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2019-2020年高中生物《細胞衰老》教案2 中圖版必修1 ［背景知識互動］ 1.高等動物的發(fā)育的基礎(chǔ)是什么？ 2.人體內(nèi)是不是所有的細胞都在進行細胞增殖？ 答案:1.高等動物從一個受精卵開始發(fā)育成一個成熟動物的基礎(chǔ)是細胞增殖和細胞分化。 2.人體內(nèi)的細胞有一部分終生進行細胞增殖，但是也有一部分細胞當(dāng)發(fā)育完成后不再進行細胞增殖。 知識鏈接 初中學(xué)過關(guān)于動物的發(fā)育的問題，對細胞的衰老與死亡也有闡述。 ［典型例題探究］ 【例題】下列不屬于衰老特征的是（　　） A.細胞膜上的糖蛋白減少 B.細胞內(nèi)色素積累 C.酶的活性下降 D.細胞核體積增大，染色質(zhì)固縮 解析：細胞內(nèi)生理生化過程發(fā)生的復(fù)雜變化是引起細胞衰老的主要原因，由此導(dǎo)致了細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等方面表現(xiàn)出衰老的特征。如：細胞內(nèi)水分減少，細胞體積縮小，新陳代謝速度降低；核膜內(nèi)折，染色體固縮，基因表達出現(xiàn)關(guān)閉現(xiàn)象；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列無序化，解體，總量減少；線粒體數(shù)量減少，體積膨大甚至破壞；細胞膜皺縮，流動性下降，運輸功能減弱，胞間連接喪失；細胞內(nèi)酶的活性降低，色素沉積。 答案：A 規(guī)律發(fā)現(xiàn) 細胞內(nèi)生理生化過程發(fā)生的復(fù)雜變化是引起細胞衰老的主要原因，由此導(dǎo)致了細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等方面表現(xiàn)出衰老的特征。 細胞衰老 ［學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航］ 探討細胞的衰老與人體健康的關(guān)系（情感性目標(biāo)：經(jīng)歷或感受水平）。 學(xué)習(xí)提示 細胞分裂次數(shù)與動物的壽命的關(guān)系是一關(guān)鍵內(nèi)容。 ［教材習(xí)題研討］ 鞏固提高： 1.解析：細胞衰老的過程是細胞與生化發(fā)生復(fù)雜變化的過程，如呼吸速率減慢，酶活性降低等，最終反映在細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。細胞衰老的主要特征大體可以從以下幾方面描述：（1）細胞膜體系發(fā)生變化。（2）細胞骨架體系發(fā)生變化。（3）線粒體發(fā)生變化。（4）細胞核發(fā)生變化。（5）蛋白質(zhì)合成發(fā)生變化。 答案：細胞內(nèi)水分減少，細胞體積縮小，新陳代謝速度降低；核膜內(nèi)折，染色體固縮，基因表達出現(xiàn)關(guān)閉現(xiàn)象；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列無序化，解體，總量減少；線粒體數(shù)量減少，體積膨大甚至破壞；細胞膜皺縮，流動性下降，運輸功能減弱，胞間連接喪失；細胞內(nèi)酶的活性降低，色素沉積。 方法點撥 細胞衰老過程中還伴有其他一些細胞器的變化。如溶酶體的數(shù)量及體積明顯增加等。 2.解析：在有機體內(nèi)總是有細胞在不斷地衰老與死亡，同時又有新增殖的細胞來代替它們。細胞衰老與個體的衰老兩者既有區(qū)別，又有聯(lián)系。 答案：對于多細胞生物而言，細胞衰老與死亡和機體的衰老與死亡是兩個概念，機體的衰老并不等于所有細胞的衰老，但是細胞的衰老與機體的衰老又是密切相關(guān)的。 正確理解細胞衰老與機體衰老兩者之間的關(guān)系。 3.解析：參加社會活動和文化體育、娛樂活動。有人認為，這樣可以推遲和延緩腦細胞的衰老。性格開朗、心胸開闊、精神愉快、性情文靜、情緒樂觀。性格是人類特有的心理素質(zhì)，制約著人的一切心理活動。生活在環(huán)境優(yōu)美地區(qū)中的人，有些人成為長壽老人，生活環(huán)境對這些長壽老年人影響很大，但是，并不是生活在環(huán)境優(yōu)美地區(qū)的每一個人都能長壽，壽命受遺傳、運動、飲食等諸因素的影響。因此，應(yīng)該從綜合性的角度來看待每一個有利于長壽的因素和不利因素，只要大家都來創(chuàng)造對健康長壽的有利因素，克服不利的因素，人人都可以爭取健康長壽。 人的自然壽命是根據(jù)生物學(xué)的規(guī)律推算出來的，人的個體壽命很少有達到自然壽命的界限，而一般人的個體壽命又是千差萬別，各不一樣。 答案：與人的壽命有關(guān)的因素，不外乎先天性（內(nèi)因）和后天性（外因）兩方面。疾病可以使人未老先衰，疾病傷殘是影響人類自然壽命的重要因素。長期處于營養(yǎng)不良狀態(tài)的人是不可能長壽的。營養(yǎng)對于人的長壽固然是重要的，但是，當(dāng)人們的生活水平不斷提高，富裕起來的人越來越多，營養(yǎng)狀態(tài)也越來越好的時候，如果攝取營養(yǎng)過剩，就會使人體能量代謝失去平衡，導(dǎo)致肥胖。高脂血癥、高血壓、冠心病、糖尿病等多種疾病的發(fā)生，對人類的長壽構(gòu)成巨大威脅?？傊?，人的壽命是受很多錯綜復(fù)雜的因素影響的，任何單一因素，對某一個人來說，可能是決定性的因素，但是，對每個人來說，只能看成重要的因素，甚至不是有關(guān)因素。 分析討論： 人的壽命主要是通過內(nèi)外兩大因素實現(xiàn)的。內(nèi)在因素是基因，外在因素是環(huán)境，包括自然的和社會的。 1.實驗1結(jié)論：供體的年齡越小，細胞在體外分裂的次數(shù)就越多。 2.實驗2結(jié)論：動物的壽命長短與其體細胞在體外培養(yǎng)的細胞增殖次數(shù)有關(guān)。 3.實驗3結(jié)論：決定細胞衰老的因素在細胞內(nèi)部，而不是外部的環(huán)境。 4.實驗4結(jié)論：是細胞核而不是細胞質(zhì)決定了細胞衰老的表現(xiàn)。 衰老基因和抗衰老基因是矛盾的統(tǒng)一。 ［教材優(yōu)化全析］ 1.人類對細胞衰老的認識 在有機體內(nèi)總是有細胞在不斷地衰老與死亡，同時又有新增殖的細胞來代替它們。在人的機體內(nèi)僅紅細胞每分鐘就要死亡數(shù)百萬至數(shù)千萬之多。機體表面隨時有無數(shù)細胞死亡與脫落。因此，細胞衰老(cellularaging)是細胞生命活動的必然規(guī)律。然而對這一規(guī)律的認識過程卻是漫長而曲折的。 要點提煉 細胞的衰老和死亡都是正常的自然規(guī)律。 20世紀四五十年代L系小鼠細胞和HeLena細胞系的建立，又使細胞不死的觀點的統(tǒng)治地位更加鞏固了。根據(jù)這種觀點，細胞本身并沒有衰老與死亡，多細胞生物體內(nèi)觀察到的細胞衰老，起因不在細胞本身，而是由于體內(nèi)外環(huán)境的影響。這種觀點在20世紀60年代初由于海弗利克(Hayflick)等人的工作從根本上動搖了。以下是海弗利克等人的科學(xué)研究過程： 探究活動 對于動物個體的衰老與細胞衰老的關(guān)系，最初的觀點是：兩者之間沒有直接的聯(lián)系。 影響細胞衰老的內(nèi)在因素 資料1：Hayflick等發(fā)現(xiàn)，從胎兒肺得到的成纖維細胞可在體外條件下傳代50次，而從成人肺得到的成纖維細胞只能傳代20次，可見細胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)。 供體的年齡越小，細胞在體外分裂的次數(shù)就越多。 資料2：Hayflick還比較了取自壽命長度不同的生物的胚成纖維細胞在體外培養(yǎng)條件下的傳代次數(shù)和壽命的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)物種壽命與培養(yǎng)細胞壽命之間存在著確定的相互關(guān)系，例如取自龜?shù)呐囵B(yǎng)細胞傳代次數(shù)達90～125次，而來自小鼠的細胞在體外的傳代次數(shù)只有14～28次。 動物的壽命長短與其體細胞在體外培養(yǎng)的細胞增殖次數(shù)有關(guān)。 資料3：為了確定體外培養(yǎng)的人二倍體細胞的衰老是細胞本身決定的還是由于培養(yǎng)環(huán)境的惡化(例如培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏，細菌的污染或有毒物質(zhì)的積累)造成的，Hayflick設(shè)計了巧妙的實驗，他以間期有無巴氏小體作為供體細胞的標(biāo)記，將取自老年男性個體的細胞(間期無巴氏小體)和取自年輕女性個體的細胞(間期可見巴氏小體)進行單獨或混合培養(yǎng)，并統(tǒng)計其倍增次數(shù)。結(jié)果混合培養(yǎng)中的兩類細胞的倍增次數(shù)與各自單獨培養(yǎng)時相同，即在同一培養(yǎng)基中，當(dāng)年輕細胞旺盛增殖的同時，年老細胞就停止生長了。這一結(jié)果有力地說明，巴氏小體的污染并沒有影響細胞的衰老，決定細胞衰老的因素在細胞內(nèi)部，而不是外部的環(huán)境。 決定細胞衰老的因素在細胞內(nèi)部，而不是外部的環(huán)境。 資料4：年輕的細胞質(zhì)體與年老的完整細胞融合時，得到的雜種細胞不能分裂；而年老的細胞質(zhì)體與年輕的完整細胞融合時，雜種細胞的分裂能力與年輕細胞幾乎相同（見下圖）。 這一實驗的結(jié)果說明，是細胞核而不是細胞質(zhì)決定了細胞衰老的表現(xiàn)。 細胞，不是不死的，而是有一定的壽命的；它們的增殖能力不是無限的，而是有一定的界限，這就是著名的Hayflick界限。個體的衰老與細胞的增殖界限有直接的關(guān)系。 2.細胞衰老的特征 至此，Hayflick界限，即關(guān)于細胞的增殖能力和壽命是有限的觀點，為廣大的研究者所接受。 項　目 特　征 物　質(zhì) 水分減少、體積縮小 代　謝 酶活性低、色素沉積、代謝減慢 細胞核 核膜內(nèi)折 染色體 固縮、基因表達關(guān)閉 細胞膜 皺縮、流動性降低、運輸減弱 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 排列無序、解體、減少 線粒體 數(shù)目減少、體積增大、外膜破壞 3.細胞衰老與人類健康 ①細胞的正常衰老對人體的健康非常有利。 細胞衰老的特征可以從內(nèi)到外，從大到小，從形態(tài)到代謝的順序來掌握。 人體的體細胞每天都有大量的衰老與死亡：紅細胞的壽命是120天，白細胞的壽命為數(shù)天、數(shù)周或數(shù)年。血細胞不斷地衰老和死亡，由新生的血細胞不斷補充，使外周血循環(huán)中血細胞數(shù)量和質(zhì)量保持動態(tài)平衡。 ②不正常的細胞衰老是一種疾病。 思維拓展 紅細胞壽命短的一個原因是紅細胞沒有細胞核，失去了細胞的完整性。 早老癥是一種相當(dāng)罕見的兒童遺傳性疾病，罹患者發(fā)生對陽光敏感、矮小及早熟等癥狀。 第一型（傳統(tǒng)型）早老癥的癥狀是漸進性的，通常在一歲以后才出現(xiàn)典型的異常外觀。 第二型（先天性或早發(fā)型）早老癥則于出生后即出現(xiàn)異樣。與其他因DNA（去氧核糖核酸）修補缺陷引起的疾病最大的差異在于早老癥并不直接導(dǎo)致癌癥。 ③細胞的衰老往往伴隨著人整體的衰老。 肌肉細胞的衰老造成人的行動不便；胸腺細胞的衰老造成人的免疫力下降。 衰老不僅決定于細胞內(nèi)部，外部環(huán)境的影響也很關(guān)鍵： 全析提示 一般認為兒童早衰癥是由于目前有兩個與早老癥有關(guān)的基因缺陷——CSA和CSB被發(fā)現(xiàn)，其中CSA基因位于第5號染色體上。這兩個基因密碼產(chǎn)生的蛋白質(zhì)都與DNA修補以及復(fù)制翻譯機制有關(guān)。 ①適當(dāng)?shù)捏w育活動和練氣功有抗老保健作用。②環(huán)境溫度對冷血動物體溫有明顯影響，降低環(huán)境溫度可以使某些魚類的壽命延長。有人估算，如果人的體溫能降低2~3度，壽命可延長25~40年。這不能僅歸因于代謝減慢，可能還跟改善后半生的免疫功能惡化有關(guān)。③空氣中帶有負電的微粒稱為空氣負離子，適當(dāng)濃度的負離子能延緩衰老。④某些食品如銀耳、木耳、蜂蜜等能減緩人群生物學(xué)年齡的增長。 人體的衰老是一個自然規(guī)律，要以正常的心態(tài)來面對，多養(yǎng)成一些好的習(xí)慣，會在一生中受益無窮。