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2019-2020年高中生物 細胞的衰老和凋亡 第3課時示范教案 蘇教版 導(dǎo)入新課 師 生長和衰老，出生和死亡，是生物界的正?，F(xiàn)象。衰老是生物界的普遍現(xiàn)象。 師 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。那么，人體的衰老還表現(xiàn)出哪些特征呢？ 推進新課 　板　書： 三、細胞的衰老和凋亡 活動安排：教師組織學(xué)生分組討論。 生 人體的衰老還表現(xiàn)出白發(fā)、皺紋、老年斑、耳聾、眼花、行動遲緩、記憶力減退等。 師 老年人體內(nèi)有沒有幼嫩的細胞？年輕人體內(nèi)有沒有衰老的細胞？ 生 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。 師 人體衰老與細胞衰老有什么關(guān)系？兩者步調(diào)一致嗎？ 生 在人的一生中，一直都有新的細胞出現(xiàn)，老的細胞死亡，身體內(nèi)的細胞在不斷更新著。其他的多細胞生物也是這樣。細胞的衰老和死亡與個體的衰老和死亡并不是一回事。 師 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。但對于單細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。 師 關(guān)于個體衰老與細胞衰老的關(guān)系，你還能舉出其他實例嗎？ 生 人的上皮組織、血細胞經(jīng)過一定的時間就衰老死亡了,由新的細胞補充;人體的肝細胞是分化程度較高的組織細胞,功能專一,正常情況下沒有明顯的衰老現(xiàn)象,細胞分裂少見,但在某些細胞受到破壞喪失時,其余細胞也能進行分裂,以補充失去的細胞。 師 恒久組織細胞,屬高度分化的細胞,個體一生中沒有細胞更替,破壞堇前失后不能由這類細胞分裂來補充。如神經(jīng)細胞、骨骼細胞和心肌細胞?？珊谋M組織細胞，如人類卵巢實質(zhì)細胞，在一生中逐漸消耗，而不能得到補充，最后消耗殆盡。 師 有人做過一個實驗，體外培養(yǎng)的人體某種細胞，最多分裂50次左右就停止分裂了，說明細胞會隨著分裂次數(shù)的增多而衰老。細胞的壽命與細胞的分裂能力有關(guān)嗎？ 生 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。 師 細胞衰老的過程是細胞 生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。衰老的細胞主要具有以下特征： （1）細胞內(nèi)水分減少，細胞萎縮，體積變小，細胞代謝速率減慢。 （2）細胞內(nèi)多種酶的活性降低。 （3）細胞內(nèi)的色素會隨著細胞衰老百逐漸積累，它們會妨礙細胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞，影響細胞的政黨生理功能。 （4）細胞內(nèi)呼吸速率減慢，細胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深。 （5）細胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低。 師 細胞為什么會衰老呢？決定衰老的主要因素是什么？ 教師演示多毀體課件：人體細胞培養(yǎng)與去核細胞和政黨細胞融合培養(yǎng)過程，探究細胞衰老的原因。 師 （1）巴氏小體是雌性哺乳動物的細胞在分裂間期細胞核中呈凝縮狀態(tài)不活動的X染色本。雄性個體的細胞分裂間期無巴氏小體。 （2）20世紀60年代，為了探究人的體細胞誤老是由細胞本身決定的還是由環(huán)境因素決定的，一位科學(xué)家選取年輕女性的體細胞和老年男性的體細胞進行實驗。巴氏小體可以作為雌性細胞的標記。 （3）在相同條件下，單獨培養(yǎng)或混合培養(yǎng)年輕女性的體細胞和老年男性的體細胞，統(tǒng)計細胞分裂的次數(shù)。 年輕女性的體細胞增殖旺盛 老年男性的體細胞增殖次數(shù)少 年輕男性的體細胞增殖情況與單獨培養(yǎng)時相同 （4）為了深入探究衰老的物質(zhì)究竟在哪里，這位科學(xué)家又做了如下實驗： 師 （1）這兩組實驗設(shè)計的巧妙性在哪？ （2）通過這兩項實驗?zāi)懿荒苷f明細胞的增殖能力是無限的呢？ （3）上述兩項實驗?zāi)軌蛘f明細胞衰老的原因和調(diào)控細胞衰老的物質(zhì)在哪里嗎？ 生 （1）選擇年輕女性的體細胞，不僅因為其含有可用于標記供體細胞的巴氏小體，而且因為其增殖能力很強，因而不宜選用年老女性體細胞作為供體。選擇老年男性的體細胞，不僅因為其細胞里不含有馬氏小體（這樣，它就不能被標記而能與年輕女性細胞分別識別出來），而縣城因為其本身的增殖能力較弱。 （2）這兩項實驗不能說明細胞的增殖能力是無限的。 （3）上述兩項實驗說明細胞衰老的原因和調(diào)控細胞衰老的物質(zhì)在細胞核中。 師 （1）研究表明，從胎兒肺得到的成纖維細胞可在離體條件下傳代50次，而從成人肺得到的成纖維細胞在離體條件下只能傳代20次。因此，細胞的增殖能力是有限的，而且表明體細胞的衰老是由細胞自身的因素決定的。 （2）近年來，關(guān)于細胞衰老的研究有了重大進展，形成了多種關(guān)于細胞衰老機制的學(xué)說，請同學(xué)們課后查閱資料，收集相關(guān)內(nèi)容，下一節(jié)課上交流。 課件展示： 蝌蚪在變態(tài)發(fā)育過程中尾的消失;雞的胚胎發(fā)育過程中,爪之間存在蹼狀物,但出生時,小雞趾間不存在蹼狀物。 師 以上現(xiàn)象說明了什么？ 生 說明生物體在發(fā)育過程中，身體內(nèi)的細胞存在著正常死亡。如同花辨或樹葉的脫落、凋零，是一種自然的生理過程。 師 （1）像這樣，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度性調(diào)控，所以也常常被稱為細胞編程性死亡。 （2）正在發(fā)育以及發(fā)育成熟的生物體中，細胞發(fā)生凋亡的數(shù)量是驚人的。健康的成人體內(nèi)，在骨髓和腸中，每小時有10億個細胞凋亡。 （3）脊椎動物的神經(jīng)系統(tǒng)在發(fā)肓過程中，約有50%的細胞凋亡。 （4）多細胞生物體每天都要產(chǎn)生數(shù)量巨大的新細胞，同樣也有大量的細胞死亡，這樣生命系統(tǒng)才能更新，維持數(shù)量上的平衡。 師 細胞的凋亡對生物體有何意義？有的該死的細胞到一定的時候不死亡，而不該死亡的細胞卻過早地死亡了，那么對生物的生長、發(fā)育又有何影響呢？ 生 細胞凋亡能使多細胞生物體完成正常發(fā)育；能夠維持機體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定性；能夠抵御外界各種因素的干擾。如果細胞凋亡出現(xiàn)了差錯，機體就會出現(xiàn)異常。如免疫系統(tǒng)正常的細胞凋亡出現(xiàn)問題，就可能引發(fā)一些自身免疫性疾病，如風濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。 師 生物體內(nèi)有的不該死亡的細胞卻過早地死亡了，這種現(xiàn)象不叫細胞凋亡，而是稱為細胞壞死。細胞壞死是極端的物理、化學(xué)因素或嚴重的病理性刺激引起的細胞損傷和死亡。細胞凋亡與細胞壞死有什么區(qū)別呢？ 課件展示： 細胞壞死和細胞凋亡的過程。 引導(dǎo)學(xué)生進行比較：細胞凋亡表現(xiàn)在先是細胞明顯皺縮；細胞核內(nèi)物質(zhì)和細胞質(zhì)內(nèi)物質(zhì)凝集致密化；細胞逐漸變小、變圓；細胞膜將胞內(nèi)成分包圍成一個個凋亡小體，凋亡小體被周圍細胞吞噬掉，顯得干凈利索，不引起周圍組織炎癥。而細胞壞死則是細胞顯著腫脹，細胞膜破裂，內(nèi)容物溢出而死，并容易引發(fā)周圍組織炎癥。 課件展示： 3種細胞DNA電泳圖。 師 利用電泳技術(shù)對DNA進行分析，也可看出兩者的差異。凋亡細胞的染色體DNA被切割成有規(guī)律的小片段，在進行電泳分析時，大小相隔，有規(guī)律地分布，呈現(xiàn)出梯狀條帶。壞死細胞的DNA是隨機斷裂的，電泳時表現(xiàn)為從大到小連續(xù)分布的彌散條帶，所以呈現(xiàn)出來的是一片模糊、分不清的條帶。 板書設(shè)計 三、細胞的衰老和凋亡 1.細胞衰老的原因 2.細胞衰老機制的學(xué)說 3.細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別 活動與探究 探究題目：在農(nóng)學(xué)、園藝、林業(yè)、醫(yī)藥等生產(chǎn)實踐中，植物的組織培養(yǎng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。植物的組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是植物細胞的全能性。動物細胞有全能性嗎？請?zhí)骄縿游锛毎欠窬哂腥苄裕? 活動建議： (1)在利用互聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)探究動物細胞的全能性時，教師要提供給學(xué)生正確的搜索方法。如goodle、baidu、sohu等搜索引擎網(wǎng)站對關(guān)鍵詞進行搜索。 （2）包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在內(nèi)的信息技術(shù)與學(xué)科的整合是未來教育發(fā)展的必然趨勢，建議教師積極地運用這種手段，促進教學(xué)手段的最優(yōu)化和教學(xué)效率的最大化。 （3）建議學(xué)生從互聯(lián)網(wǎng)和書刊中收集有關(guān)動物培養(yǎng)的資料，并將有資料按年代順序排列，對實驗材料進行分析。以小組為單位，以報告的形式向全班同學(xué)作匯報。 習題詳解 1.解析：依據(jù)細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)可以知道圖示細胞為動物細胞。高等生物個體發(fā)育的起點是受精卵。生物體的生長包括細胞的分裂和細胞的體積增大。細胞的分化是指細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生了穩(wěn)定性差異，細胞的這種變化是基因在機體發(fā)育中選擇性表達的結(jié)果。人體有四大基本組織：上皮組織（如具有吸收作用的小腸絨毛上皮細胞）、結(jié)締組織（如具有連接作用的真皮）、肌肉組織（如此具收縮作用的肌肉細胞）、神經(jīng)組織（如調(diào)節(jié)各種生命活動的神經(jīng)器官）。 答案：(1)動物細胞　受精卵?。?）細胞的分裂　細胞的體積增大?。?）分化　形態(tài)　結(jié)構(gòu)功能　選擇性表達?。?）上皮組織　結(jié)締組織　肌肉組織　神經(jīng)組織 2.解析：果蠅的受精卵是既具有全能性又沒有分化的細胞。 答案：A 3.解析：香煙中含有大量的尼古丁等有害物質(zhì)，會造成細胞的損傷和死亡。這種死亡過程是非正常性的，屬于病理性死亡。 答案：B 4.解析：組織培養(yǎng)的過程是離體的組織無菌情況下在培養(yǎng)基上生長繁殖，形成愈傷組織。愈傷組織在培養(yǎng)基上進一步生長、增殖、分化發(fā)育成胚狀體，再由胚狀體發(fā)育成植物幼體，最后長成植株。 答案：（1）離體　滅菌?。?）愈傷組織　生長、增殖、分化發(fā)育成胚狀體　再由胚狀體發(fā)育成植物幼體