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《细胞衰老是自然的生理过程》教学设计
课题
第三节
细胞衰老是自然的生理过程
单元
第五章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
列举细胞衰老的内在因素，描述在正常情况下，细胞衰老是一种自然的生理过程。简述细胞衰老与人类健康的关系，崇尚健康文明的生活方式，担负起健康中国的促进者和实践者的社会责任。1.文化基础：细胞衰老的探究历程及衰老细胞的特征。2.自主发展：在了解细胞衰老的内在因素和特征的基础上，构建文明生活方式。3.社会参与：崇尚健康文明的生活方式，担负起健康中国的促进者和实践者的社会责任。
重点
细胞衰老的探究历程及衰老细胞的特征，构建文明生活方式。
难点
细胞衰老的探究历程及衰老细胞的特征，构建文明生活方式。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
打开家中的老相册，那些精彩的生活瞬间和美好的亲情记忆，会让你倍感家庭的温馨。看到爸爸、妈妈、爷爷和奶奶早年的照片，你会发现照片上的他们曾经和你现在一样年轻，可是现在的他们却和以前大不相同。随着时光的流逝，每一个人都会慢慢地衰老，在容貌和体态上发生很大的变化。人体衰老是机体的每个细胞都衰老吗?
课前查阅资料，欣赏人体衰老图片，分析问题，讨论问题，引起思考。
热点问题出发，引导学生讨论，激发学生的学习兴趣。
讲授新课
一、人类对细胞衰老的认识1.100多年前，人们发现某些进行无性生殖的原生动物可以持续通过细胞分裂进行增殖，因此断定细胞不会衰老和死亡，细胞的"永生性"观点占统治地位。2.1912年，法国科学家卡雷尔（A.Carrel）通过鸡胚心脏成纤维细胞培养，发表文章称已找到生物体组织细胞在体外无限生存下去的培养条件。3.直到卡雷尔去世后，他的合作者一直宣称他们将这种细胞连续培养了_________年，这些细胞仍可以_______________分裂和生长。他们由此声称细胞本身______________，多细胞生物体内的细胞衰老是由于___________的影响。4.直到1961年，美国科学家海弗利克（L.
Hayflick）和同事一起发表了人的体细胞体外培养方面的论文，才彻底动摇了"细胞不死"的观点。5.经典再现：海弗利克对"细胞不死性"的否定（1）1958年，海弗利克将_____________的提取物加入到___________________的培养基中，希望能看到正常细胞发生癌变。结果事与愿违，细胞非但没有癌变，还___________了生长。(2)海非利克研究发现，_________________在培养过程中发生明显的__________________。(3)其他科学家对_______________、____________等进行体外培养，也得到同样的结果。(4)有趣的是，如果将______________一段时间后再复苏，细胞仍对其_______________保持着记忆，当分裂次数达到最高分裂次数时，即________。(5)海弗利克等科学家选取鼠、鸡、龟等寿命不同的动物以及人的体细胞在体外培养。动物寿命____________，其细胞分裂次数_______；反之，寿命________，其细胞分裂次数_________。海弗利克设计了一组非常巧妙的实验，将已经分裂
________次的_________肺成纤维细胞和已经分裂_________次的__________肺成纤维细胞混合培养，同时用________________的细胞作__________。实验结果：混合培养的两类细胞的分裂次数与它们分别单独培养时相同。（7）他还将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合，另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养.实验结果：前者(存在老年人细胞细胞核）______________，后者能够(存在年轻人细胞细胞核）___________。分析讨论1.分析以上资料，总结影响细胞分裂次数的因素。提示：细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱；细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般讲，寿命越长的特种体细胞分裂的最高次数越高；年龄女性体细胞比老年男性体细胞分裂旺盛；细胞核是决定细胞衰老的重要因素。因此，影响细胞衰老的内在因素有：生物的物种、年龄、性别、细胞核的变化等。2.海弗利克起初是相信"细胞不死"的，但是一系列的实验结果改变了他的观点。从科学研究的角度来说，这对你有什么启示?提示：实验是验证真理的唯一标准，用实验、实践来证明真理。细胞衰老（cell
aging）是细胞生命活动过程中的一个阶段，表现为细胞______________的能力和______________降低。细胞衰老是生理活动和功能____________过程。对单细胞生物来说，细胞衰老即___________;而多细胞生物的细胞衰老与机体衰老_____________，机体衰老不等于所有细胞衰老，但机体衰老与细胞衰老是______________的。二、衰老细胞具有显著特征细胞衰老主要是由细胞内复杂的_____________引起的，衰老细胞在________________等方面会表现出一系列衰老的特征。问题探究人到了一定年龄就会出现白头发，并且随年龄的增长，白头发会越来越多。白头发生成的直接原因是毛囊细胞合成黑色素的功能下降。老年人白头发的形成与毛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？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,所以老年人的头发会变白。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。三、细胞衰老的原因1.自由基学说（1）自由基：异常活泼的____________。（2）细胞在进行_______________中很容易产生自由基，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。（3）自由基会_______________细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，其产物同样也是自由基，这样会引起雪崩式反应。自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。2.端粒学说（1）端粒：每条染色体的两端都有一段特殊序列的_________________，称为端粒。（2）细胞在每分裂一次端粒内的DNA就会缩短，最终导致端粒内侧正常基因的___________。3.遗传程序学说衰老是遗传上的_______，是受__________调控的。细胞衰老的程序已经___________________中，特定的遗传信息按时激活，最终导致衰老和死亡。四、细胞衰老与人类健康密切相关1.细胞衰老是人体内发生的_______________过程，细胞的正常衰老有利于机体的_____________。2.细胞的异常衰老却会给人类健康带来威胁。儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病，患者的寿命一般不超过
20岁。3.细胞衰老与人体的衰老有密切关系。（1）老年人的肌细胞通常要比年轻人的肌细胞更纤细、数量更少，肌细胞的代谢速率降低，造成肌肉萎缩，运动功能减退，行动迟缓。（2）胸腺细胞的衰老会引起胸腺萎缩并造成淋巴细胞的生成能力下降，所以衰老的个体免疫力下降。（3）随着年龄增加，组织中的干细胞也在逐渐衰老，导致其自我更新和多向分化能力衰退，致使损伤组织难以修复，引起组织、器官结构与功能的衰退。（4）机体内大多数细胞的衰老会导致个体的衰老∶体内水分减少，皮肤干燥、皱缩;代谢减缓，耗能降低;细胞数目减少;器官功能下降，对疾病的抵抗力减退等。4.研究细胞衰老的机理对提高人类的生存质量具有积极意义。（1）衰老不仅与细胞内部的代谢和生理状态有关，同时也与细胞的外部环境有着密切的联系。（2）对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有助于延缓衰老。五、学业检测与巩固练习1."不知明镜里，何处得秋霜。"这一诗句生动描述了岁月催人老的自然现象。老年人的头发逐渐变白，手、面部皮肤上出现"老年斑"，皮肤干燥、皱纹增多，行动迟缓等。（1）从细胞衰老的角度，具体分析老年人出现以上现象的原因。提示：机体内大多数细胞的衰老会导致个体的衰老∶体内水分减少，皮肤干燥、皱缩;代谢减缓，耗能降低;细胞数目减少;器官功能下降，对疾病的抵抗力减退等。细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少等。（2）老年人出现衰老特征，是身体内的所有细胞都衰老吗?为什么?提示：不是，衰老的人体中大部分是衰老细胞但还是有新生的细胞的。（3）器官老化、机体衰老是不可抗拒的自然规律，但从古至今永葆青春一直是无数人的追求和梦想。结合所学知识，搜集资料，针对如何拥有健康的生活方式、提高生命的质量和延展生命的长度提出合理化建议。提示：合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有助于延缓衰老。2.老年人有老年斑，对此最合理的解释是（
D
）A、细胞内水分减少，细胞萎缩；B、细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深；C、细胞中的酪氨酸酶活性降低；D、细胞内脂褐素占有的面积增大。3.在人体生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，很容易产生异常活泼的带电分子或基团。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，致使细胞衰老。下列有关说法不正确的是(C)A.若攻击细胞膜上的受体分子，可能会影响细胞间信息交流B.自由基攻击DNA分子时，可能会引起基因突变C.若攻击磷脂分子，可能影响葡萄糖进入线粒体氧化分解D.人体细胞若能及时清除自由基，可能延缓细胞衰老
【学习活动一】学生带着问题阅读课本P131—133，分析细胞衰老是一种自然的生理过程。小组讨论，完成相关探究，解决实验相关问题。【学习活动二】学生阅读课本P133—134，结合前面分析和思考，理解细胞衰老的特征，并认同。【学习活动三】学生阅读课本P134，分析讨论细胞衰老的原因。根据所学，完成相关练习
创设问题情景，导入新课。引导学生分析细胞衰老，探究细胞衰老是一种自然生理过程，认识通过实验探究证明真理，提高学生探究意识和能力。提出问题，解决热点问题，充分展现学生自己观点，培养学生多角度分析问题的能力。让学生了解和判断细胞衰老的特征。引导学生理解细胞衰老的原因，分析细胞衰老的特征，问题的意识和责任感。回顾旧知，巩固和应用所学知识。
课堂小结
1.100多年前，人们断定细胞不会衰老和死亡。2.经典再现：海弗利克对"细胞不死性"的否定3.动物寿命越短，其细胞分裂次数越少；反之，寿命越长，其细胞分裂次数越多。4.细胞衰老主要是由细胞内复杂的生理变化引起的，衰老细胞在形态、结构和功能等方面会表现出一系列衰老的特征。5.细胞衰老是人体内发生的自然生理过程，细胞的正常衰老有利于机体的自我更新。6.细胞衰老与人体的衰老有密切关系。
板书
细胞衰老是自然的生理过程人类对细胞衰老的认识海弗利克衰老细胞具有显著特征细胞衰老的原因细胞衰老与人类健康密切相关
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精品试卷·第
2
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（共
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第三节
细胞衰老是自然的生理过程
沪科版
高中生物
列举细胞衰老的内在因素，描述在正常情况下，细胞衰老是一种自然的生理过程。
简述细胞衰老与人类健康的关系，崇尚健康文明的生活方式，担负起健康中国的促进者和实践者的社会责任。
1.文化基础：细胞衰老的探究历程及衰老细胞的特征。
2.自主发展：在了解细胞衰老的内在因素和特征的基础上，构建文明生活方式。
3.社会参与：崇尚健康文明的生活方式，担负起健康中国的促进者和实践者的社会责任。
学习目标
打开家中的老相册，那些精彩的生活瞬间和美好的亲情记忆，会让你倍感家庭的温馨。看到爸爸、妈妈、爷爷和奶奶早年的照片，你会发现照片上的他们曾经和你现在一样年轻，可是现在的他们却和以前大不相同。随着时光的流逝，每一个人都会慢慢地衰老，在容貌和体态上发生很大的变化。
人体衰老是机体的每个细胞都衰老吗?
衰老的细胞具有哪些特征?
细胞为什么会衰老?
一、人类对细胞衰老的认识
1.100多年前，人们发现某些进行_______________的原生动物可以持续通过_______________进行增殖，因此断定细胞________衰老和死亡，细胞的"永生性"观点占统治地位。
无性生殖
细胞分裂
不会
2.1912年，法国科学家卡雷尔（A.Carrel）通过鸡胚心脏成纤维细胞培养，发表文章称已找到生物体组织细胞在体外__________________下去的培养条件。
无限生存
4.直到1961年，美国科学家海弗利克（L.
Hayflick）和同事一起发表了人的体细胞__________________方面的论文，才彻底动摇了"细胞不死"的观点。
3.直到卡雷尔去世后，他的合作者一直宣称他们将这种细胞连续培养了_________年，这些细胞仍可以_______________分裂和生长。他们由此声称细胞本身______________，多细胞生物体内的细胞衰老是由于___________的影响。
34
无限制地
不会衰老
环境
体外培养
5.经典再现：海弗利克对"细胞不死性"的否定
（1）1958年，海弗利克将_____________的提取物加入到___________________的培养基中，希望能看到正常细胞发生癌变。结果事与愿违，细胞非但没有癌变，还___________了生长。
癌细胞
正常胚胎细胞
停止
(2)海非利克研究发现，_________________在培养过程中发生明显的__________________。
退化死亡
(3)其他科学家对_______________、___________________等进行体外培养，也得到同样的结果。
人的体细胞
淋巴细胞
神经胶质细胞
(4)有趣的是，如果将______________一段时间后再复苏，细胞仍对其_______________保持着记忆，当分裂次数达到最高分裂次数时，即________________。
细胞冻存
分裂次数
不再分裂
(5)海弗利克等科学家选取鼠、鸡、龟等寿命不同的动物以及人的体细胞在体外培养。
动物寿命____________，其细胞分裂次数___________；
反之，寿命___________，其细胞分裂次数____________。
越短
越少
越长
越多
(6)
海弗利克设计了一组非常巧妙的实验，将已经分裂
________次的_________肺成纤维细胞和已经分裂_________次的__________肺成纤维细胞混合培养，同时用________________的细胞作__________。
40
男性
10
女性
单独培养
对照
实验结果：
混合培养的两类细胞的分裂次数与它们分别单独培养时相同。
（7）他还将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合，
另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，
分别在体外培养.
前者(存在老年人细胞细胞核）______________，
后者能够(存在年轻人细胞细胞核）________________。
实验结果：
不分裂
旺盛分裂
2.海弗利克起初是相信"细胞不死"的，但是一系列的实验结果改变了他的观点。从科学研究的角度来说，这对你有什么启示?
分析讨论
1.分析以上资料，总结影响细胞分裂次数的因素。
提示：细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱；细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般讲，寿命越长的特种体细胞分裂的最高次数越高；年龄女性体细胞比老年男性体细胞分裂旺盛；细胞核是决定细胞衰老的重要因素。因此，影响细胞衰老的内在因素有：生物的物种、年龄、性别、细胞核的变化等。
提示：实验是验证真理的唯一标准，用实验、实践来证明真理。
细胞衰老（cell
aging）
是细胞生命活动过程中的一个阶段，表现为细胞__________________的能力和_____________________降低。
维持自身稳定
适应的能力
细胞衰老是生理活动和功能______________________过程。
不可逆的衰退
对单细胞生物来说，细胞衰老即_________________;而多细胞生物的细胞衰老与机体衰老_____________________，机体衰老不等于所有细胞衰老，但机体衰老与细胞衰老是______________的。
个体衰老
紧密相关
不是同一个概念
二、衰老细胞具有显著特征
细胞衰老主要是由细胞内复杂的________________引起的，衰老细胞在________________________等方面会表现出一系列衰老的特征。
生理变化
形态、结构和功能
问题探究
人到了一定年龄就会出现白头发，并且随年龄的增长，白头发会越来越多。白头发生成的直接原因是毛囊细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,所以老年人的头发会变白。
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。
三、细胞衰老的原因
1.自由基学说
（1）自由基：异常活泼的_______________________。
（2）细胞在进行_______________中很容易产生自由基，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。
（3）自由基会________________细胞内各种执行正常功能的生物分子。
最为严重的是当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，其产物同样也是自由基，这样会引起雪崩式反应。自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
带电分子或基团
氧化反应
攻击和破坏
2.端粒学说
（1）端粒：每条染色体的两端都有一段特殊序列的__________________________，称为端粒。
（2）细胞在每分裂一次端粒内的DNA就会缩短，最终导致端粒内侧正常基因的_____________________。
端粒的显微照片
（图中染色体为红色，黄色荧光显示染色体两端的端粒）
3.遗传程序学说
衰老是遗传上的_______________，是受________________调控的。细胞衰老的程序已经___________________中，特定的遗传信息按时激活，最终导致衰老和死亡。
程序化过程
特定基因
编制在基因组
DNA—蛋白质复合体
DNA序列受损
四、细胞衰老与人类健康密切相关
1.细胞衰老是人体内发生的_______________过程，细胞的正常衰老有利于机体的__________________。
自然生理
自我更新
早衰儿童（左）与正常儿童（右）
2.细胞的异常衰老却会给人类健康带来威胁。儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病，患者的寿命一般不超过
20岁。
3.细胞衰老与人体的衰老有密切关系。
（1）老年人的肌细胞通常要比年轻人的肌细胞更纤细、数量更少，肌细胞的代谢速率降低，造成肌肉萎缩，运动功能减退，行动迟缓。
（2）胸腺细胞的衰老会引起胸腺萎缩并造成淋巴细胞的生成能力下降，所以衰老的个体免疫力下降。
（3）随着年龄增加，组织中的干细胞也在逐渐衰老，导致其自我更新和多向分化能力衰退，致使损伤组织难以修复，引起组织、器官结构与功能的衰退。
（4）机体内大多数细胞的衰老会导致个体的衰老∶体内水分减少，皮肤干燥、皱缩;代谢减缓，耗能降低;细胞数目减少;器官功能下降，对疾病的抵抗力减退等。
（2）对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有助于延缓衰老。
4.研究细胞衰老的机理对提高人类的生存质量具有积极意义。
（1）衰老不仅与细胞内部的代谢和生理状态有关，同时也与细胞的外部环境有着密切的联系。
五、学业检测与巩固练习
1."不知明镜里，何处得秋霜。"这一诗句生动描述了岁月催人老的自然现象。老年人的头发逐渐变白，手、面部皮肤上出现"老年斑"，皮肤干燥、皱纹增多，行动迟缓等。
（1）从细胞衰老的角度，具体分析老年人出现以上现象的原因。
提示：机体内大多数细胞的衰老会导致个体的衰老∶体内水分减
少，皮肤干燥、皱缩;代谢减缓，耗能降低;细胞数目减少;器官功
能下降，对疾病的抵抗力减退等。细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑
色素合成减少等。
（3）器官老化、机体衰老是不可抗拒的自然规律，但从古至今永葆青春一直是无数人的追求和梦想。结合所学知识，搜集资料，针对如何拥有健康的生活方式、提高生命的质量和延展生命的长度提出合理化建议。
（2）老年人出现衰老特征，是身体内的所有细胞都衰老吗?为什么?
提示：不是，衰老的人体中大部分是衰老细胞但还是有新生的细胞的。
提示：合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有助于延缓衰老。
2.老年人有老年斑，对此最合理的解释是
（
）
A、细胞内水分减少，细胞萎缩；
B、细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深；
C、细胞中的酪氨酸酶活性降低；
D、细胞内脂褐素占有的面积增大。
D
3.在人体生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，很容易产生异常活泼的带电分子或基团。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，致使细胞衰老。下列有关说法不正确的是( )
A.若攻击细胞膜上的受体分子，可能会影响细胞间信息交流
B.自由基攻击DNA分子时，可能会引起基因突变
C.若攻击磷脂分子，可能影响葡萄糖进入线粒体氧化分解
D.人体细胞若能及时清除自由基，可能延缓细胞衰老
C
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