必修1細胞與分子教案
第四節細胞核
必修1 細胞與分子
第二章 細胞的結構 第四節細胞核
一、教材分析
本節內容是浙科版必修1《分子與細胞》第二章《細胞的結構》第四節的內容，包括細胞核的結構和功能，動植物細胞的比較等。在學習了細胞膜、細胞質、細胞壁等結構和功能之後，學生對細胞的結構功能已經有了一定的認識，為細胞核的學習奠定了基礎。本節內容是細胞結構的最後一部知識，學習了細胞核的知識，學生對細胞的結構會有更全面的認知，確立了生物體結構與功能，局部與整體，多樣性與共同性相統一的辯證觀點。同時，為第三章細胞的代謝，第四章細胞的增殖與分化做好知識的鋪墊。
二、學情分析
經過前面的學習，學生對細胞的基本結構有了初步的認識，本節內容是細胞結構的總結，激發學生學習的興趣。由於細胞核知識比較抽象，在中以具體的實例，結合多媒體，形象直觀的展現細胞核結構圖示，有利於學生的理解。本節課進行了多個實驗探究，分析細胞核的功能，活躍課堂氣氛，也加深了學生對知識的理解，提高學生探究學習的能力。
三、目標：
1．知識目標：①概述細胞核的結構和功能。
②比較動植物細胞結構。
2．能力目標：①學會運用模型的方法清晰圖示細胞的結構。
②學會綜合運用、分析、歸納、綜合等科學思維方法。
③學會運用實驗探究的方法學習。
3．情感目標：①認同細胞核是細胞生命系統的控制中心
②確立生物體結構與功能，局部與整理，多樣性與共同性相統一的辯證觀點。
③培養學生團結協作的學習態度。
四、重點難點
1．教學重點：細胞核的結構和功能；比較動植物細胞結構。
2．教學難點： 細胞核是細胞生命系統的控制中心
通過實驗探究，比較分析，得出結論，理解細胞是生命系統的控制中心。
五、課前準備
多媒體課件、
六、教學過程
教學流程教師活動學生活動教學意圖
引入新課：比較真核細胞和原核細胞的區別
第四節細胞核
一、細胞核的功能
1、細胞核控制着細胞的遺傳
2、細胞核控制着細胞的遺傳
二、細胞核的結構
三、原核細胞和真核細胞的比較【創設情景】植物細胞圖片和細菌圖片，要求學生觀察比較兩者的不用，同時説出細胞內各結構的名稱。（既是對細胞壁、細胞膜、細胞質等知識的複習，又能從兩者的區別引出細胞核。）
【講述】原核細胞和真核細胞最主要的區別是有無細胞核，以及細胞核中結構的區別，等我們學完這節課之後，再來完成兩者細胞核的不同之處。
展示三種細胞：植物成熟篩管細胞，人的成熟紅細胞、橫紋肌細胞
細胞核是細胞中最大的細胞器，一般而言，1個細胞有1個細胞核，少數細胞有多個細胞核，極少數細胞沒有細胞核。
【提問】細胞核在細胞中發揮什麼作用呢？
資料一：多莉羊的培育過程，使學生對細胞核的功能有初步的認識。
多莉的介紹：1997年2月22日， 英國生物遺傳學家維爾穆特成功地克隆出了一隻羊。克隆 羊“多莉”的誕生震驚了世界。克隆是英語Clone的音譯，指人工誘導的無性繁殖。 動物克隆試驗的成功在細胞工程方面具有劃時代的意義。但是多莉在6歲多的時候就出現早衰現象，在2003年2月15日死亡，
多莉的死亡引起了人們對克隆動物健康的關注，對克隆技術發展的再思考。
【提問】多莉最像哪隻羊？為什麼？
從多莉的培育過程，你得出什麼結論？
實驗探究：驗證細胞核控制着細胞的遺傳
實驗目的：驗證細胞核控制着細胞的遺傳。
實驗材料：傘藻（傘形帽和花朵帽）
實驗設計思路：
傘藻的介紹：傘藻(Acetabularia)是海生綠藻，高5cm～7cm，基部有假根，莖頂有傘狀“生殖器官”。表面看來，傘藻像根、莖、葉俱全的高等植物，其實它只是一個細胞(圖14－3)，它的細胞核通常位於假根中。傘藻的再生能力很強，切去傘可再生一個傘，切去傘和假根，剩下的無核的莖有時也能再生新傘和假根，甚至再生兩個新傘。這是因為無核的莖中貯存有mRNA分子，能合成蛋白質，因而能再生新的傘和假根，但最終總要死去。（假根起着固着器，沒有疏導組織）
依據學生的設計思路，以圖示來表示：
【小結】傘藻的嫁接實驗説明細胞核控制着細胞的遺傳。
資料二：變形蟲實驗
【提問】變形蟲實驗得出什麼結論？
【小結】通過以上的實驗，我們得出結論，細胞核是細胞進行生命活動所必需的。
【講述】結構與功能相適應，那麼細胞核的結構是如何呢？
【提問】大家閲讀課本，思考：細胞核由哪些結構組成和相應的功能？
【追問】染色質和染色體有什麼聯繫？
【小結】細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心
【提問】那麼原核細胞中核區的功能與真核細胞的細胞核是否一樣？結構又有什麼不同呢？
（根據學生的回答，完成表格。）
學生觀察，回憶，説出各結構名稱，同時通過比較，得出兩者的區別。
植物細胞：有細胞核和各種細胞器，為真核細胞
細菌細胞：沒有細胞核，只有核區，只有核糖體，為原核細胞。
通過觀察，發現不同的細胞，細胞核的個數不一樣。
學生觀察多莉的培育過程，回答：多莉最像B母羊。因為B母羊提供細胞核；得出的結論是細胞核控制着細胞的遺傳。
學生通過討論，提出設計思路：
嫁接實驗
１、切開
２、重組
學生觀察，並回答：
結論：細胞核控制着細胞的代謝。
學生通過閲讀，回答：細胞核包括：核膜（2層膜，有核孔，是大分子物質出入的通道）、核仁（與核糖體的形成有關），染色質（由DNA和蛋白質組成，是遺傳物質的主要載體）
染色質與染色體是同種物質在不同時期的兩種不同的存在形式。
核區的功能是細胞遺傳和代謝的控制中心；
在結構上，核區沒有核膜、核仁，只有裸露的DNA，沒有染色體。
培養學生觀察、比較、分析的科學思維能力。
通過比較突出細胞核的重要性，自然的引出本節課的主題：細胞核。
用一個學生都熟悉，但又不能完全理解的一個實例，激發學生的學習興趣，同時也引出細胞核的功能，進入下一個教學環節。
將課本中的知識以實驗探究的形式呈現，一方面使學生建立實驗探究的意識；另外，該實驗內容來自課本，降低了實驗設計難度，適合高二學生。
以變形蟲的實驗引出細胞核的另一個功能。
結構與功能相適應，從細胞核的功能過渡到細胞核的結構。
細胞核的結構屬於瞭解層次，所以由學生閲讀課本歸納。
從實驗現象得出實驗結論，再對結論進行應用。
首尾呼應，突出課堂設計的嚴密性。
七、知識結構
第二章 第四節 細胞核
一、細胞核的功能
1、控制着細胞的遺傳
2、控制着細胞的代謝
二、細胞核的結構
外膜
核膜 內膜
核孔： 大分子物質進出細胞核的通道
核仁：與核糖體的形成有關
染色質： DNA 遺傳物質的主要載體
蛋白質
染色體
三：原核細胞和真核細胞的比較
內環境與穩態
內環境與穩態
【目的】
理解內環境的知識；理解體內細胞物質交換是通過內環境而實現的；理解內環境穩態的概念及其意義。
【重點難點】
重點：穩態的概念及其意義。
難點：穩態的概念。
【過程】
1、內環境
（1）內環境的概念
（2） 內環境的組成和關係
內環境是細胞外液構成的體內細胞賴以生存的液體環境。體內細胞和內環境之間可以進行物質交換。血漿中的水分和一切能透過毛細血管壁的物質都可以通過毛細血管壁進入組織細胞間隙形成組織液，絕大部分組織液可以通過毛細血管壁又回到血漿中，小部分組織液可透過毛細淋巴管形成淋巴；淋巴液經淋巴循環到達左右鎖骨下靜脈回到血液中。
2、穩態的概念
（1）緩衝物質
概念
組成
作用
（2）穩態概念
（3）意義
【疑難辨析】
一、體內細胞的氣體交換
（一）單細胞動物的氣體交換 直接與環境進行氣體交換
（二）多細胞動物的氣體交換 通過呼吸系統和內環境而實現的。
包括：1、外呼吸
2、氣體在血液中的運輸
3、內呼吸
二、體內細胞與外界的物質交換
與新陳代謝直接有關的四個系統是循環、呼吸、消化、泌尿系統。 但其他各種器官、系統與新陳代謝也都有一定的關係，例如：內分泌、神經系統對新陳代謝起着調節作用。
三．尿液的形成：
⑴腎小球的過濾作用 將血液過濾,形成原尿(每日約150----180升); ⑵ 腎小管的重吸收作用 將原尿中對人體有用的物質重新吸收回血液，剩餘物為尿液（含尿素、水和部分無機鹽）, 排尿不僅是排出廢物，而且對調節體內水和無機鹽的含量，使內環境成分保持相對穩定起重要作用。
四．排泄和泌尿的區別：排泄是將體內代謝終產物排出體外的過程。代謝終產物是指含氮廢物（如尿素、尿酸等）、二氧化碳、代謝中產生的多餘的水分和無機鹽。
排泄有三條途徑：人體中除二氧化碳以外的大部分代謝終產物通過泌尿系統排出體外；二氧化碳的排出是由呼吸系統完成的，同時也排出了少量的水分；出汗也是一種排泄方式，可排出少量的水、無機鹽和尿素，並且出汗還具有調節體温的作用。
由此可知泌尿是一種排泄途徑，但排泄的概念遠比泌尿為大。此外，糞便的主要成分是食物殘渣，故排糞不能稱作為排泄，而稱作排遺
【練習】
1人體中佔體液總量百分比最大的是 （ ）
A.細胞內液 B.細胞外液 C.血液 D.淋巴液
2在下列物質中，不屬於人體內環境組成成分的是 （ ）
A.血液和組織液 B.組織液和淋巴 C.淋巴和血液 D.血漿
3毛細淋巴管壁由單層上皮細胞組成，這層細胞所生活的具體內環境是 （ ）A.淋巴 B.組織液 C.血漿 D.淋巴和組織液
4血漿中的水自 （ ）
A.組織液、細胞液 B.消化道、組織液、淋巴
C.淋巴、組織液 D.血漿、消化道
5脂類物質被小腸絨毛上皮細胞吸收後，輸送到各部分組織細胞，依次經過的內環境是（ ） ①血漿②組織液③淋巴
A。①③② B。②③① C。①② D。②③①②
6下列各項中，是血液中一對緩衝物質的是 （ ）
A.H2CO3/NaHCO3 O3/Na2CO3 3/NaNO3
7圖是人體內細胞與內環境物質交換示意圖,請據圖回答:
(1)指出圖中各部分的名稱:① ;② ;③ ;④
(2)組成內環境成分的是圖中標號 .
8圖是高等動物體內細胞與外界進行物質交換圖。
（1）圖中虛線內物質總稱為其中A代表 ，B代表 ，C代表
（2）填寫圖中D、E系統的名稱：D ；E ；
9運動員在劇烈運動時，肌肉中產生大量的乳酸和碳酸等物質，並且進入血液，但血液中的PH值始終在7.35-7.45之間,請分析原因 。
細胞的類型和結構
學習目標
1.區別原核細胞與真核細胞。
2.概述細胞膜和細胞核的結構和功能。
3.説明主要細胞器的結構和功能。
學習提示
細胞膜、細胞核以及各種細胞器的結構和功能是本節的重點。
一、原核細胞和真核細胞
1.原核細胞
原核細胞最主要的特徵是沒有由膜包圍的細胞核，遺傳物質集中存在於細胞的一個或幾個區域中，這些 區域中物質密度較低，但與周圍高密度的細胞質無明確的分界，把這種低密度區稱擬核。大多數原核細胞體積較小，平均只有1～10μm，但支原體、立克次體要更 小一些，只有0.2～0.3μm，原核細胞也有大的，如藍藻中的顫藻，其細胞直徑可達60μm。原核細胞的形態結構較簡單，內含有細胞質和擬核，外面包有細胞膜，多數在細胞膜外還有一層硬的細胞壁，使細胞保持一定形狀，大多數原核細胞其細胞中沒有由膜隔開的特化區域，但含有高密度的核糖體顆粒。
2.真核細胞
真核細胞最主要的特點，是細胞內由膜把細胞區分成了許多功能區。最明顯的是含有由膜包圍的細胞核，此 外還有由膜圍成的細胞器，如線粒體、葉綠體等。
二、細胞膜和細胞 壁
1.細胞膜的化學成分
細胞膜主要含有脂類和蛋白質兩大類物質，蛋白質約佔膜乾重的20%～70%，脂類約佔30%～80%，各種膜所含的蛋白質與脂類的比例同膜的功能有關，機能活動較旺盛的膜，其蛋白質含量高，因為膜的功能活動主要由蛋白質來承擔。此外，細胞膜還含有10%的糖類，但糖類均和膜蛋白或膜脂結合成糖蛋白或 糖脂，分佈於細胞膜的外表面。
2.細胞膜的結構
兩層磷脂分子（磷脂雙分子層）構成了細胞膜的基本骨架，磷脂雙分子層的表面是磷脂分子的親水端，內部是磷脂分子疏水的脂肪酸鏈。磷脂雙分子層有屏障作用，使膜兩側的水溶性物質不能自由通過，這對細胞正常結構和功能的保持是很重要的，蛋白質分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中。細胞膜的內外表面上，脂類和蛋白質分佈不均衡，這也反映了膜兩側的功能不同。
3.積極思維：人細胞與鼠細胞為什麼能融合
細胞融合又稱細胞雜交，真核生物的體細胞經過培養，兩個或多個細胞融合成一個雙核或多核細胞的現象，稱為融合。動物細胞融合一般要用滅活的 病毒或化學物質做誘導劑來形成雜交細胞。1970年，和in做了人鼠細胞融合實驗，他們用結合有綠色熒光染料的專一抗體 標記在培養的鼠細胞表面，而將培養的人體細胞，用結合有熒光染料的專一抗體進行了標記，用滅活的仙台病毒誘導融合後，最初一半顯紅色，一半顯綠色，但37°C，40分鐘以後，兩種標記物完全混勻。
該實驗反映了細胞膜具有一定的流動性，即活細胞的細胞膜總是處於流動變化之中，磷脂分子和蛋白質分子均可做側向流動。
4.細胞膜的功能
細胞膜是細胞進行生命活動的重要結構基礎。它能夠有選擇地允許物質 通過擴散、滲透和主動運輸等方式出入細胞，從而保證 細胞正常代謝的進行，此外，大多數細胞膜上還存在激素的受體、抗原結合點以及其他有關細胞識別的位點，所以細胞膜在激素作用、免疫反應和細胞通訊等過程中起着重要作用。
5.細胞壁
植物細胞的細胞膜之外還有細胞壁，它是無生命的結構，其組成成分是纖維素和果膠，都是細胞分泌的產物，細胞壁的功能是支持和保護，同時還能防止細胞吸脹而破裂 ，保持細胞正常的形態。
二、細胞質和細胞器
1.細胞質基質
在細胞質基質中含有水、無機鹽離子、脂類、糖類、蛋白質、氨基酸和核苷酸等物質，還有很多種酶，為生命活動提供了所需要的物質、如ATP、氨基酸和核苷酸等，也提供了一定的環境條件，是生物體進行新陳代謝的主要場所。此外細胞質基質還能影響細胞的形狀、分裂和運動，以及細胞器的運轉。
2.細胞器
（1）線粒體
線粒體是各類真核細胞中廣泛存在的一種細胞器，一般呈條形或粒狀，但在不同生理條件下，其形態有所不同，線粒體體積大都與細菌近似，不同細胞線粒體含量有所不同，一般説來，動物細胞中比植物細胞要多，同一細胞不同生理狀態，線粒體數量也不同。線粒體最外面的膜是外膜，外膜對各種物質的通透性很高，內膜對各種物質的通透性很低，內膜上有多種與有氧呼吸有關的酶，基質中除了有各種酶之外 ，還有小的核糖體和環狀DNA等。
（2）液泡
液泡是細胞質 中由單層膜圍成的充滿水液的泡，普遍存在於植物細胞中。原生動物的伸縮泡也是一種液泡，年幼的細胞只有很少的分散的小液泡，成熟植物細胞有中央大液泡，液泡中的液體成為細胞液 ，其中溶有無機鹽、氨基酸、糖類以及各種色素，特別是花青素等，細胞液是高滲，所以植物細胞才能經常處於吸脹飽滿的狀態，細胞液中的花青素與植物顏色有關，花、果實和葉的紫色、深紅色都決定於花青素。
（3）葉綠體
葉綠體是發現最早的細胞器，葉綠體的形態、數目、大小隨不同植物和不同細胞而不同，生長在不同環境中的植物，葉綠體大小不一樣，背陰區的植物與向陽區的植物相比，葉綠體體積要大，葉綠 素含量也多。葉綠體由雙層膜構成，內部有基質，基質中有由膜圍成的扁囊和管網，成為類囊體，類囊體像一摞硬幣一樣垛疊成基粒，類囊體膜上含有葉綠素，類囊體膜上和基質中有與光合作用有關的酶，基質中有少量DNA和核糖體，能合成某些蛋白質。
（4）內質網和核糖體
細胞質內有一系列囊腔和細管，彼此相通，形成一個隔離於細胞質的管道系統，就是內 質網。內 質網向內與核被膜的外膜相通，兩層核膜間的腔就是內質網腔的一部分。內質網的結構和細胞膜一樣，也是以脂類雙分子層為基礎的。內質網分為滑面內質網和粗麪內質網兩種，滑面內質網的膜上沒有核糖體顆粒，這種內質網比較少見，但在與脂類代謝有關的細胞中卻很多。粗麪內質網的膜上附有核糖體顆粒，核糖體是細胞合成蛋白質的場所，所以粗麪內質網的功能是合成並運輸蛋白質。除附着在內質網上的核糖體外，細 胞質中還有遊離的核糖體，兩種核糖 體在合成蛋白質時有所分工，輸出細胞外的蛋白質，如分泌粒等都是在內質網上的核糖體上合成，存留在細胞質中的蛋白質，如各種膜中的結構蛋白是在遊離的核糖體上合成的。
（5）高爾基體
1898年，意大利醫生高爾基用銀染法顯示出，貓頭鷹和貓的小腦蒲金野氏細胞（一種神經細胞）中有一種網狀結構，當時高爾基將其定名為內網器，後人為了紀念他，改名為高爾基體。
高爾基體最基本的成分是由單層膜圍成的扁囊，扁囊的邊緣部分為分支的小管和圓泡。高爾基體的主要功能之一是形成和包裝分泌物，分泌顆粒通過外排作用被輸往細胞外。有些蛋白質的合成是先形成無生物活性的前體物，這種前體物要經過高爾基體加工才能活化。植物細胞含有纖維素和果膠的細胞壁物質也是在高爾基體中合成的。在植物細胞分裂過程中，高爾基體形成了多糖，並加以包裝 形成高爾基小泡，移至赤道面上，相互融合為細胞板，細胞板中所含的細胞壁物質形成了細胞壁。
（6）中心體
中心體是1888年首先由Boveri發現的。動物細胞和幾種原始藻類細胞，在核的附近有兩個（或多個）圓管狀的短筒結構，稱為中心粒。中心體由中心粒及中心粒周圍物質共同組成。中心粒由9組三聯體微管圍 成的圓筒狀結構，一個細胞中成對的兩個中心粒總是在一端相互垂直排列。中心粒的功能是形成鞭毛和參加有絲分裂。中心粒在細胞內具有自我裝配能力。在分裂後的子細胞中，一對中心粒在一端互相垂直排列。G1時期，兩個中心粒略微分開，到將進入S期時，在每一中心粒的近端附近出現一短的中心粒，稱為前中心粒。到分裂前期，前中心粒延長，從而形成兩對成熟的中心粒。其中一對中心粒向另一極移動，與另一對中心粒逐漸分開，在前期末移到核的對側，這樣，便確定了細胞的兩極。
四、邊做邊學：使用高倍顯微鏡觀察細胞結構討論
1.細胞質中的葉綠體不是靜止不動的，因為細胞質時刻處於流動狀態，它會隨細胞質的流動而運動。
2.葉綠體呈扁平的橢球形或球形，可以減少運動時的阻力，有利於葉綠體的運動。葉綠體在細胞質中 散亂地分佈，相互不重疊，有利於每個葉綠體充分接受光照，在不同光照條件下，葉綠體可以運動，改變橢球體的方向，這樣既能接受較多的光照，又不至於被強光灼傷。在弱光下，葉綠體以其橢球體的側面朝向光源，在強光下，以其橢球體的正面朝向光源。
五、細胞核
1.細胞核的形態
細胞核大多呈球形或卵圓形，但也隨物種和細胞類型的不同有很大差別，在哺乳動物中嗜中性白細胞的核為多葉形，而平滑肌的細胞核則為桿狀。
2.細胞核的結構
細胞核的最外圍是一雙層膜結構，稱為核膜，在核膜外層的表面上有顆粒狀的核糖體，有合成蛋白質的功能，核膜並不是完全連續的，有許多部位，核膜內外兩層互相連接，形成了穿過核膜的小孔，稱為核孔。核孔是核內物質與細胞質進行物質交換的重要通道。細胞進行有絲分裂時，於前期末核膜破裂，到末期核膜又重新形成。真核細胞的間期核有一個或幾個濃密的球形小體，稱為核仁，因為它較周圍的核液要濃密得多，所以在光學顯微鏡下清晰可見，核仁的形狀、大小、數目 ，因生物種類和生理狀態不同而有所不同，一般生理活動旺盛的細胞，核仁大，不太活動的細胞，核仁就小，核仁無膜包圍，核仁的功能是轉錄rRNA和組裝核糖體亞單位。在光學顯微鏡下還可以看到細胞核中有一種嗜鹼性很強的物質，稱為染色質，染色質的基本成分是DNA和蛋白質，蛋白質包括組蛋白和非組蛋白，染色質中DNA和組蛋白的重量比例很固定， 總是1∶1。在細胞分裂的間期是細絲狀的染色質，進入分裂期，高度螺旋化成為染色體。
3.細胞核的功能
細胞核在 細胞的代謝、生長和分化中，都起着重要的作用。遺傳物質主要是位於核中，它的復 制也主要在細胞核中進行，所以細胞核是細胞遺傳特性和代謝活動的控制中心，是細胞結構中最重要 的部分
知識閲讀??細胞工程研究的進展
細胞是生物體的結構單位和功能單位。細胞工程就是利用 細胞的全能性，採用組織與細胞培養技術對動、植物進行修飾，為人類提供優良品種、產品和保存珍貴物種。細胞工程主要包括體細胞融合、核移植、細胞器攝取和染色體片段的重組等。
體細胞融合是指兩個不同種類的細胞，加上融合劑，在一定條件下，彼此融合成雜交細胞，使來自兩個親本細胞的基因有可能都被表達，這就打破了遠源生物不能雜交的屏障，提供了創造新物種的可能。用這種體細胞融合的技術，如今已在動物間實現了小鼠和田鼠，小鼠和小雞，甚至於小鼠和人等許多遠源和超遠源的體細胞雜交。雖然目前動物的雜交細胞還只停留在分裂傳代的水平，不能分化發育成完整的個體，但在理論研究和基因定位上都有重大意義。而植物間的體細胞融合所得到的雜交細胞，已達到了完整的植株水平，獲得了新的雜交植物，如我們所熟悉的“西紅柿馬鈴薯”“擬南芥油菜”和 “蘑菇白菜”等。
細胞核移植對動物優良雜交種的無性繁殖具有重大意義。1981年瑞士學者伊梅恩斯等用灰鼠的細胞核注入到除去了精核和卵核的黑鼠的受精卵內，然後再將這個由黑鼠細胞質和灰鼠細胞核組成的卵體外培養4～5天，形成胚胎後再移植到白色雌鼠的子宮裏，經過21天的發育，得到的仔鼠是灰色的。説明仔鼠的性狀取決於細胞核的來源。這一技術的成功與完善對於優良家禽的無性繁殖和瀕臨絕跡的珍貴動物的傳種意義重大。
細胞分化
[目標]
1、知識目標：
①舉例説明細胞分化的概念；
②簡述細胞分化的特點及意義,描述細胞分化的過程及原因；
③列舉説明細胞全能性的概念；
④解釋細胞具有全能性的原因；
⑤描述細胞衰老的特徵, 舉例説出細胞凋亡的含義及個體衰老與細胞衰老的關係；、
⑥描述細胞癌變的原因、癌細胞的特徵和癌症的防治。
2、能力目標：
通過蒐集幹細胞的研究進展與人類的關係，學會鑑別、選擇、運用和交流信息的能力
3、德育目標：
通過對細胞增殖、分化、衰老和癌變的學習，培養學生珍惜生命的情感。
[重點與難點]
①細胞有絲分裂各時期的重要特徵；
②有絲分裂各時期DNA和染色體數量的規律性變化。
[課 時] 3課時
[教學重難點]：
1．細胞分化的概念和細胞分化的過程
2．細胞的衰老和凋亡
[教學安排]：3課時
[教學程序]：
〖引入人是由一個受精卵生長髮育而來，為何一個細胞能發育為這麼多種不同的細胞呢？這主要是 的結果。在個體發育過程中一方面通過 ，細胞的數量越來越多；另一方面，又通過 使細胞在 ， ， 上發生特異性的變化。
一．細胞分化：
1．概念：由 的細胞經 後，逐漸在 和
上形成穩定性差異，產生不同的細胞類型的過程稱為 。例如人體的骨髓幹細胞經過 可形成 ， ， ， ， 。 2．原因：細胞分化是 的結果。
[知識拓展]：細胞分化的特點：
（1）.細胞分化的持久性：發生整個生命進程中，但在胚胎時期分化程度達到最大。
（2）.細胞分化的差異性：高等生物比低等生物分化顯著；動物比植物分化顯著。
（3）.細胞分化具有相對的穩定性：一般情況下細胞分化是不可逆轉的過程。
3．細胞分化的過程中，細胞中的遺傳物質 發生變化。
4．生物體的細胞通過分化能夠增加細胞的 。具有一定 和 的細胞有機地結合在一起就形成了 。例如，植物的葉肉細胞形成 ，導管和篩管形成 ，動物和人的神經細胞形成 ，肌細胞形成 等。由多種組織形成具有一定功能的 ，再進一步形成 和 的生物體。
例1.在生物體內，細胞沒有表現出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為（ ）
A．細胞喪失了全能性； B．基因的表達有選擇性
C．不同的細胞內基因不完全相同；
D. 在個體發育的不同時期，細胞內的基因發生了變化
二．細胞的全能性
1．概念：是指植物體中單個已經分化的細胞具有發育成 的全部 ，在適宜的條件下，仍然能夠發育成 的潛能。
2．應用：（1）將離體的植物組織或細胞培育成正常植株的技術，如 ， 等。
（2）植物組織培養技術的應用：
①．原理： ．
②條件：a..離體條件下培養。
b.需要提供充足的營養物質：如無機營養、有機營養等。
c.需要添加相關的激素：如植物生長素等。
③．過程：
離體細胞的組織和細胞——??－> 愈傷組織—??—>胚狀體—>試管苗 —>新植株。
例2．胡蘿蔔的韌皮部細胞通過組織培養，能發育成新的植株。下列有關的敍述中不正確的是 （ ）
A．説明高度分化的植物細胞具有全能性 B．植物細胞的全能性得以表達要離開母體
C．新植株的形成是細胞分裂和分化的結果 D．高度分化的動物細胞也具有全能性
三．細胞的衰老和凋亡
1．細胞衰老：
（1）細胞正常的生命現象：產生——>分化——>衰老——>死亡
（2）細胞衰老最終反映在細胞的 、 和 上發生變化。例如， ,、 、 、 、 、 , 、 、 . .。
（3）通過[知識海洋]的探究實驗可知細胞的增殖能力是 的。體細胞的衰老是由
決定的以及調控細胞衰老的物質是存在於 中。
[知識拓展]：人體衰老與細胞衰老的關係？
1.單細胞生物體：細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡；
2. 多細胞生物個體總是在不斷更新着，總有一部分細胞處於衰老或走向死亡的狀態。但從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
例3．檢測某一植物組織細胞，發現分解有機物緩慢，酶的催化效率極低，則該細胞正在( )
A．分化 B．分裂 C．衰老 D．癌變
2．細胞凋亡：
（1）細胞凋亡又被稱為 。是一個主動的由 決定的 或 的過程。
（2）與細胞凋亡不同的是，細胞壞死是極端的 、 因素或嚴重的 引起的細胞損傷和死亡。在細胞壞死時， 釋放到胞外，對周圍細胞產生 ，引起 。而凋亡細胞的 沒有逸散到胞外環境去，不會導致 。
例4．下列對凋亡的敍述和理解不正確的是( )
A．蝌蚪在變態期，尾部細胞將發生凋亡，從而使其能轉變成正常的成體蛙
B．細胞的凋亡有助於消除體內衰老的細胞
C．細胞凋亡是由致病因子引發的急性損傷，引起細胞破裂，導致炎症反應
D．細胞凋亡的特徵是散在的、逐個地從正常組織中死亡和消失，機體無炎症反應
四、細胞的癌變
１、癌細胞的形成的原因：
（１）外因：
致癌因子：大致分為三類： 、 、 。
（2）內因：
人的正常細胞中存在着 基因和 基因，它們在受到致癌因子的作用時，就可能發生 ，導致細胞過度增殖，從而引發細胞癌變。
2、癌細胞的特徵：
與正常細胞相比，具有以下特徵：
①在適宜條件下，癌細胞能夠 。
（正常細胞的分裂次數只有 次）
②癌細胞沒有 。
（一般人體細胞生長到彼此接觸時，分裂活動就停止，具有接觸抑制）
③癌細胞具有 性。由於細胞膜上的 等物質減少，使得癌細胞彼此之間的 顯著降低，容易在體內 和 。
④癌細胞能夠逃避 。
（正常細胞通過細胞表面的 相互識別，）
⑤癌細胞的形態發生顯著變化。 如肌細胞梭形，癌細胞變成球形。
3、在癌症的診治
癌症的治療，目前一般採取 、 、 等方法。以後還可以通過基因治療。
[校本作業]
1、通過特定方法，科學家將小鼠和人已分化的體細胞成功地轉變成了類胚胎幹細胞。有關分化的體細胞和類胚胎幹細胞的描述，正確的是 ( A )
A.類胚胎幹細胞能夠分化成多種細胞B.分化的體細胞丟失了某些基因
C.二者功能有差異，但形態沒有差異D.二者基因組相同，且表達的基因相同
2、人胰島細胞能產生胰島素，但不能產生血紅蛋白，那麼胰島細胞中 （ C ）
A.只有胰島素基因B.比人受精卵的基因要少?
C.既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因
D.有胰島素基因和其他基因，但沒有血紅蛋白基因
3、年人皮膚色素沉積出現“老年斑”，原因是（多選） ( BC )
A.細胞呼吸速率加快B.細胞中抗氧化作用的酶活性降低?
C.細胞膜通透性改變D.紫外線照射引起色素沉積
4、關於細胞增殖、分化、衰老、死亡、癌變的敍述，不合理的是 （ C ）
A.細胞總體的衰老導致個體的衰老，但細胞衰老不等同於機體的衰老?
B.體內正常細胞的壽命受分裂次數的限制，細胞增殖受環境影響
C.細胞分化是基因選擇性表達的結果，細胞全能性的實現與分化無關?
D.脱分化與再分化都是植物組織培養的環節
5、過程中不屬於細胞分化的是 ( C )
A.B淋巴細胞形成漿細胞B.胚胎幹細胞形成神經細胞?
C.質壁分離植物細胞的復原D.蜥蜴斷尾再生
6、動物和人體內具有分裂和分化能力的細胞稱為幹細胞。對下圖的相關敍述中，錯誤的是 （ D ）
A.a過程表示幹細胞能自我更新?
B.b、c過程表示幹細胞具有分化能力?
C.a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同?
D.b過程形成的細胞可直接組成器官，供器官移植使用
7、下列關於細胞衰老的敍述中，不正確的是 （ B ）
A.細胞衰老是細胞生理生化發生複雜變化的過程?
B.白化病人的頭髮白色是頭髮基部黑色素細胞內酪氨酸酶活性降低所致?
C.衰老細胞的細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低?
D.衰老細胞內水分減少，體積變小，代謝速度減慢
8、人體的表皮細胞和神經細胞同屬外胚層細胞的後代，但它們的形態、結構和生理功能卻迥然不同。這兩種細胞的'差異是穩定不變的，它們都不能恢復到原來外胚層細胞的形態和結構，這説明 (B )
A.細胞分化具有持久性B.細胞分化一般是不可逆的?
C.細胞分化是基因選擇性表達的結果D.分化的細胞仍具有全能性
9、下列有關細胞分化的敍述，正確的是 (A )
A.種子形成幼苗與細胞的分裂和分化直接相關?
B.紅細胞的形成與基因表達有關而與細胞分化無關?
C.胡蘿蔔葉肉細胞脱分化形成愈傷組織後不再具有全能性?
D.癌細胞的產生與細胞的畸形分化無直接關係
10、下列有關細胞癌變的敍述，錯誤的是 ( B )
A.細胞癌變後細胞膜表面糖蛋白減少B.癌症病人的染色體上無抑癌基因?
C.經常食用醃熏製品易導致細胞的癌變D.癌症的發生與個人的身心狀況有關
11、癌症是嚴重威脅人類健康的疾病之一，下列有關描述正確的是 ( D )
A.長期接觸癌症患者的人細胞癌變概率增加
B.癌症是致癌因子引發的，患病概率與年齡無關?
C.艾滋病患者與正常人患癌症的概率相同
D.亞硝酸鹽可通過改變基因的結構而致癌
12、導致正常細胞發生癌變的根本原因是 ( C )
A.染色體上存在原癌基因 B.原癌基因和抑癌基因協調錶達?
C.致癌因子導致原癌基因發生突變 D.原癌基因和抑癌基因以外的其它基因突變
13、下列哪項敍述最符合癌細胞的特徵 （ C ）
A.細胞核增大，染色較深 B.膜的通透性增強，運輸功能降低?
C.能在組織中轉移，形態發生了改變D.細胞內酶的活性降低
15、細胞是梭形的，變成球形；球形的囊胚細胞變成梭形分別為 ( A )
A.前者是癌變，後者是分化B.前者細胞膜上的糖蛋白增加，後者減少?
C.前者不受環境影響，後者易受環境影響D.前者細胞中酶活性降低，後者升高
16、下列關於人和動物細胞的敍述，正確的一組是 (B )
①正常細胞癌變後在人體內將成為抗原，在體外可連續培養?②細胞內水分減少，代謝速度減慢可能是衰老?③癌變是細胞原癌基因從激活狀態轉為抑制狀態的過程?④動物細胞的細胞膜表面的糖蛋白具有特異性，是細胞間相互識別和聯絡用的語言或文字?⑤癌細胞容易在體內轉移與其細胞膜上糖蛋白等物質減少有關?
A.①②③⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③⑤
17、.下圖是有關生物細胞生活史的概括。請據圖分析回答問題：?
（1）②所示的變化，在生物學上稱為 。
（2）目前認為引起④過程的因子據其屬性不同可分為 、 、
三類。
（3）F→G→H過程的技術，在植物學上叫 ，其理論基礎是 。該植株的產生與“複製羊”的產生都屬於 繁殖。
?答案 （1）細胞分化 （2）物理致癌因子 化學致癌因子 病毒致癌因子 （3）組織培養 細胞的全能性 無性?
18、根據圖中所示人體細胞的形態、數目變化分析下列問題：?
（1）圖①②③過程分別表示 、 、 。
（2）三個過程中已發生了遺傳物質改變的是 ，有可能發生基因突變的是
（3）④過程與①過程在特點上的重要區別是
《物質跨膜運輸的方式》説課稿
第三節《物質跨膜運輸的方式》説稿
各位老師,上午好.今天我説的題目是《物質跨膜運輸的方式》.本節是新程教材第四內容,知識雖然抽象但是並不難掌握,通過本節的學習能更進一步的提高學生提出問題解決問題的能力,和解讀圖表數據的能力.
對於本節,我將從"教材分析,學情分析,方法,過程,反饋練習,總結反思"這樣六個方面進行剖析.
一,教材分析
1. 教材的地位和作用
《物質跨膜運輸的方式》是人教版必修一第四第三節的內容,本模塊第3已經介紹了細胞膜的化學組成和細胞膜結構以及大致的功能,本節着重介紹細胞膜控制物質進出這一重要功能,包括小分子或離子進出細胞的方式和大分子物質進出細胞的方式,通過對幾種跨膜運輸方式的探究,並運用數學座標圖表達三種方式的規律和特徵,可以培養學生對圖表數據的解讀能力,即信息解讀和知識遷移轉化的能力.這部分內容和前面所學的"分泌蛋白的合成和運輸"有關聯的地方,同時又是對生物膜具有流動性的一個很好的佐證.對學生理解細胞是基本的生命系統有着重要的意義.
2.教學目標
根據教學大綱的要求和教材的具體內容,結合學生現有的知識水平,擬定了下列幾個教學目標:
(1)知識與技能目標
a,能舉例説明物質跨膜運輸方式的類型及特點.
b,通過學習,自己能理解並説出被動運輸與主動運輸方式的異同點.
c,闡述主動運輸對細胞生活的意義.
d,正確解讀座標數據圖表
(2)能力目標
培養學生積極思考的學習習慣,參與集體討論和合作勇於探索的科學態度
(3)情感目標
a,養成自主學習,合作學習的意識,培養嚴謹的科學精神
b,通過對生命現象的闡釋,體會生命的偉大與神奇,培養尊重生命,
尊重生命科學的情感態度
3.教學重點,難點
教學重點
(1)物質進出細胞的方式
(2)圖表數據的解讀
教學難點:
(1)主動運輸的特點,過程和意義
(2)圖表數據的解讀
4. 時安排:一時
二,學情分析
本節的授對象是高一的學生,在初中階段,學生對物質交換有了很膚淺的瞭解,通過前幾的學習,學生已經具備了細胞膜的結構,水分跨膜運輸實例的基礎,掌握了蛋白質多樣性的知識,為新知識的學習奠定了認知基礎.並且還具備了一定的認知能力,思維的目的性,連續性和邏輯性也已初步建立,能獨立思考,對生活現象提出疑問,並通過多種途徑找出解決的辦法.同時經過前階段的新程學習,他們具備了羣體討論,並大膽説出自己的想法和理論依據的能力.對事物的探究有激情,但往往對探究的目的性及過程,結論的形成缺乏理性的思考,需要教師的引導.
三,教學方法
根據上述對教材和學生情況的分析,本節採用以下的教法和學法突破教學重難點:
教法:本節的教學採用教師主導,學生自主,合作和交流討論相結合的方法,總體思路為:展示現象→ 提出問題→ 解釋原理 →總結概念,使學生綜合運用到程標準所提到的"觀察,描述,比較,概括,分析,解讀圖表"等技能,並配以多媒體輔助教學.
學法:主動運輸是本節的教學難點,要掌握好這點,必須運用對比的方式進行學習,通過觀察討論的方式讓學生自己找出被動運輸和主動運輸的主要區別掌握該難點.
四,教學過程:
(一)複習回顧
複習細胞膜的成分和結構,讓學生對基礎內容進行復習,為本節內容的學習做好鋪墊.
(二)創設情景導入新
利用"問題探討",用多媒體展示,提出問題:⑴,這個脂雙層膜模擬的是不是生物膜 ⑵,什麼樣的分子能夠通過 什麼樣的分子不能通過 ⑶,葡萄糖不能通過該膜,但是小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖,如何解釋 ⑷,觀察此圖,聯繫已有知識,你還能提出其他問題嗎 能不能對所提出的問題作出嘗試性的回答 引導學生觀察,並歸納出答案
教學説明:設立問題情景,創設物質跨膜運輸的思維平台,為學生的有效發散思維提供背景,培養學生的主動思維能力,為進一步突破難點做鋪墊,激發學生學習激情.
(三)幾種物質運輸方式
1.小分子和離子的跨膜運輸
(1)多媒體展示擴散現象,引出物質運輸的兩種方式被動運輸和主動運輸的概念,讓學生分析水分子進入細胞的原因和方式,是不是和上述擴散相似,總結出自由擴散的概念,多媒體動畫展示自由擴散的過程,組織學生討論,得出自由擴散的特點.
教學説明:該部分內容簡單,通過多媒體展示,使抽象內容形象化,便於學生理解
(2)進一步提出問題:葡萄糖不能通過人工合成的脂質雙分子層,但對於細胞説,葡萄糖又是必需的,它是怎樣通過細胞膜進入細胞的 激發學生的學習興趣和探索激情,讓學生嘗試作出解釋,再指出載體蛋白的作用,總結出協助擴散的概念,多媒體動畫展示協助擴散的過程,組織學生討論,得出協助擴散的特點.
提出問題:①自由擴散與協助擴散需要消耗能量嗎 ②自由擴散與協助擴散有什麼相同點 有什麼不同點 ③自由擴散與協助擴散為什麼被稱為被動運輸
組織學生思考和討論,得出答案.
(3)更進一步提出問題:如果只有被動運輸能滿足細胞生命活動的需要嗎
多媒體展示相關資料,思考:以上資料説明了什麼 組織學生分析討論物質逆濃度梯度跨摸運輸的現象,提出問題:為什麼這些物質可以逆濃度梯度運輸 進行解釋,總結主動運輸的概念,多媒體動畫展示主動運輸的過程,組織學生討論,得出主動運輸的特點,
提出問題:主動運輸與被動運輸的區別是什麼 主動運輸對於生命現象有什麼重要意義 學生總結.
為了使抽象內容具體化,模擬現實生活中的三個常見現象,通過三個動畫的展示,運用類比的方法,使學生對三種運輸方式的認識更加直觀化.
教學説明:該部分為本節的重點內容,通過圖形展示引出問題,並層層深入,展示出物質運輸的幾種方式,動畫展示更加具體和形象化,同時,組織學生針對問題進行探討,既極大的調動了學生的學習激情,深入開發了學生比較,概括和分析能力,又增進師生互動,活躍了堂氣氛.
(4)提出問題:三種運輸方式有哪些異同 組織學生分析填表,反饋和糾正.
提出問題:影響自由擴散,協助擴散和主動運輸速度的主要因素各是什麼 畫出細胞對某物的自由擴散,協助擴散和主動運輸速度隨細胞外濃度的改變而變化的曲線圖
組織學生分組討論,並作圖,展示各組的成果.
教學説明:本環節鞏固理論知識是對本知識擴展和對重點,難點內容的深入理解和總結,只有理解了三種運輸方式的異同,才能完成本環節教學任務,既突顯書本知識,又培養學生的團結協作的精神,提高學生製做圖表的能力和抽象化思維能力的形成.
2.大分子的運輸
引導學生回憶分泌蛋白的分泌過程,得出胞吐現象,提出問題:那大家知道白細胞是如何吃掉病菌的嗎 顯示有關圖片.
強調:胞吞和胞吐作用都需要能量
提出問題:胞吞和胞吐體現了細胞膜結構的特點是什麼 與書本前面知識相聯繫.
(四)與社會的聯繫
簡單描述囊性纖維病的機理以及病毒感染中,藥物比較難殺滅病毒的原因
(五)技能訓練
指導學生就《技能訓練》部分進行討論
五,反饋練習
1.教師小結幾種運輸方式,特別是自由擴散,協助擴散和主動運輸的特點
2.隨堂訓練
本部分習題,針對物質跨膜運輸方式的特點和不同而設計,讓學生思考完成具有針對性的練習,進行知識鞏固和教學效果反饋,及時糾正錯誤的理解和片面的認識.
六,總結反思
本節比較符合新標的理念,改變了以往填鴨式的教法,體現了教師為主導,學生為主體的教學模式.這部分內容本身並不難,學生在學習的過程中相對輕鬆,但是如果不把新舊知識進行整合,在解題的時候還是存在一定困難.在分組討論中,雖然學生的回答不一定完整,但還是從多角度對學生給予積極的肯定,從而增強了學生的自信心.在教學節奏的把握上,由於學生討論和交流比較花費時間,容易出現前緊後鬆或是前鬆後緊的情況,因此在時間上應當注意控制
新陳代謝與ATP
新陳代謝與ATP
【目的】
1、理解ATP是新陳代謝所需能量的直接——直接能物質
2、理解掌握ATP結構簡式、ATP的形成途徑以及ATP與ADP的相互轉化。
【重點難點】
1、理解ATP是新陳代謝所需能量的直接——直接能物質
2、理解掌握ATP結構簡式、ATP的形成途徑以及ATP與ADP的相互轉化。
【過程】
1、ATP是新陳代謝的直接能物質
2、ATP的名稱：三磷酸腺苷
3、ATP的結構簡式：A—P～P～P
4、ATP與ADP的相互轉化
（1）轉化式 合成酶
ATP ADP + Pi + 能量
水解酶
（2）ATP的水解
在有關酶的作用下，分子 ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵 易水解，釋放大量的能量。能量用於 各項生命活動 如：細胞分裂、礦質元素吸收、肌肉收縮、物質的合成、神經傳導、生物電等。
（3）ATP的合成
在另一種酶的作用下，ADP可以接受 能量 ，同時與一個 磷酸 結合，從而轉化為 ATP ，儲存能量。
（4）ATP的形成途徑
在人和動物形成的能量是 細胞內呼吸作用中分解有機物釋放的能量
在綠色植物形成的能量是 細胞內呼吸作用中分解有機物釋放的能量
和 光合作用
（5）轉化的意義
細胞內能物質貯存大量且穩定的化學能，但不利於及時靈活地利用。ATP解決了“穩定貯存”和“靈活利用”的矛盾。具有“能量貨幣”的功效。
【疑難辨析】
1、生物體生命活動的直接能——（ ATP ）， 主要能——（ 糖類 ），
最終能——（ 太陽能 ）， 能物質——（ 糖類、脂質、蛋白質 ），
最常利用的能物質——（ 葡萄糖 ）
2、理解ATP與ADP的相互轉化
合成酶
ADP + Pi + 能量 ATP
水解酶
（1）從反應條上看：酶是不同的（合成酶、水解酶）
（2）從能量上看：能量的不同
ATP合成的能量主要自細胞內呼吸作用中分解有機物釋放的化學能
和光合作用吸收和轉化的太陽能。
ATP水解釋放的能量主要是儲存在ATP中遠離A的高能磷酸鍵內的化學能。
（3）從反應場所上看：不同
ATP合成的場所是細胞質基質、線粒體、葉綠體的基粒。
ATP水解的場所較多
（4）物質變化可逆，但能量變化不可逆。
資料顯示，正常人每天ATP的轉變量幾乎接近於體重（40g），但體內ATP的量是很少的。ATP與ADP在細胞內總是處在不斷轉化的動態平衡中。
3、ATP雖然在動物和人體內普遍存在，含量卻不多，不能大量儲存。在動物和人體的細胞特別是肌細胞內，還含有磷酸肌酸，它也是一種高能化合物，由於能量大量消耗而使細胞中ATP含量過分減少時，在酶的作用下，磷酸肌酸中的磷酸基連同能量就一起轉移給ADP，生成ATP和肌酸。
磷酸肌酸是能量的一種儲存形式,但是不能直接利用,對於動物和人説,磷酸肌酸在能量的釋放、轉移和利用之間起緩衝作用，使細胞內ATP的含量保持相對的穩定。
4、O2量與ATP生成量的關係曲線 温度與ATP生成量的關係曲線
5、ATP供能與運動類型
3秒以內：細胞內原有ATP供能
3—25秒：啟用磷酸肌酸合成ATP
25—1分：無氧呼吸為主生成ATP，乳酸生成量大。
1分鐘以後：有氧呼吸為主生成ATP，乳酸生成量少。
【練 習】
1、根據反應式 ATP ADP+Pi+能量 以下説法正確的是（ B ）
A、物質和能量都是可逆的 B、物質是可逆的，能量是不可逆的
C、能量是可逆的，物質是不可逆的 D、兩者都不可逆的
2、人的骨骼肌細胞中，ATP的含量僅夠劇烈運動時3秒鐘以內的能量供給。某運動員參加 短跑比賽過程中肌細胞中ATP的含量變化如圖。據圖回答
（1）a---b 的變化過程，説明ATP被水解，釋放的能量用於 各種生命活動
（2）b---c過程中ATP含量增加説明 呼吸作用 加強，釋放更多 能量 ，供ADP形成ATP，以補充細胞中ATP含量的不足；
（3）從整個曲線看，肌細胞中ATP的含量不會降為零，説明 ATP的生成和分解是同時進行的，細胞中的ATP的含量總是處於動態平衡中。
【教 後 感】
ATP與上一節中酶都是關於新陳代謝的條的知識，既都是新陳代謝的基礎物質，這一點需要讓學生們弄清楚。讓學生弄清每一節在高中生物中的位置這很重要。本節重要的是要學生理解ATP的結構，形成途徑。
細胞凋亡
第2節 細胞凋亡
［背景知識互動］
1.人的自然壽命是多少歲？人的壽命的長短與什麼有關？
2.人體每天都有哪些細胞死亡？舉例説明。
答案: 1.人的自然壽命是120歲。人的壽命與細胞衰老有直接關係。
2.人體每天死亡的細胞有小腸上皮細胞、皮膚細胞、血紅細胞等。知識鏈接
人體的衰老與細胞的衰老有關。
人體內每天都有大量的細胞死亡。
［典型例題探究］
【例1】什麼是細胞凋亡？
解析：高等真核生物的大多數細胞，在喪失生理功能或嚴重受損時，激活固有的細胞自殺程序而自滅。這一過程稱為細胞程序化死亡。細胞凋亡這個詞指細胞程序化死亡所表現的生理變化和形態變化，其中包括細胞收縮、膜泡化、染色質濃縮和降解成小片段。
答案：細胞凋亡是指生物體生長髮育過程中，由基因控制的，按照一定的程序發生的細胞死亡，因而細胞凋亡又稱為程序性死亡。規律發現
細胞凋亡中的細胞經常降解成為膜包裹的凋亡體，被巨噬細胞或鄰近的細胞吞噬或消化，但不產生炎症反應。
【例2】細胞凋亡的大致過程可分為三個階段，它們是：________、________、________。
解析：.細胞凋亡的過程的三個階段為：
凋亡的起始：細胞皺縮，細胞連接消失，內質網膨脹，染色體固縮並沿着核膜分佈，但細胞膜依然完整。
凋亡小體的形成：核膜破裂，染色體斷裂為大小不等的片段，與一些細胞器聚集後被內折的細胞膜包圍，在細胞表面形成了許多泡狀和芽狀的突起，這些突起叫做凋亡小體。
細胞的解體：凋亡小體逐漸與細胞分離，脱落至細胞間質，最終被周圍的細胞吞噬並消化。
答案：凋亡的起始 凋亡小體的形成 細胞的解體注意對細胞凋亡過程的掌握。
細胞凋亡
［學習目標導航］
探討細胞的凋亡與人體健康的關係（情感性目標：經歷或感受水平）。學習提示
細胞凋亡的研究是一個新的成果，通過查資料來進行學習。
［教材習題研討］
鞏固提高：
1.解析：死亡是生命的普遍現象，但細胞死亡並非與機體死亡同步。正常的組織中，經常發生“正常”的細胞死亡，它是維持組織機能和形態所必需的。這種正常死亡是普遍存在於生物體中的細胞凋亡（cell apoptosis）現象。
答案：細胞凋亡的意義表現在：
有利於清除多餘、無用的細胞；有利於清除完成正常使命的衰老細胞；有利於清除體內的有害細胞；維持器官和組織中細胞數目的相對穩定。方法點撥
細胞凋亡對於個體的正常發育、代謝等有着重要的意義。
2.解析：老年性痴呆是由德國精神病醫生艾爾茨西莫於1906年首先發現的一種精神病，故又稱艾爾茨西莫氏症，這種疾病表現為不知不覺中大腦功能發生紊亂。初期是記憶力衰退，對近期發生的事往往記不住。進而可以發展到剛吃過飯就忘了吃的是什麼菜，連自己有幾個子女也答不對，理解力、分析綜合能力下降，行為異常，易怒，無故打人罵人。最終失去講話表達能力，不能思維，生活不能自理。
答案：（1）預防高血壓病最為重要。因為老年性痴呆中幾乎有一半病例與腦動脈硬化有關。飲食中要少鹽，每天食鹽的攝入量控制在10g以內。已經患了高血壓病則應積極治療，防止血管硬化。目前我國60歲以上的老人已達1.2億，大約有500萬老年性痴呆患者。估計到2025年，我國老年人口將佔全國人口的20％左右。國內外研究提示，隨着年齡的增長，老年性痴呆的發病率將逐步增高，80歲以上老年人痴呆的發病率可達80％。
（2）積極參加體育鍛煉。最好每天上、下午各步行30分鐘（約3000~4000 m）。適當的鍛鍊可增強血管彈性，並可減肥。肥胖會增加心臟的負擔，也是動脈硬化的誘因。
（3）吸煙會使血壓升高，促進血管硬化。煙霧中的一氧化碳還會減弱腦細胞的功能。所以，吸煙是老年性痴呆的促進劑，必須戒除。
（4）適當多用腦，保持精神健康。養成看書學習的習慣，每天用半小時寫日記，對活躍腦細胞很有益。對新事物要有興趣，多思多想，但應避免過多的精神負擔和不良刺激。
（5）多吃新鮮蔬菜水果，必要時服些維生素A、C、E類藥物。適當補充鈣、鋅、鎂、錳、硒、鍺等礦物質和微量元素。這些元素通常存在於一些海產品中。每日服一粒施爾康片，可以保證大部分維生素和微量元素的供給。
（6）多吃魚和黃豆製品。魚類食品含有大量DHA（甘二碳六烯酸），這是大腦營養必不可少的不飽和脂肪酸。老年人經常食用富含DHA的魚類，雖然不能使已經死亡的腦細胞再生，但尚存的腦細胞突觸在DHA的作用下可延伸，腦細胞間的網狀結構得到加強，從而改善老年人的腦功能，防止記憶力衰退，預防和阻止老年性痴呆的發生和發展。但油炸可以破壞部分DHA，蒸、煮是比較好的烹調方法。黃豆中含有豐富的卵磷脂，後者進入人體能集結並釋放乙酰膽鹼。乙酰膽鹼是神經細胞傳遞信息的化學物質，參與調節思維、記憶和控制肌肉活動。所以，多吃黃豆及豆腐、豆漿等很有益處。
（7）不少中藥能益智健腦，如中醫古籍記載，何首烏能“益精髓，固精，益腎”；五加皮“添精補髓，不忘事”；杜仲“補中益精氣，強腎氣”；枸杞“填精，補髓”；黑芝麻“填腦髓，最益老人”；仙茅“填骨髓，久服通神，強記憶，長精神”等等。特別是火麻仁，氣味芬芳，富含油質，炒熟熬湯常服，不僅可益智，還能延壽。適當服用這些藥物，或與食物做成藥膳，有助於防止本病的發生。老年性痴呆正成為一個嚴重影響老人及其家庭生活質量的疾病，老年性痴呆的防治是每一個家庭必須面對的問題。
3.答案：老是人體發展的自然規律，它的形成機制十分複雜。從免疫學的角度來看，人們早就發現細胞免疫功能是隨年齡的老化而降低，例如產生胸腺隨着年齡的增長就急劇萎縮，當免疫功能生理性衰退發展到一定程度，機體就會出現病理性衰老，即老年人易為病原菌所感染，並罹患自身免疫病和腫瘤。新近發現一種“老化基因”，由它所編碼表達的蛋白可阻止未成熟的細胞停止分裂，這種“老化蛋白”在老年人的淋巴細胞上亦有表達。
細胞凋亡異常可導致某些疾病的發生發展，如細胞凋亡功能受抑可見於腫瘤、自身免疫病(AID)、病毒感染等；細胞凋亡功能增強則見於艾滋病、骨質疏鬆、神經退變性疾病等細胞生理性的正常死亡對於機體清除自身反應淋巴細胞是十分重要的，與細胞凋亡功能下降有關的自身免疫病還有類風濕性關節炎、Ⅰ型糖尿病(IDDM)、銀屑病等。
分析討論:細胞凋亡是當今醫學界研究的熱點之一，已滲透到生物學、基礎醫學、臨牀治療和藥物篩選等許多領域。對細胞凋亡(Ap)機制的探討，為臨牀上研究某些疑難病症如AIDS、腫瘤、自身免疫病等發病機制及治療策略開闢了新的領域。
1.探索細胞的分化方向除了細胞內部有着決定因素外，細胞間的相互作用必然要對其要有重要的影響。
2.動物在一定的胚胎髮育時期，一部分細胞影響相鄰的細胞使其向一定方向分化的作用稱為胚胎誘導。眼的發生是胚胎誘導的典型例證。
細胞凋亡的發生是受甲狀腺激素的調節的，存在甲狀腺激素對發育的促進作用。細胞凋亡是細胞按照發育程序進行的一種自殺性死亡的過程。
［教材優化全析］要點提煉
死亡是生命的普遍現象，但細胞死亡並非與機體死亡同步。正常的組織中，經常發生“正常”的細胞死亡，它是維持組織機能和形態所必需的。這種正常死亡是普遍存在於生物體中的細胞凋亡（cell apoptosis）現象。
細胞凋亡是指在生物個體生長髮育過程中，由基因控制的，按照一定程序發生的細胞死亡，因而細胞凋亡又稱為程序性細胞死亡（PCD）。細胞凋亡是由基因來控制的一個自然過程。
1.細胞凋亡的過程和機制
細胞凋亡是借用古希臘語，表示細胞像秋天的樹葉一樣凋落的死亡方式。1972年Kerr最先提出這一概念，他發現結紮大鼠肝的左、中葉門靜脈後，其周圍細胞發生缺血性壞死，但由肝動脈供應區的實質細胞仍存活，只是範圍逐漸縮小，其間一些細胞不斷轉變成細胞質小塊，不伴有炎症，後在正常鼠肝中也偶然見到這一現象。與細胞壞死是有區別的。細胞凋亡可以分為以下三個階段：
①凋亡的起始：細胞皺縮，細胞連接消失，內質網膨脹，染色質固縮、分塊，位於核膜上。
②凋亡小體的形成：核膜破裂，染色體斷裂為大小不等的片斷，與一些細胞器聚集後被內折的細胞膜包圍，在細胞表面形成許多泡狀和芽狀的突起，這些突起叫做凋亡小體（如下圖）。細胞凋亡發生時，器官和組織並沒有發生壞死現象，即不發生炎症。而當細胞受到急性強力傷害時立即出現的早期反應。包括胞膜直接破壞，然後發生炎症（如下圖）。
③細胞的解體：凋亡小體逐漸與細胞分離，脱落至細胞間質，最終被周圍的細胞吞噬並消化。細胞凋亡的過程是細胞機能的退化，進而細胞形態結構的破裂，然後被吞噬細胞吞噬消化。
探究活動
細胞凋亡的機制
【實驗1】 蛙胚發育22天時，前腦兩側向外凸出，形成視泡。視泡與外面的外胚層上皮接觸，誘導後者形成晶狀體，隨後在視杯和晶狀體共同誘導下外面的表皮形成角膜。如果把視泡切下，移植到頭部任何部位，亦可誘導與其接觸的上方外胚層發育為晶狀體。在胚胎細胞分化中，誘導作用普遍存在，它對個體發生和建成具有重要意義。要點提煉
動物在一定的胚胎髮育時期，一部分細胞影響相鄰的細胞使其向一定方向分化的作用稱為胚胎誘導。眼的發生是胚胎誘導的典型例證。
【實驗2】 激素對細胞分化的影響可看作是遠距離細胞間的相互作用，這種作用在動物個體發生中比較普遍存在。例如無尾兩棲類的幼體發育要經過一變態階段，在此階段中發生的變化有蝌蚪的尾鰭和尾部被吸收，前後肢形成等。這些變化與甲狀腺分泌的甲狀腺素有關係。幼體發育到一定時期，甲狀腺激素分泌量增加，便引起變態。人類胎兒時期，指(趾)間組織和尾部組織也發生與蝌蚪尾部退化相類似的變化。
2.細胞凋亡的意義
葉落歸根是因為樹葉的自然生命走到了盡頭，而人和生物的最基本組成元素——細胞到了一定時期也會像樹葉那樣自然死亡，但是這種死亡是對於個體的正常發育、代謝等有着重要的意義。 細胞凋亡的發生是受甲狀腺激素的調節的，甲狀腺激素對發育起促進作用。
（1）有利於清除多餘、無用的細胞。這種細胞死亡對於胚胎髮育是必需的，比如，蝌蚪變形成為青蛙就是如此。在人類胚胎，手指與腳趾的形成中也需要一部分細胞程序性死亡，如此才可能生成指、趾。同樣，在大腦發育的最初階段程序性細胞死亡也決定着大量神經細胞的產生與消亡。思維拓展
大腦的發育初期，具有大量的神經細胞，發育的過程就是大量的無用神經元的死亡。
（2）有利於清除完成正常使命的衰老細胞。無論在發育期還是在成人體內，既有大量的新細胞產生，也有大量的舊細胞死亡，這是生物體的一種自然現象。為了維持機體組織中適宜的細胞數量，在細胞分裂和細胞死亡之間需要一種精確的動態平衡。由於這種生成與死亡的有序流程，在胚胎和成人期便維持着人體組織的適宜細胞數量。而這種精密地控制細胞的消亡過程就稱為程序性細胞死亡。要點提煉
正常的生命需要細胞分裂以產生新細胞，並且也要有細胞的死亡，由此人體和生物的器官才得以維持平衡。
（3）有利於清除體內的有害細胞。關於程序性細胞死亡的知識可以幫助我們更深刻地理解健康與疾病、生命與死亡，以及它們之間的相互關係。比如，在健康的機體中，細胞的生與死總是處在一種良性的動態平衡中，如果這種平衡被破壞，人就會患病。比如，癌症就是該死亡的細胞沒有死亡而造成的。而在艾滋病病毒的攻擊下，不該死亡的淋巴細胞大量死亡，人的免疫力遭破壞，艾滋病便發作。
3.細胞凋亡與人類健康
（1）細胞凋亡過度造成的疾病：細胞凋亡也幫助我們理解一些病毒和細菌侵襲人體細胞的機理。除了AIDS，另外一些疾病，如帕金森氏綜合症、再生障礙性貧血（是骨髓造血功能衰竭的一組綜合症）等都是由於很多正常細胞被不正確地啟動了程序性死亡過程而造成細胞過量死亡。沒有了正常的細胞凋亡，人與動物體將會得病。癌症是該死亡的細胞沒有死亡而造成的。
全析提示
帕金森氏綜合症是以震顫、肌強直、體位反射消失為特徵的綜合症，是60歲以上老年人多發病之一，往往與老年痴呆伴發。
（2）細胞凋亡不足造成的疾病，如上面提到的腫瘤的發生等。有了對程序性細胞死亡的認識，還可把這種認識應用和深化到一些嚴重威脅人類疾病，如癌症的防治上。比如，目前臨牀許多治療方法是建立在刺激細胞“自殺程序”的基礎上的。這是一種非常有意味和挑戰性的工作，可以預言，通過進一步研究能夠找到更精確的方式來誘發癌細胞的細胞死亡，從而戰勝癌症。思維拓展
腫瘤分子生物學的焦點可能仍然是細胞增殖的控制，因為這是許多癌基因發揮作用的地方。然而現在有有力證據表明必須考慮問題的另一方面，即細胞的死亡率。
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