基于系统观的“细胞的衰老和死亡”教学设计

张晓玲

【摘要】通过问题驱动、资料收集、实例分析等活动，引导学生自主学习，对重要概念进行建构，有助于理解生命的系统性和核心素养的培养和落地。

【关键词】细胞衰老    细胞死亡    核心素养

1  教材和学情分析

“细胞的衰老和死亡”是浙科版高中生物学必修1第4章第3节的内容，包括衰老细胞的结构和代谢产生异常、衰老细胞的死亡受基因的调控等内容。“细胞的衰老及死亡”是“细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程”这一重要概念下的一个次位概念[1]。衰老和死亡是生命的基本现象，发生在生物界的整体水平、种群水平、个体水平、细胞水体、分子水平等不同的层次，能较好体现系统观，从系统的视角阐述生命的本质属性。因此，本节在本章乃至本模块的教学中具有重要地位。

细胞的衰老和死亡是本节教学的重点。在生活中，“个体衰老和死亡”的生物学事实并不陌生，因此在学习细胞水平的相关知识时，教师可引导学生通过结合生活体验建构概念，进而形成思想认同，更好地理解生命的周期性，形成珍惜生命、关注健康的科学生命观。

2  教学目标

基于课程标准的内容要求，围绕学生核心素养的培养要求，笔者确定了如下教学目标：（1）通过白发和老年斑的形成分析，说出个体衰老与细胞衰老的关系;（2）描述细胞衰老的特征及原因;（3）简述细胞凋亡与细胞坏死的区别;

（4）探讨细胞的衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人的健康和生活状况。

3  教学过程

3.1  创设情境，导入新课

教师的组织和引导：展示电影《童梦奇缘》中刘德华各个年龄段的图像。提出问题：人体衰老有哪些表现？

设计意图  通过影视照片导入新课，能引起学生共情。学生通过观察发现，衰老的人体通常表现出皮肤褶皱，头发斑白，行动迟缓，出现老年斑等特征，引出“衰老”一词。

3.2  深入学习，建构概念

展示资料：1. 人头发形成的直接原因：毛囊细胞中酪氨酸活性降低，黑色素合成减少;2. 细胞内的色素积累导致“老年斑”的出现;3. 人体细胞每天的更新率为1%～2%。也就是说，每100个细胞当中，每天有1～2个细胞更新。其中肝细胞寿命为18个月，皮肤细胞的寿命为十多天，消化道内壁细胞寿命只有几十个小时。4. “探究影响细胞衰老的年龄因素”的实验分析;5. 衰老细胞的结构图

教师提出问题：个体衰老与细胞衰老间有什么联系呢？老年人体内是否存在幼嫩的细胞？年轻人体内是否有衰老的细胞？细胞衰老的特征是什么？

学生讨论后，达成共识：对于单细胞生物而言，细胞衰老等同于个体衰老;对于多细胞生物而言，个体衰老是机体细胞普遍衰老的体现。个体衰老是生理功能下降和紊乱的综合表现，是不可逆转的生命过程，其基本特征为：皮肤干燥、皱缩（细胞水分少）;代谢减缓（细胞内酶活性大多下降）;老年斑（细胞内色素积累）;头发变白（细胞内酪氨酸酶活性下降）等。

展示资料：细胞衰老的机制——自由基学说和端粒学说

教师进一步提出问题：细胞衰老与人类健康有什么关系？如何预防衰老？

学生通过资料查询，形成共识：（1）细胞的正常衰老对于实现有机体的自我更新非常有利。如，红细胞的快速更新，血液中始终有足够量的新生红细胞来运输氧气。（2）细胞异常衰老会给人类带来健康上的威胁。如儿童早衰症就是细胞过早衰老产生的一种疾病。机体众多细胞及组织的衰老就会引起人衰老。从根本看来，要延缓衰老，就要想发设法地减慢细胞衰老的速度。

展示资料：我国的年龄结构

教师提出问题：可能有哪些问题？如何解决这些问题？在日常生活中，如何行动？引导学生对社会问题的关注。

展示资料：胎儿手的发育过程图片;蝌蚪发育的过程图;红细胞凋亡的过程示意图。

教师提问：为什么会有这样的现象？红细胞凋亡的原因是什么？

学生讨论，形成共识：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。其功能为清除多余的细胞，对生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定和抵御外界各种因素的干扰起关键作用。

教师进一步引导：细胞的死亡也有“意外”的，那就是是细胞坏死。

展示图片：细胞正常死亡和非正常死亡的图片

引导学生总结，关注健康生活方式：

细胞凋亡与细胞坏死的比较

项目 细胞凋亡 细胞坏死

影响因素 受基因影响 不受基因控制，由电、热、冷、机械等不利因素造成

细胞膜的变化 内陷 破裂

形态变化 细胞变圆，与周围细胞脱离 细胞外形发生不规则变化

特點 是细胞主动、自动结束生命的自然过程 是被动的，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的病理过程

实例 女性月经期间子宫内膜的脱落;成熟个体中细胞的自然更新;被病原体感染的细胞的清除 烫伤后的皮肤、黏膜的脱落;骨折时部分骨细胞死亡;吸烟者肺部细胞因尼古丁作用而死亡

对机体的影响 有利 有害

设计意图  通过联系生活，让学生体验到学习生物学不仅为了考试，更是为了更好地生活，远离不健康的生活习惯。引导学生关注健康生活，关爱他人，有助落实社会责任。

3.3    教后反思

本节课本身内容不多，那如何使这堂课丰厚起来，笔者课前设计了资料收集的环节。既可以提前熟悉课本内容，又可以带动学生主动地去获取信息、筛选信息以及分享和展示信息。总的来看，活动中学生的参与度高，课堂气氛活跃。课堂之所以充满活力，是因为我们面对的是一个个鲜活的富有个性的生命体。教学活动虽可预设，但不是由预设决定的，在充分备课的基础上要勇于面对学生的非预设生成，积极对待、冷静处理。

充分利用多媒体课件，将抽象的变化过程直观化，将冗长的文字图象化，通过学生观察、讨论，发挥了学生的主体作用，使学生能真正理解和掌握。但为了让学生在学习过程中有更多思考、质疑、实践的时间和空间，还可以设计一份学案，让学生充分感受理解知识产生和发展的过程，激发学生独立思考和创新学习的意识。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版[M].北京.人民教育出版社，2018：13.