基于系統觀的“細胞的衰老和死亡”教學設計

張曉玲

【摘要】通過問題驅動、資料收集、實例分析等活動，引導學生自主學習，對重要概念進行建構，有助于理解生命的系統性和核心素養的培養和落地。

【關鍵詞】細胞衰老 ? ?細胞死亡 ? ?核心素養

1 ?教材和學情分析

“細胞的衰老和死亡”是浙科版高中生物學必修1第4章第3節的內容，包括衰老細胞的結構和代謝產生異常、衰老細胞的死亡受基因的調控等內容。“細胞的衰老及死亡”是“細胞會經歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程”這一重要概念下的一個次位概念[1]。衰老和死亡是生命的基本現象，發生在生物界的整體水平、種群水平、個體水平、細胞水體、分子水平等不同的層次，能較好體現系統觀，從系統的視角闡述生命的本質屬性。因此，本節在本章乃至本模塊的教學中具有重要地位。

細胞的衰老和死亡是本節教學的重點。在生活中，“個體衰老和死亡”的生物學事實并不陌生，因此在學習細胞水平的相關知識時，教師可引導學生通過結合生活體驗建構概念，進而形成思想認同，更好地理解生命的周期性，形成珍惜生命、關注健康的科學生命觀。

2 ?教學目標

基于課程標準的內容要求，圍繞學生核心素養的培養要求，筆者確定了如下教學目標：（1）通過白發和老年斑的形成分析，說出個體衰老與細胞衰老的關系;（2）描述細胞衰老的特征及原因;（3）簡述細胞凋亡與細胞壞死的區別;

（4）探討細胞的衰老和死亡與人體健康的關系，關注老年人的健康和生活狀況。

3 ?教學過程

3.1 ?創設情境，導入新課

教師的組織和引導：展示電影《童夢奇緣》中劉德華各個年齡段的圖像。提出問題：人體衰老有哪些表現？

設計意圖 ?通過影視照片導入新課，能引起學生共情。學生通過觀察發現，衰老的人體通常表現出皮膚褶皺，頭發斑白，行動遲緩，出現老年斑等特征，引出“衰老”一詞。

3.2 ?深入學習，建構概念

展示資料：1. 人頭發形成的直接原因：毛囊細胞中酪氨酸活性降低，黑色素合成減少;2. 細胞內的色素積累導致“老年斑”的出現;3. 人體細胞每天的更新率為1%～2%。也就是說，每100個細胞當中，每天有1～2個細胞更新。其中肝細胞壽命為18個月，皮膚細胞的壽命為十多天，消化道內壁細胞壽命只有幾十個小時。4. “探究影響細胞衰老的年齡因素”的實驗分析;5. 衰老細胞的結構圖

教師提出問題：個體衰老與細胞衰老間有什么聯系呢？老年人體內是否存在幼嫩的細胞？年輕人體內是否有衰老的細胞？細胞衰老的特征是什么？

學生討論后，達成共識：對于單細胞生物而言，細胞衰老等同于個體衰老;對于多細胞生物而言，個體衰老是機體細胞普遍衰老的體現。個體衰老是生理功能下降和紊亂的綜合表現，是不可逆轉的生命過程，其基本特征為：皮膚干燥、皺縮（細胞水分少）;代謝減緩（細胞內酶活性大多下降）;老年斑（細胞內色素積累）;頭發變白（細胞內酪氨酸酶活性下降）等。

展示資料：細胞衰老的機制——自由基學說和端粒學說

教師進一步提出問題：細胞衰老與人類健康有什么關系？如何預防衰老？

學生通過資料查詢，形成共識：（1）細胞的正常衰老對于實現有機體的自我更新非常有利。如，紅細胞的快速更新，血液中始終有足夠量的新生紅細胞來運輸氧氣。（2）細胞異常衰老會給人類帶來健康上的威脅。如兒童早衰癥就是細胞過早衰老產生的一種疾病。機體眾多細胞及組織的衰老就會引起人衰老。從根本看來，要延緩衰老，就要想發設法地減慢細胞衰老的速度。

展示資料：我國的年齡結構

教師提出問題：可能有哪些問題？如何解決這些問題？在日常生活中，如何行動？引導學生對社會問題的關注。

展示資料：胎兒手的發育過程圖片;蝌蚪發育的過程圖;紅細胞凋亡的過程示意圖。

教師提問：為什么會有這樣的現象？紅細胞凋亡的原因是什么？

學生討論，形成共識：細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程。其功能為清除多余的細胞，對生物體完成正常發育，維持內部環境的穩定和抵御外界各種因素的干擾起關鍵作用。

教師進一步引導：細胞的死亡也有“意外”的，那就是是細胞壞死。

展示圖片：細胞正常死亡和非正常死亡的圖片

引導學生總結，關注健康生活方式：

細胞凋亡與細胞壞死的比較

項目 細胞凋亡 細胞壞死

影響因素 受基因影響 不受基因控制，由電、熱、冷、機械等不利因素造成

細胞膜的變化 內陷 破裂

形態變化 細胞變圓，與周圍細胞脫離 細胞外形發生不規則變化

特點 是細胞主動、自動結束生命的自然過程 是被動的，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的病理過程

實例 女性月經期間子宮內膜的脫落;成熟個體中細胞的自然更新;被病原體感染的細胞的清除 燙傷后的皮膚、黏膜的脫落;骨折時部分骨細胞死亡;吸煙者肺部細胞因尼古丁作用而死亡

對機體的影響 有利 有害

設計意圖 ?通過聯系生活，讓學生體驗到學習生物學不僅為了考試，更是為了更好地生活，遠離不健康的生活習慣。引導學生關注健康生活，關愛他人，有助落實社會責任。

3.3 ? ?教后反思

本節課本身內容不多，那如何使這堂課豐厚起來，筆者課前設計了資料收集的環節。既可以提前熟悉課本內容，又可以帶動學生主動地去獲取信息、篩選信息以及分享和展示信息。總的來看，活動中學生的參與度高，課堂氣氛活躍。課堂之所以充滿活力，是因為我們面對的是一個個鮮活的富有個性的生命體。教學活動雖可預設，但不是由預設決定的，在充分備課的基礎上要勇于面對學生的非預設生成，積極對待、冷靜處理。

充分利用多媒體課件，將抽象的變化過程直觀化，將冗長的文字圖象化，通過學生觀察、討論，發揮了學生的主體作用，使學生能真正理解和掌握。但為了讓學生在學習過程中有更多思考、質疑、實踐的時間和空間，還可以設計一份學案，讓學生充分感受理解知識產生和發展的過程，激發學生獨立思考和創新學習的意識。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準：2017年版[M].北京.人民教育出版社，2018：13.