6.3 细胞的衰老和死亡 教学设计 高中生物学人教版（2019）必修1

高中生物教学设计
（人教版2019必修1 第6章 第3节 细胞的衰老和死亡）
一、核心素养目标
1. 生命观念：理解细胞衰老与死亡是生命历程的自然现象，建立结构与功能相适应的生命观。
2. 科学思维：通过分析实验数据、构建模型，培养归纳推理与批判性思维能力。
3. 科学探究：设计探究性问题，引导学生通过实验案例分析细胞衰老的机制。
4. 社会责任：结合老龄化社会现状，倡导关爱老年人，树立健康生活的社会责任感。
教学重难点分析
教学重点
1. 细胞衰老的特征：通过直观的形态变化与生理功能变化，理解衰老的生物学表现。
2. 细胞凋亡与坏死的区别：通过案例对比，明确生理性死亡与病理性死亡的本质差异。
3. 细胞衰老与个体衰老的关系：结合实验数据，分析单细胞与多细胞生物衰老的联系。
教学难点
1. 细胞衰老机制的抽象性：自由基学说与端粒学说的分子机制，需借助模型和动画辅助理解。
2. 细胞凋亡的基因调控：理解细胞凋亡是基因控制的主动过程，需结合实例（如胚胎发育）深化认知。
3. 科学假说的验证思维：通过实验设计分析端粒学说的科学性与局限性。
教学步骤设计
一、创新导入：从“不老传说”到科学探索
设计意图：激发兴趣，联系科学与现实，引出细胞衰老的主题。
1. 情境创设：
播放短视频《秦始皇寻仙丹之谜》，提问：“人类能否实现长生不老？为什么？”
展示青年与老年人的面部对比图，引导学生观察并总结衰老特征（皱纹、白发、老年斑等）。
2. 问题链驱动：
“人体的衰老是否与细胞的衰老有关？”
“细胞衰老时会发生哪些变化？科学家如何解释这一现象？”
过渡：从宏观的个体衰老现象，聚焦到微观的细胞层面，开启对细胞衰老的探究。
二、探究新知：细胞衰老的特征与机制
任务1：观察与归纳——细胞衰老的形态与功能变化
1. 实验观察：
展示显微镜下年轻细胞与衰老细胞的对比图（如肝细胞），学生分组描述差异：
形态：细胞萎缩、体积变小；细胞核增大、染色质凝聚。
功能：物质运输效率降低、呼吸速率减慢。
案例：老年斑的形成与脂褐素积累的关系。
2. 归纳口诀：
“一大一小一多两低”：核大、体积小、色素多、酶活性低、代谢速率低。
任务2：模型构建——探究细胞衰老的机制
1. 自由基学说：
动画演示：自由基攻击蛋白质、DNA和磷脂的过程。
实验案例：
对比正常小鼠与SOD酶缺陷小鼠的寿命，分析自由基清除能力与衰老的关系。
生活联系：抗氧化剂（如维生素C、茶多酚）在抗衰老中的应用。
2. 端粒学说：
模型构建：
学生用纸条模拟染色体端粒缩短过程，理解分裂次数与端粒长度的关系。
前沿拓展：
介绍端粒酶在癌细胞中的异常活化，引导学生思考“延长端粒能否实现永生？”
任务3：实验分析——个体衰老与细胞衰老的关系
1. 数据分析：
提供不同年龄人体细胞体外培养的增殖数据表，学生绘制曲线图并得出结论：
年龄越大，细胞增殖能力越弱。
2. 核移植实验：
展示“年轻细胞核+年老细胞质”与“年老细胞核+年轻细胞质”的融合实验结果，讨论细胞核在衰老中的主导作用。
过渡：细胞衰老的终点是死亡，而死亡方式的不同深刻影响生命健康。
三、深化理解：细胞死亡的类型与意义
任务4：对比分析——凋亡与坏死的本质差异
1. 案例对比：
凋亡实例：蝌蚪尾巴消失、胎儿手指形成（生理性、基因调控、无炎症）。
坏死实例：烫伤后皮肤细胞死亡（病理性、被动、引发炎症）。
2. 表格总结：
特征 细胞凋亡 细胞坏死
触发原因 基因调控 外界损伤（物理、化学）
过程特点 形成凋亡小体 细胞肿胀、破裂
对机体的影响 有利（维持稳态） 有害（引发炎症）
任务5：探究细胞自噬——细胞的“自我回收”机制
1. 视频演示：溶酶体降解受损线粒体的动态过程。
2. 情境分析：
饥饿状态下，细胞通过自噬分解自身结构以获取能量，引导学生理解自噬的双重性（生存 vs 凋亡）。
四、社会责任：老龄化社会与健康生活
1. 数据讨论：
展示中国老龄化人口比例图，提问：“如何通过延缓细胞衰老提升老年人生活质量？”
2. 健康倡议：
学生分组设计“抗衰老生活指南”（合理饮食、适度运动、心态调节）。
五、习题巩固与拓展
1. 基础题：
选择题：关于细胞衰老特征的判断（如“所有酶活性下降”为错误选项）。
2. 探究题：
设计实验验证端粒酶活性与细胞分裂次数的关系。
3. 开放题：
“如果端粒酶可以安全激活，是否应该用于抗衰老治疗？”（结合伦理与科学讨论）。
板书设计
第3节 细胞的衰老和死亡
1. 细胞衰老
特征：一大（核大）、一小（体积小）、一多（色素多）、两低（酶活性低、代谢低）
学说：
自由基学说：攻击生物分子→累积损伤
端粒学说：分裂次数↑→端粒缩短→衰老
与个体衰老关系：单细胞（等同）、多细胞（累积效应）
2. 细胞死亡
凋亡：基因调控、主动、利大于弊（例：胚胎发育）
坏死：被动、引发炎症（例：烫伤）
自噬：回收利用、维持稳态（例：饥饿自救）
3. 社会责任：科学抗衰老，关爱老年人
教学资源
1. 多媒体资源：衰老细胞动态图、端粒缩短动画、细胞自噬视频。
2. 实验材料：染色体端粒模型纸条、自由基损伤模拟实验装置。
3. 文献拓展：端粒酶与癌症研究的近期论文摘要。
课时安排：1课时（45分钟）
设计特点：以问题驱动贯穿课堂，融合科学探究与社会议题，强化核心素养培养。