生物第6章 细胞的生命历程第3节 细胞的衰老和死亡教学设计

第六章  细胞的生命历程

第3节  细胞的衰老和死亡

一、学习目标\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。

二、教学重难点

教学重点

1.细胞衰老的特征。

2.细胞凋亡的含义。

3.细胞衰老与个体衰老的关系。

教学难点

细胞凋亡的含义以及与细胞坏死的区别。

三、教学方法

讲授、演示、视频播放、小组讨论。

四、教学过程

【新课导入：情景设置，导入新课】

观看视频《人类发现抗衰老新途径活到150岁不再遥远，年龄果然不只是个数字》，通过热点问题激发学生的学习兴趣。

【新课讲授】

小组讨论，问题探究：

人到了一定的年龄就会出现白头发，并且随着年龄长，白头发往往会越来越多。白头发生成的直接原因是毛囊胞合成黑色素的功能下降。

1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？

提示：老年人毛囊细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，头发就会发白。

2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？

提示：老年人体内还会有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能增殖产生精子，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的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。

3.细胞衰老与个体衰老有什么关系？

提示：人体衰老与细胞衰老并不是一回事。人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。但从总体上看，人体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。

出生、生长、衰老和死亡，是生物界的正常现象，生物个体如此，细胞也是如此。 生物体内的绝大多数细胞，都经过分裂、分化、衰老、死亡这几个阶段。

细胞衰老的概念：

细胞衰老的过程是细胞的___________和____________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的_______________________发生变化。（生理状态   化学反应   形态、结构和功能）

一、细胞衰老的特征

阅读教材，分析教材，小组讨论，问题探究：

尝试从分子和细胞水平找出与相应衰老外貌特征的原因。

知识点梳理：

①细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低

②细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深

③细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小

④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  

⑤细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递

细胞衰老的特征：“一大一小一多两低”

二、细胞衰老的原因

播放视频《细胞衰老的原因》

资料分析，小组讨论，问题探究。

资料1：自由基学说：德纳姆•哈曼在1956年提出，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生自由基的有害作用造成的。

资料2：端粒学说：端粒学说由奥洛夫尼科夫提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞衰老死亡。

三、年龄因素与细胞衰老的关系

小组讨论，问题探究

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：

实验结论：年龄越大的个体的细胞可增殖的代数________，反之___________。说明细胞会随着__________________的增多而衰老。

（越少  越多  分裂次数）

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。

实验结论：

细胞核对_______________的影响大。细胞核是细胞生命活动的控制中心，随着细胞________________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_______________，细胞中一些酶的活性会__________，从而影响细胞的生活。说明细胞会随着年龄的增大而___________。

（细胞分裂   分裂次数   收缩状态     下降     衰老）

知识点归纳：细胞衰老的意义。

例如，人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以替代衰老的细胞；血液中红细胞的快速更新可保障机体所需氧气的供应。

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_____________。（机体更好地实现自我更新）

②不利方面：众多细胞的衰老会导致___________________，会出现_________________、_______________________等现象。（人体的衰老  免疫力下降  适应环境能力减弱）

四、细胞的死亡

播放视频《细胞的死亡》

阅读教材，分析教材，小组讨论，归纳并概括细胞凋亡的概念，实质，意义以及细胞坏死的实例和概念。

1.细胞的凋亡

（1）概念：

由________所决定的细胞____________________的过程，就叫细胞凋亡，是细胞内遗传机制的_______________结果，又叫细胞程序性死亡。

（基因   自动结束生命   程序性调控）

（2）实质：______________________。（与凋亡相关的基因选择性表达的结果）

（3）细胞凋亡意义：

①完成________________________：人体胚胎时期，尾的消失；蝌蚪发育过程，尾的消失；胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡。（正常生长发育）

②维持_____________________：清除受损、突变、衰老的细胞。（内部环境的稳定）

③抵御___________________：某些被病原体感染的细胞的清除。（外界因素的干扰）

2.细胞坏死

（1）实例：

① 烫伤的皮肤细胞的死亡；

② 骨折后骨细胞的死亡；

③ 吸烟者肺部细胞因尼古丁作用的死亡；

（2）概念：指在种种______________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_____________，从而引起细胞的___________。

（不利因素  受损或中断   损伤和死亡）

小组讨论，完成表格

细胞凋亡和细胞坏死的区别

3.细胞自噬：通俗地说，细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，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。

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的物质和能量；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。

分析教材，小组讨论，问题探究：

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？

提示：细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞的寿命只有5~7 d，但也不能分裂。

2.细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？

提示：有关系。

3.根据以上分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力。

提示：学生可作出各种推测。皮肤表皮细胞的寿命约为10 d，生发层细胞分裂能力强。

【课堂练习】

1.下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是（　   ）

A.高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖

B.癌变细胞内发生变异的基因都不再表达

C.正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老

D.凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死

提示：高度分化的细胞也可以进行增殖，如精原细胞等，A项错误；癌变细胞内已变异的基因也可以表达，使细胞表现出癌细胞的特征，B项错误；细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡，不是细胞坏死，D项错误。

3.细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是（　   ）

A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡

B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象

C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象

D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死

提示：胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡，才会形成成形手指，A项错误；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C项错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，细胞坏死是在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，D项错误。

3.在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞。下列有关癌细胞特点的叙述错误的是（　    ）

A.细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加

B.细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化

C.细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制

D.细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少

提示：正常细胞转变为癌细胞并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征。癌细胞膜上的糖蛋白减少，从而使癌细胞之间的黏着性降低，A项错误；癌细胞是原癌基因和抑癌基因突变的累积效应，癌细胞的形态、结构发生显著变化，如体外培养的呈扁平梭形的正常成纤维细胞转变为癌细胞后变成球形，B项正确；环境中的致癌因子会损伤细胞中的染色体，使正常细胞成为不受机体控制的恶性增殖细胞，C项正确；细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因发生突变，即细胞中的遗传物质可能受到损伤，使细胞表面的糖蛋白减少，D项正确。

五、板书设计

第三节  细胞的衰老和凋亡

一、细胞的衰老的特征

二、细胞衰老的原因

三、细胞衰老与个体衰老的关系

四、细胞的死亡

1.细胞凋亡

2.细胞坏死

3.细胞自噬