡任务四、细胞的死亡讲解细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。1、细胞凋亡介绍2002诺贝尔生理学或医学奖就是颁发给3位科学家因研究器官发育和细胞凋亡过程中基因调控作出了重大贡献。（1）细胞凋亡定义：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。（2）细胞凋亡的实例展示“人胚胎时尾的消失、胎儿手指间细胞的消失、蝌蚪尾巴的消失”图片，分析讨论。（3）细胞凋亡的实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果。思考：凋亡细胞内基因表达都下降，酶活性都减弱吗？师生共同探寻：细胞凋亡的意义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。通过细胞坏死和细胞凋亡过程图解比较两者的区别。合作探究：填表比较细胞凋亡和细胞坏死项目细胞凋亡细胞坏死与基因的关系特点死亡原因死亡过程对机体的影响3、细胞自噬介绍细胞自噬的概念：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。分析细胞自噬的图解。简单介绍因研究自噬获得2016诺贝尔生理学或医学奖的大隅良典。师生共同探寻细胞自噬的意义。学生思考后回答。不是。其中促进细胞凋亡的基因加强，相应的酶活性也增强。①保证了多细胞生物个体发育的正常进行：人体胚胎时期，尾的消失。②维持生物体内部的稳定：清除受损、突变、衰老的细胞。③抵御外界各种因素的干扰：某些被病原体感染的细胞的清除。理解细胞坏死和细胞凋亡的区别。认真填表，并小组成员互评打分。获得维持生存所需的物质和能量；清除受损或衰老的细胞器，及感染的微生物和毒素，维持细胞内部环境的稳定。让学生直观感受细胞凋亡是正常现象，学会联系实际生活。运用比较学习法和表格分析法。引导学生利用图表总结所学内容。培养学生分析问题能力。思维训练分析数据人体不同细胞的寿命和分裂能力不同。请分析表中有关数据。表略。讨论:1.细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？比如寿命短的细胞是否一定能分裂？2.细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？3.根据以上分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力学生独立思考后回答。细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。有关系。皮肤表皮细胞的寿命约10d。生发层的分裂能力强。锻炼学生思考问题的能力。布置作业1.课后搜集2002年诺贝尔生理奖或医学奖关于秀丽隐杆线虫与细胞凋亡的研究。2.课后搜集2016年诺贝尔生理奖或医学奖关于“细胞自噬机制”相关研究。3.课后搜集有关“端粒酶”的资料。记好要求并课后搜集相关资料。板书设计：第3节细胞的衰老和死亡一、细胞的衰老1、特征：一大、一小、一多、一少、两低、两慢。2、细胞衰老的原因。（1）自由基学说。（2）端粒学说。3、细胞衰老和个体衰老的关系。二、细胞的死亡1、细胞凋亡2、细胞坏死3、细胞自噬