資源簡介

(共26張PPT)
第四節(jié)
細胞凋亡是自然的細胞死亡方式
滬科版
高中生物
學習目標
分析細胞凋亡的研究資料，描述在正常情況下，細胞凋亡是一種自然的生理過程。
簡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系，崇尚健康文明的生活方式，擔負起健康中國的促進者和實踐者的社會責任。
1.文化基礎(chǔ)：細胞凋亡的探究歷程和原理。
2.自主發(fā)展：通過細胞凋亡得到探究歷程和原理，闡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系。
3.社會參與：闡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系，崇尚健康文明的生活方式，擔負起健康中國的促進者和實踐者的社會責任。
"花隨玉指添春色，鳥逐金針長羽毛。"這一詩句生動描述了繡花藝人纖纖十指飛針走線、刺繡作品栩栩如生的畫面。很難想象，在胚胎發(fā)育初期，我們的手曾經(jīng)是球拍狀的。隨著胚胎的繼續(xù)發(fā)育，位于指間部位的細胞死亡，才出現(xiàn)了彼此分開的五指。
細胞是如何死亡的?細胞死亡與細胞凋亡是怎樣的關(guān)系?細胞凋亡對生物體有什么意義?
一、細胞凋亡是程序性細胞死亡
生物體在生長發(fā)育過程中，既需要通過___________________不斷產(chǎn)生____________________，同時也需要通過細胞凋亡（apoptosis）___________________不需要的或異常的細胞。
在正常情況下，細胞凋亡是一種______________________過程。
細胞分裂
新的細胞
清除機體
自然的生理
（一）經(jīng)典再現(xiàn)：細胞凋亡機制的實驗研究
1.20世紀
60—70年代，科學家在許多正常組織中觀察到有些_______________________，但不傷及其他細胞，就像樹葉或花的自然凋落一樣。
2.1972年，澳大利亞病理學家克爾（J.
Kerr）等3位科學家首次提出了___________________的概念。
細胞皺縮后解體
細胞凋亡
3.1966
年，美國科學家桑德斯（JSaunders）在研究雞胚發(fā)育過程中發(fā)現(xiàn)，______________發(fā)育到一定階段時，__________________死亡并最終形成具有_____________________。在此發(fā)育階段之前，無論把這些_____________________到雞胚的哪一部位，這些細胞仍按時死亡。即使將這些細胞_______________________，在營養(yǎng)等條件適宜的情況下，依然如此。
趾原基
趾間部分細胞
一定形狀的爪
趾間細胞移植
轉(zhuǎn)移到體外培養(yǎng)
4.1986年，美國科學家霍維茨（R.
Horvitz）研究發(fā)現(xiàn)，秀麗隱桿線蟲的__________________由
15個基因共同控制，其中2個基因______________，4個基因_________________，7個基因與凋亡細胞____________________有關(guān)，2個基因________________________有關(guān)。
細胞凋亡
決定凋亡
執(zhí)行凋亡
被吞噬細胞吞噬
與凋亡細胞被降解
分析討論1：說明細胞凋亡在個體發(fā)育過程中的意義。你還能舉出哪些細胞凋亡的例子?
分析討論2：分析導致細胞凋亡的因素可能有哪些。
提示：細胞凋亡能維持多細胞生物體中細胞數(shù)目的相對穩(wěn)定；細胞凋亡是生物體正常發(fā)育的基礎(chǔ)
；細胞凋亡是機體的自我保護機制。在胎兒時期，手部細胞凋亡使五指分開，尾部細胞凋亡使尾巴消失，衰老細胞凋亡使生物體更新，減少腫瘤發(fā)生。蝌蚪的尾巴就是靠凋亡消除一些生物發(fā)育成熟后的一些不再需要的結(jié)構(gòu)。
提示：細胞凋亡是由基因控制的，有基因控制酶的合成、激素等調(diào)控細胞程序性死亡。
5.將蝌蚪的尾切下進行_____________，尾仍可正常存活一段時間;向培養(yǎng)基中加入適量_______________，尾會像在蝌蚪活體上一樣發(fā)生退化。另外，在發(fā)育早期將蝌蚪的____________________，蝌蚪將不再進行變態(tài)發(fā)育，而是長成一只大蝌蚪。
體外培養(yǎng)
甲狀腺激素
甲狀腺原基切除
分析討論3：資料3中的實驗設(shè)計符合怎樣的實驗設(shè)計原則?這種科學研究的基本思路和方法對你有何啟發(fā)?
提示：單一變量的原則。分析甲狀腺激素對蝌蚪變態(tài)發(fā)育的影響，研究細胞凋亡的影響因素。
在生物個體生長發(fā)育過程中，由________________的按照一定程序發(fā)生的細胞死亡，因而細胞凋亡屬于_________________________（programmed
cell
death，PCD）。
（二）細胞凋亡的概念
基因控制
程序性細胞死亡
（三）細胞凋亡的過程（3階段）
核膜____________，染色體___________為大小不等的片段，與一些細胞器聚集后被內(nèi)折的_______________，在細胞表面形成許多泡狀和芽狀的突起，這些突起稱為_________________。
1.凋亡起始
細胞_____________，細胞連接____________，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)___________，染色體____________并沿著核膜分布，但質(zhì)膜依然完整。
2.凋亡小體形成
皺縮
消失
膨脹
固縮
破裂
斷裂
質(zhì)膜包圍
凋亡小體
在細胞凋亡過程中，質(zhì)膜始終_____________，細胞內(nèi)含物_____________到細胞外，因此不引發(fā)機體的_________________。
3.細胞解體
凋亡小體逐漸與細胞___________，脫落至細胞間隙，最終被周圍的細胞____________________。
分離
吞噬并消化
未破裂
不泄漏
炎癥反應
細胞凋亡現(xiàn)象也廣泛存在于_______________________進程中，如導管的分化、通氣組織的形成等。植物細胞凋亡的最大差異在于死亡細胞的殘余物被__________________在原位，不是被周圍細胞吞噬，而是被自身液泡中的__________________。
比較植物與動物細胞凋亡
植物正常的發(fā)育
細胞壁固定
水解酶消化
方式
細胞凋亡
細胞壞死
原因
范圍
細胞膜
細胞器
細胞體積
細胞凋亡和細胞壞死的比較
正常生理變化
病理性變化或劇烈損傷
多為單個細胞
內(nèi)陷
破損
收縮變小
腫脹變大
大片組織或成群細胞
無明顯變化
腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)崩解
凋亡小體
DNA的變化
調(diào)節(jié)過程
炎癥反應
對機體的影響
有，被鄰近細胞吞噬，消化
有規(guī)律的降解成大小不同的片段
受到基因調(diào)控
被動進行
釋放細胞內(nèi)容物，引發(fā)炎癥
無，細胞自溶，殘余被吞噬細胞吞噬
隨即斷裂
不釋放細胞內(nèi)容物，無
炎癥反應
對機體有利
對機體有害
二、細胞凋亡具有積極的生物學意義
1.生物體在生命活動過程中會不斷地產(chǎn)生許多________________，通過啟動細胞凋亡程序，可及時__________完成正常使命的衰老細胞。
衰老的細胞
清除
2.生物體內(nèi)一些_______________的細胞和某些早期的___________也可以通過細胞凋亡的方式被清除掉。這是機體利用細胞凋亡進行________________的一種機制。
被病毒感染
腫瘤細胞
自身保護
3.機體內(nèi)的_________________通過細胞凋亡與細胞增殖這兩個既相互對立又相互協(xié)調(diào)的過程，來維持其________________的相對穩(wěn)定，以避免_________________過分生長或萎縮。
器官和組織
細胞數(shù)目
器官和組織
4.在個體發(fā)育過程中，_______________________會發(fā)生凋亡，以清除這些___________________，這對個體的正常發(fā)育是有利的。
特定部位的細胞
"多余"細胞
5.細胞凋亡是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，貫穿于個體生長、___________________________的全過程。
發(fā)育、衰老和死亡
三、細胞凋亡異常影響人類健康
2.細胞凋亡與_________________的調(diào)控作用密切相關(guān)，從分子機制上研究細胞凋亡，可以更加有效地治療與細胞凋亡異常相關(guān)的疾病。
1.細胞凋亡不足或凋亡過度都會導致相關(guān)疾病。
____________的發(fā)生與細胞凋亡不足有關(guān)，______________________、______________________等與細胞凋亡過盛有關(guān)。
腫瘤
阿爾茨海默病
再生障礙性貧血
某些基因
三、學業(yè)檢測與鞏固練習
1.下列關(guān)于人體細胞衰老、凋亡和癌變的敘述，錯誤的是（
）
A.癌細胞具有無限增殖的特點
B.在胚胎發(fā)育過程中也會出現(xiàn)細胞凋亡
C.正常細胞的衰老凋亡必將使個體衰老死亡
D.衰老細胞核體積不斷增大，核膜不斷向內(nèi)折疊
C
提示：癌細胞具有無限增殖的能力，A正確；在胚胎發(fā)育過程中也會出現(xiàn)細胞凋亡，B正確；多細胞生物細胞的衰老和個體的衰老是不同步的，正常細胞的衰老凋亡不一定導致個體衰老死亡，C錯誤；衰老細胞細胞核體積不斷增大，核膜不斷向內(nèi)折疊，D正確。
2.脊椎動物在胚胎發(fā)育中會產(chǎn)生過量的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元"爭奪"并利用一些特殊細胞所分泌的神經(jīng)生長因子，只有接受了足夠量神經(jīng)生長因子的神經(jīng)元才能生存，并與特殊細胞建立連接，其他的則發(fā)生凋亡（見下圖）。請回答∶
（1）神經(jīng)元接受神經(jīng)生長因子，體現(xiàn)了質(zhì)膜的哪些功能?只有接受了足夠量神經(jīng)生長因子的神經(jīng)元才能生存下來，說明了什么?
提示：體現(xiàn)了質(zhì)膜維持正常的生命活動，保持相對穩(wěn)定。在個體發(fā)育過程中，特定部位細胞會發(fā)生凋亡，以清除這些多余，這對個體的正常發(fā)育是有利的。
（2）某些神經(jīng)元沒有接受足夠量的神經(jīng)生長因子，發(fā)生細胞凋亡。在細胞凋亡的過程中神經(jīng)元的質(zhì)膜等結(jié)構(gòu)發(fā)生哪些變化?凋亡的神經(jīng)元最終的去向是什么?
提示：質(zhì)膜始終未破裂，細胞內(nèi)含物不遺漏到細胞外，核膜破裂，染色體斷裂，細胞器聚集后內(nèi)折的質(zhì)膜包圍，形成凋亡小體。
凋亡神經(jīng)元最終被周圍的細胞吞噬并消化。
（3）如果人體內(nèi)該死亡的細胞沒有死亡，而不該死亡的細胞大批死亡，人就可能罹患有關(guān)疾病。癌細胞被稱為"不死"的細胞，請結(jié)合細胞凋亡的機理，對如何治療癌癥進行合理的設(shè)想。
提示：針對細胞凋亡的不同關(guān)系，采取抑制或增強細胞凋亡的措施治療。
3.在胚胎發(fā)育的早期，我們的手是呈球拍狀的。后來隨著胚胎的發(fā)育才出現(xiàn)了彼此分開的五指（見下圖）。
（1）在人手的發(fā)育過程中，細胞主要發(fā)生了哪些自然變化?在以后的胎兒發(fā)育和成人階段還會發(fā)生這些變化嗎?
（2）在此過程中，細胞凋亡有哪些積極的生物學意義?
提示：手形成過程中，手指之間細胞的死亡屬于細胞凋亡。細胞凋亡存在于整個生命過程中。
提示：機體內(nèi)的器官和組織通過細胞凋亡與細胞增殖這兩個既相互對立又相互協(xié)調(diào)的過程，來維持其細胞數(shù)目的相對穩(wěn)定，以避免器官和組織過分生長或萎縮。在個體發(fā)育過程中，特定部位的細胞會發(fā)生凋亡，以清除這些"多余"細胞，這對個體的正常發(fā)育是有利的。
（3）科學家以酵母菌等為材料研究了細胞自噬現(xiàn)象。細胞自噬與細胞凋亡、細胞衰老一樣，是十分重要的生物學現(xiàn)象，參與生物的生長發(fā)育等多個過程。查閱資料，了解細胞自噬與細胞凋亡等有關(guān)的研究進展及其意義。
提示：細胞凋亡是指細胞經(jīng)歷了一個細胞周期后衰老并死亡，數(shù)正常生理現(xiàn)象；壞死指的是在受到猛烈刺激后細胞功能喪失，是有害的。細胞自噬是指從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的無核糖體附著區(qū)脫落的雙層膜包裹部分胞質(zhì)和細胞內(nèi)需降解的細胞器、蛋白質(zhì)等成分形成自噬體，并與溶酶體融合形成自噬溶酶體，降解其所包裹的內(nèi)容物，以實現(xiàn)細胞本身的代謝需要和某些細胞器的更新。
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《細胞凋亡是自然的細胞死亡方式》教學設(shè)計
課題
第四節(jié)
細胞凋亡是自然的細胞死亡方式
單元
第五章
學科
生物
年級
高一
學習目標與核心素養(yǎng)
分析細胞凋亡的研究資料，描述在正常情況下，細胞凋亡是一種自然的生理過程。簡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系，崇尚健康文明的生活方式，擔負起健康中國的促進者和實踐者的社會責任。1.文化基礎(chǔ)：細胞凋亡的探究歷程和原理。2.自主發(fā)展：通過細胞凋亡得到探究歷程和原理，闡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系。3.社會參與：闡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系，崇尚健康文明的生活方式，擔負起健康中國的促進者和實踐者的社會責任。
重點
細胞凋亡得到探究歷程和原理，闡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系。
難點
細胞凋亡得到探究歷程和原理，闡述細胞凋亡與人類健康的關(guān)系。
教學過程
教學環(huán)節(jié)
教師活動
學生活動
設(shè)計意圖
導入新課
"花隨玉指添春色，鳥逐金針長羽毛。"這一詩句生動描述了繡花藝人纖纖十指飛針走線、刺繡作品栩栩如生的畫面。很難想象，在胚胎發(fā)育初期，我們的手曾經(jīng)是球拍狀的。隨著胚胎的繼續(xù)發(fā)育，位于指間部位的細胞死亡，才出現(xiàn)了彼此分開的五指。細胞是如何死亡的?細胞死亡與細胞凋亡是怎樣的關(guān)系?細胞凋亡對生物體有什么意義?
課前查閱資料，看圖片，思考
提出問題，引導學生思考問題，解決問題，導入新課，激發(fā)學習興趣。
一、細胞凋亡是程序性細胞死亡生物體在生長發(fā)育過程中，既需要通過______________不斷產(chǎn)生____________，同時也需要通過細胞凋亡（apoptosis）_____________不需要的或異常的細胞。在正常情況下，細胞凋亡是一種______________________過程。（一）經(jīng)典再現(xiàn)：細胞凋亡機制的實驗研究1.20世紀
60—70年代，科學家在許多正常組織中觀察到有些_____________，但不傷及其他細胞，就像樹葉或花的自然凋落一樣。2.1972年，澳大利亞病理學家克爾（J.
Kerr）等3位科學家首次提出了____________的概念。3.1966
年，美國科學家桑德斯（JSaunders）在研究雞胚發(fā)育過程中發(fā)現(xiàn)，_______發(fā)育到一定階段時，_____________死亡并最終形成具有______________。在此發(fā)育階段之前，無論把這些____________到雞胚的哪一部位，這些細胞仍按時死亡。即使將這些細胞_______________，在營養(yǎng)等條件適宜的情況下，依然如此。4.1986年，美國科學家霍維茨（R.
Horvitz）研究發(fā)現(xiàn)，秀麗隱桿線蟲的__________由
15個基因共同控制，其中2個基因____________，4個基因____________，7個基因與凋亡細胞_____________有關(guān)，2個基因_________________有關(guān)。分析討論1：說明細胞凋亡在個體發(fā)育過程中的意義。你還能舉出哪些細胞凋亡的例子?
提示：細胞凋亡能維持多細胞生物體中細胞數(shù)目的相對穩(wěn)定；細胞凋亡是生物體正常發(fā)育的基礎(chǔ)
；細胞凋亡是機體的自我保護機制。在胎兒時期，手部細胞凋亡使五指分開，尾部細胞凋亡使尾巴消失，衰老細胞凋亡使生物體更新，減少腫瘤發(fā)生。蝌蚪的尾巴就是靠凋亡消除一些生物發(fā)育成熟后的一些不再需要的結(jié)構(gòu)。分析討論2：分析導致細胞凋亡的因素可能有哪些。提示：細胞凋亡是由基因控制的，有基因控制酶的合成、激素等調(diào)控細胞程序性死亡。5.將蝌蚪的尾切下進行_____________，尾仍可正常存活一段時間;向培養(yǎng)基中加入適量_______________，尾會像在蝌蚪活體上一樣發(fā)生退化。另外，在發(fā)育早期將蝌蚪的____________________，蝌蚪將不再進行變態(tài)發(fā)育，而是長成一只大蝌蚪。分析討論3：資料3中的實驗設(shè)計符合怎樣的實驗設(shè)計原則?這種科學研究的基本思路和方法對你有何啟發(fā)?提示：細胞凋亡是由基因控制的，有基因控制酶的合成、激素等調(diào)控細胞程序性死亡。細胞凋亡的概念在生物個體生長發(fā)育過程中，由_____________的按照一定程序發(fā)生的細胞死亡，因而細胞凋亡屬于_________________（programmed
cell
death，PCD）。細胞凋亡的過程（3階段）凋亡起始
細胞皺縮，細胞連接消失，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膨脹，染色體固縮并沿著核膜分布，但質(zhì)膜依然完整。凋亡小體形成
核膜破裂，染色體斷裂為大小不等的片段，與一些細胞器聚集后被內(nèi)折的質(zhì)膜包圍，在細胞表面形成許多泡狀和芽狀的突起，這些突起稱為凋亡小體。3.細胞解體
凋亡小體逐漸與細胞分離，脫落至細胞間隙，最終被周圍的細胞吞噬并消化。在細胞凋亡過程中，質(zhì)膜始終未破裂，細胞內(nèi)含物不泄漏到細胞外，因此不引發(fā)機體的炎癥反應。比較植物與動物細胞凋亡細胞凋亡現(xiàn)象也廣泛存在于植物正常的發(fā)育進程中，如導管的分化、通氣組織的形成等。植物細胞凋亡的最大差異在于，死亡細胞的殘余物被細胞壁固定在原位，不是被周圍細胞吞噬，而是被自身液泡中的水解酶消化。二、細胞凋亡具有積極的生物學意義1.生物體在生命活動過程中會不斷地產(chǎn)生許多________________，通過啟動細胞凋亡程序，可及時__________完成正常使命的衰老細胞。2.生物體內(nèi)一些_______________的細胞和某些早期的___________也可以通過細胞凋亡的方式被清除掉。這是機體利用細胞凋亡進行________________的一種機制。3.機體內(nèi)的_________________通過細胞凋亡與細胞增殖這兩個既相互對立又相互協(xié)調(diào)的過程，來維持其________________的相對穩(wěn)定，以避免_________________過分生長或萎縮。4.在個體發(fā)育過程中，_____________會發(fā)生凋亡，以清除這些___________________，這對個體的正常發(fā)育是有利的。5.細胞凋亡是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，貫穿于個體生長、________________的全過程。三、細胞凋亡異常影響人類健康1.細胞凋亡不足或凋亡過度都會導致相關(guān)疾病。2.細胞凋亡與_________________的調(diào)控作用密切相關(guān)，從分子機制上研究細胞凋亡，可以更加有效地治療與細胞凋亡異常相關(guān)的疾病。三、學業(yè)檢測與鞏固練習1.下列關(guān)于人體細胞衰老、凋亡和癌變的敘述，錯誤的是（
C
）A.癌細胞具有無限增殖的特點B.在胚胎發(fā)育過程中也會出現(xiàn)細胞凋亡C.正常細胞的衰老凋亡必將使個體衰老死亡D.衰老細胞核體積不斷增大，核膜不斷向內(nèi)折疊提示：癌細胞具有無限增殖的能力，A正確；在胚胎發(fā)育過程中也會出現(xiàn)細胞凋亡，B正確；多細胞生物細胞的衰老和個體的衰老是不同步的，正常細胞的衰老凋亡不一定導致個體衰老死亡，C錯誤；衰老細胞細胞核體積不斷增大，核膜不斷向內(nèi)折疊，D正確。
【學習活動一】學生閱讀課本P136—138，分析分析細胞凋亡的研究資料，描述在正常情況下，細胞凋亡是一種自然的生理過程。小組討論，回答相關(guān)問題。【學習活動二】學生閱讀課本P137—138，分析凋亡概念和過程。表格分析填寫【學習活動三】學生閱讀課本P139—140，分析凋亡生物學意義。根據(jù)所學，完成相關(guān)練習
通過閱讀，了解細胞凋亡的特點，讓學生對認同凋亡機制探究。通過活動、討論，提升學生對分析和歸納總結(jié)的能力，通過小組交流、研討，提升學生語言表達能力。了解細胞凋亡概念和過程，提高學生閱讀和概括能力。通過對比，提高學生獲取信息和歸納能力。通過細胞凋亡與人類健康的關(guān)系，崇尚健康文明的生活方式，擔負起健康中國的促進者和實踐者的社會責任。回顧舊知，鞏固和應用所學知識。
課堂小結(jié)
1.細胞凋亡是由基因控制的按照一定程序發(fā)生的細胞死亡，屬于程序性細胞死亡。2.細胞凋亡3階段，凋亡起始、凋亡小體形成、細胞解體。3.細胞凋亡生物學意義：清除衰老細胞、清除病毒、清除腫瘤細胞、避免器官和組織萎縮、清除多余細胞。4.細胞凋亡異常影響人類健康。
板書
細胞凋亡是自然的細胞死亡方式細胞凋亡是程序性細胞死亡細胞凋亡具有積極的生物學意義細胞凋亡異常影響人類健康
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