第二节-细胞的分化、衰老和凋亡-教学设计-教案

教学准备1.教学目标1、知识目标：（1）说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义（2）举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用，说出细胞全能性的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点，能够区分具体细胞全能性的大小（3）通过人外部形态的观察，让学生们描述细胞衰老的特征；（4）区别细胞衰老与个体衰老的关系；（5）掌握细胞凋亡的意义；（6）掌握细胞凋亡与坏死的区别。2、能力目标：（1）在教师的引导下，师生共同探究，使学生学会学习，培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力（2）探究细胞分化的特点，细胞全能性的概念，培养学生的科学探究方法和生物学素养（3）通过对所展示实例的提问，培养学生提取有用信息的能力及语言表达能力。3、情感态度价值观：（1）通过学习使学生体会生命的运动性，体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想（2）引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题，激发社会责任感和使命感，激发学生关爱生命的美好情感。2.教学重点/难点1、教学重点（1）细胞分化的概念和意义及细胞全能性的概念（2）了解个体衰老与细胞衰老的关系；（3）了解细胞衰老的特征;细胞凋亡的概念理解。2、教学难点（1）细胞分化的概念、细胞全能性、干细胞概念及实例。（2）细胞衰老和细胞坏死的区别。3.教学用具教学课件4.标签教学过程教学过程设计【提出问题】个体发育的起点是什么？受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是哪种细胞增殖方式呢？如果单纯通过细胞分裂使细胞数目增加，会不会形成一个独立的生物个体？【学生讨论】学生联系细胞增殖的有关知识。个体发育的起点是受精卵，受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是有丝分裂，而如果只有细胞分裂是不能形成一个独立的生物体的。要形成一个生物个体，就还要经过细胞的分化，引入“第一节细胞分化“【教师引导】个体的形成除了通过细胞分裂使细胞数目增多，还要经过细胞分化的过程。那什么是细胞分化呢？【学生回答】在个体发育过程中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。【教师引导】那么细胞分化发生在什么时期？有什么样的特征呢？（引导学生阅读课本113页，归纳细胞分化的特征和意义）【学生讨论教师共同归纳】细胞分化是生物界中十分普遍的一种生命现象（普遍性）；细胞分化发生于生物体的整个生命进程，但在胚胎发育期最旺盛、最频繁（持久性）；分化后的细胞将一直保持分化后的状态，而不会再变为其它细胞（稳定性）；造血干细胞会分化为红细胞，红细胞最终衰老、死亡，而不会再形成造血干细胞（不可逆性），分化的过程中遗传物质不改变（遗传物质不变性）。那么细胞分化对生物体的生长发育具有什么样的意义呢？细胞分化使多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。是生物个体发育的基础。【教师引导】现在我们知道了，一个个体的形成既要有细胞分裂，又必须进行细胞分化。既然同一个体的每个细胞都由受精卵有丝分裂产生，而细胞分化使细胞之间存在稳定的差异，这些差异差异是不是细胞的遗传物质改变引起的呢？【学生讨论教师共同归纳】细胞有丝分裂能够保证每个子细胞都获得了与母细胞同样的一份染色体，具有相同的遗传信息，并未发生遗传物质的改变，细胞分化的遗传本质是基因选择性表达的结果。教师例举关于细胞分化的具体例子。红细胞合成血红蛋白，心肌细胞合成肌动、肌球蛋白——基因选择性表达的结果——细胞分化【学生思考阅读与分析】展示图7-1植物组织培养的流程图。【学生讨论】通过对植物组织培养实验的分析，得出什么是细胞全能性的概念？细胞为什么会有全能性呢？【学生讨论】细胞全能性是指高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞全能性。高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。【教师引导】通过对植物组织培养实验的分析，得出高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞的全能性。那么细胞为什么会有全能性呢？【教师引导】高度分化的植物细胞中有没有因为分化而失去基因？（没有）高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。【提出问题】按照以上逻辑进行分析，高度分化的动物细胞也应该具有全能性，也应该能够发育成一个完整的个体。但事实是否如此呢？到目前为止，人们还没有成功的将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。那有些同学可能就会提出疑问了，那克隆羊又是怎么回事呢？讲解动物克隆——“多莉”产生的过程图解。【学生讨论】得出高度分化的动物细胞全能性受到限制，而高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。设问推测克隆羊和哪只绵羊最相似？推测的依据？（提供细胞核，细胞核中含有本物种全套遗传物质）。因此高度分化的动物细胞全能性虽然受到限制，而细胞核具有全能性。【教师引导】从上述实验，我们知道了动物细胞的细胞核具有全能性，既然每个细胞的细胞核仍然具有全部遗传物质，那为什么高度分化的动物细胞不能直接发育成一个完整的个体，动物细胞的全能性究竟怎样呢？并让学生比较植物细胞，动物细胞；受精卵，卵细胞、体细胞的全能性大小。【学生讨论】高度分化的动物细胞的全能性小。高度分化的植物细胞的全能性大于高度分化的动物细胞；受精卵的全能性最大；以此得出结论：细胞分化程度越低，全能性就越高。【教师引导】那么在动物体和人体内，就没有能够进行分裂和分化的细胞了吗？（讲解细胞分化的过程）【学生讨论，师生共同归纳】在动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞——干细胞，【学生思考】图7—3干细胞分化形成各种血细胞的过程示意图。讨论干细胞的分类根据干细胞分化潜能不同可分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。总结出受精卵早期分裂出的细胞是具全能性的。随着细胞的分裂与分化，发育的潜能渐渐被局限，从全能干细胞到多能干细胞，到专能干细胞，最后成为分化终端的细胞。【教师讲述】有关白血病和骨髓移植方面的文字资料。【提出问题】1、请同学们说说对白血病的了解。2、捐献适量的造血干细胞，为什么不会伤害捐献者的身体健康？3、骨髓移植为什么可以治疗人类白血病？【学生讨论】1、白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。2、健康人的造血干细胞会不断产生新的血细胞。3、骨髓内有造血干细胞，造血干细胞可以产生各种血细胞（过渡）同学们，我们是幸运的，因为我们是健康的，对于白血病患者，我们能做些什么呢？学生发表自己的意见，教师说，啊，只要人人都献出一点爱，世界将变成美好的人间。【提出问题】1.人体的衰老特征：白发，皱纹，老年斑，耳聋，眼花，行动迟缓，记忆力减退等。2.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.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，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。教师展示“问题探讨”老年人晨练图片：随着社会的发展，人民生活水平的提高，医疗的完善等，人的寿命在延长，老年人的比例上升。那如何能延缓衰老，保持身体健康显得尤其重要。问题1：人的一生必然要经历哪些生命历程：出生→生长→成熟→繁殖→衰老→死亡的生命历程。（学生思考回答）对于人的一生来说，出生，衰老，死亡都是非常重要，活细胞也一样。衰老和死亡是细胞不可忽视的部分。今天我们来学习第六章第3节《细胞的衰老和凋亡》的内容。小组讨论：完成问题2和问题3（3分钟）问题2：我们学过的单细胞生物有：（举一例）单细胞生物的衰老（=或≠）细胞的衰老。问题3：人的生命系统结构层次有哪些？人体是由许许多多的细胞和组织组成，人的细胞时刻都在新陈代谢中；所以，老年人的体内有幼嫩的细胞，年轻人的体内也有衰老的细胞。（补充书本121页：右下角相关信息的内容。）人的衰老（=或≠）细胞的衰老。多细胞生物的衰老（=或≠）细胞的衰老。小结：个体衰老和细胞衰老的关系单细胞生物的衰老=细胞的衰老多细胞生物的衰老≠细胞的衰老，细胞时刻都在更新。老师讲述：人体衰老与细胞衰老的关系1.单细胞生物体：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；2.多细胞生物个体总是在不断更新着，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，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。〖讲述〗细胞衰老的特征（P122共有五点）形态变化细胞核：增大，染色深，核内有包含物，核膜内陷。染色质：凝聚，固缩，碎裂，溶解。细胞膜：黏度增加，流动性降低。细胞质：色素积聚，空泡形成。线粒体：数目减少，体积增大。高尔基体：碎裂。包含物：糖原减少，脂肪积聚。脂质：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联，膜的流动性降〖旁栏思考题〗学生思考讨论回答，教师提示。〖提示〗老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物，是一种不溶性颗粒物。不同的细胞在衰老过程中脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂褐素颗粒大，就出现了老年斑。【合作探究、精讲点拨】细胞衰老的原因引言：细胞衰老的过程就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。那么衰老细胞的特征有哪些呢？讨论共同得出结论：看1：苗族老人和小孩的对比图:现象：皱纹出现，干巴巴的感觉原因：细胞体积减少→水分减少→自由水的含量下降→新陈代谢速率减慢看2：白眉毛老人图：现象：白头发，白眉毛原因：黑色素合成减少→酪氨酸酶的活性下降看3：色斑老人图：现象：出现老人斑原因:色素积累→妨碍物质的交流和传递→影响细胞的生理功能除了这三点外：衰老细胞的特征还有：呼吸速率减慢；细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。细胞膜通透性改变→物质运输功能下降教师总结：衰老细胞的特征一大：细胞核变大，染色质收缩，染色加深一小：细胞内水分减少萎缩变小，代谢速率减慢一多：细胞内色素逐渐积累、增多两低：膜的物质运输功能降低，有些酶的活性隆低细胞衰老的原因是什么？关系细胞衰老的原因，历来是研究人员极为关注又很难回答的课题。近几十年来，先后提出过多种假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。（学生阅读教材P122相关问题）细胞的凋亡由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞的凋亡。细胞死亡有正常凋亡和异常死亡（坏死）两类。正常的细胞死亡是在细胞遗传物质的控制下进行的主动过程，它有一套严格的程序。（凋亡）它对于生物体的正常发育具有重要的影响。比如胚胎发育期手的发育如果没有细胞的调亡就不会有纤细的手指；如果没有正常的细胞调亡，蝌蚪的尾部就不会消失，它将永远不能变成青蛙……。正常的细胞调亡骸肩负着维持各种组织器官固有体积和形态的功能；还会使机体内异常的细胞得到及时清除，去处潜在的隐患；例如癌症就是异常的细胞没有及时死亡的结果……。因此细胞的正常死亡是生物体的一种非常重要的调节机制，是机体平衡细胞增殖，调节机体细胞树木恒定的方式，是必不可少的生命过程。生物体内的绝大多数细胞，都要经过未分化、分化，衰老和死亡这几个阶段。可见，细胞的衰老和死亡也是一种正常的生命现象。课堂小结细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，细胞分裂是细胞分化的基础，通过细胞的分裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。人类利用植物细胞的全能性，通过组织培养，生产出大量的植物优良品种，拯救珍稀物种，为人类造福。对动物和人体干细胞的研究，将为人类战胜病魔带来福音。讲述细胞衰老的特征，细胞凋亡的含义，探讨细胞衰老与细胞凋亡和人体健康的关系。使学生理解细胞都要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老、死亡的过程，从而认同生命的普遍规律。既是对前面内容的巩固，又是后续内容的基础。学生在日常的生活中有一定的经验积累，但对细胞衰老、凋亡的含义、关系等没有深刻的认识，在与实际联系的过程中去学习