4.3 细胞凋亡是编程性死亡（教学课件）生物浙科版必修1

细胞凋亡是编程性死亡 浙科版2019版高中生物必修1《分子与细胞》第4章第3节 授课人：XXX 螃统体 高尔插体 细 跑 核 1.生命观念：明确细胞衰 老、凋亡是正常环节，形 成“细胞生命活动有序调 控”的稳态与平衡观。 3.科学探究：分析胚胎发 育等实验资料，探究细胞凋 凋亡的调控机制，提升资料 分析与变量对照能力。 4. 社会责任：了解细胞凋 亡在靶向疗中的应用，理 性看待医药研发，主动宣传 科学防癌抗衰老知识。 2.科学思维：对比细胞衰 老、凋亡、坏死的特征， 培养归纳概括与演绎推理 力，辨析生命现象本质。 学习目标 7 14分前 16分能 12分削 15小前 探索二：细胞凋亡的机制 (蝌蚪的尾巴去哪儿了?) 榆庭翻脑 情境探索目录 主线情境：生命的奇妙演变——从胚胎到成体 16分倘 ○ 探索三：迁移应用与社会责任 (科学面对衰老与疾病) 凋亡 大量的细胞死亡(凋亡) ○ 探索一：细胞衰老的辨析 (指间细胞是老去的吗?) 移动的体的细胞细胞， 与凋胞亡亡去胆 鲍潮前 核 现象观察1:人类胚胎4-8周手部发育 蹼状 主情境导入：生命的奇妙演变 核心问题：我们的手指生来就是分开的吗?蝌蚪变成青蛙时尾部的细胞去了哪里? 思考：这两个现象背后的细胞水平机制是什么? 细胞是如何“消失”的? 指状 拂配腐 第一部分：细胞衰老的辨析 指间细胞是因为“老了”才死亡的吗? 细胞按退化 8 衰老的线粒体 衰老的线粒体 情境碰撞：衰老还是正常? 观点碰撞：指间细胞的命运 观点1: 胚胎指间细胞、蝌蚪尾 部部细胞是因为衰老才 死亡的，就像落叶一样。 观点2: 这些细胞在发育阶段功 能正常，绝对不是因为 衰老而死亡。 探究任务：你支持哪种观点?我们需要寻找证据来证明! 【细胞膜】:流动性下 降，物质运输功能降低。 非： →→ ● 【细胞核】:体积增大， 核膜内折，染色质收缩、 染色加深。 【细胞质】:水分减少， 体积变小；色素积累( 如脂褐素)。 【细胞器与酶】:线粒 体数量减少、体积增大； 多种种酶活性降低，呼 证据一：衰老细胞的生理指标 细胞衰老是一个个体成熟后机能减退、内环境稳态下降的不可逆过程。 正常饱满细胞 衰老细胞 吸速率减慢。 →衰老过程 3. 细胞呼吸速率：正常，能量供应稳定 4. 细胞质状态：无色素积累，水分正常 ATP 结论推导： 指间细胞的生理指标与衰老细胞特征完全不符! ```markdown ``` 证据二：8周人类胚胎指间细胞检测报告 检测对象：即将消失的胚胎指间细胞 检测结果： 1. 细胞膜流动性：正常 2. 线粒体数量：充足，结构完整 非 京老 两低B: 多种酶的活性降 低，新陈代谢速率降低 蛋白质合成、呼吸作用等速率 下降。 一 多：细胞内色素积累增多 代谢废物和脂褐素等色素在细胞 内沉积。 归纳总结：细胞衰老的“一大一小一多两低” 一小：细胞内水分减少， 细胞体积变小 水分流失，代谢活动的空间 两低A: 细胞膜物质 运输功能降低 转运效率降低，膜流动性减弱。 细胞结构和功能 缩小。 的全面衰退 一大：细胞核体积增大 细胞核体积增大，染色质固缩。 核心本质： 情境深化：细胞的“寿命”有限度吗? 资料补充：不同年龄阶段人体成纤维细胞的分裂能力数据 20岁青年成纤维细胞 可分裂约20 次 20岁青年成纤维细胞 观察发现：随着年龄增长，细胞的分裂能力显著下降，且老年细胞内存在大量DNA 损伤。 70岁老人成纤维细胞 仅可分裂数次 胎儿成纤维细胞 可分裂约50 次 70岁老人成纤维细胞 胎儿成纤维细胞 大量DNA 损伤 年龄增长 分裂次数 DNA损伤 内部因素：遗传物质 ( DNA) 的 损伤累积，且未得到完全修复。 外部因素：自由基攻击、辐射、 有害化学物质等内外损伤的长 期累积。 追根溯源：细胞为什么会衰老? 自由基 损伤累积 结论：细胞衰老是内外环境共同作用下，细胞机能渐进性减退的过程。 细胞衰老是多种因素共同作用的结果 细胞衰老 阶段结论：推翻“衰老说” 事实1:指间细胞在死亡 最终判定：发育过程中功能正常的指间细胞， 前各项生理功能正常。 其死亡不是由细胞衰老引起的! 掘蛇锦 退:细、 的 衰老 未知机制， 渐进过程。 新的疑问：既然不是老死，那它们是如何走向死亡的? 损伤累积 胞衰老是 功能减 事实2 P 第二部分：细胞凋亡的机制 揭秘细胞的“编程性死亡” 凋亡小体形成 细胞皱缩 完整的细胞器 染色质凝集 质膜内陷 ·现象描述(基于电镜观测): 1. 染色质聚集在核膜上，DNA被规律切割为特定长度的片段 2. 细胞膜内陷，细胞出芽形成多个包裹着细胞内容的“凋亡小体” 3. 凋亡小体被邻近的吞噬细胞迅速吞噬消化 4. 关键特征：整个过程周围组织无炎症反应 核膜上聚集的染色质 规律切割的 DNA 片段 正常细胞 微观观察：指间细胞与蝌蚪尾部细胞的死亡特点 凋亡小体 巨噬细胞吞噬 14 染色质固缩与膜起泡 形成凋亡小体 周围组织 无炎症反应 周围组织无炎症反应 膜出芽 正常凋亡 净的 胸体 正常凋亡 正常凋亡→拘部去体 无蹼，发育正常 核心结论：指间细胞的死亡不是随机发生的，而是受特定基因(如caspase) 严格调控的! 实验探究：寻找死亡的“幕后黑手” 基因敲除小鼠 出现井指畸 源膜畸形 凋亡缺失 凋亡挥芳 正常小鼠 锲朐 出现并指畸形 凋亡缺失 caspase基因 第8周 概念提炼：细胞凋亡 (Apoptosis) 由基因决定的细胞自动结束生命的过程。 基因决定 基因决定 细胞凋亡 自动结束 本质解析： 编程性死亡：严格受遗传机制决定的程序性调控。 主动性：细胞主动参与、消耗能量的过程。 必然性：是多细胞生物个体发育的必然步骤。 经典实例：指间蹼消失、蝌蚪尾消失、植物胚柄退化、通气组织形成。 对 比 探 究 ：另 一 种 死 亡 方 式 Comparative Study:Another Form of Death 实验资料2:两组蝌蚪对照实验 甲组(自然发育):尾部自然消失 ● 过程温和 **无炎症反应 乙组(暴力切除):用剪刀切除尾部 ● 伤口处红肿 ●细胞内容物溢出 思考：乙组细胞的死亡与甲组(凋亡)有什么本质区别? 引发强烈的炎症反应 ] 概念辨析：细胞坏死(Necrosis) · 概念定义：在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和 死亡。 · 核心特征： ● 被动死亡：由外界极端物理、化学或生物因素(如缺氧、创伤、感染)引起。 · 细胞膜破裂：细胞肿胀，细胞膜破裂，内容物释放到细胞外。 · 引发炎症：释放的内容物会刺激周围组织，引发强烈的炎症反应。 ●性 质 ：对机体有害的异常死亡。 细胞极度肿胀 右侧：内部物质 呈放射状喷出 中间：细胞膜破裂 周围：炎症反应 比较项目| 细胞凋亡 细胞坏死 起因 正常生理过程，基因调控 极端不利因素，病理损伤 过程 主动，形成凋亡小体 被动，细胞肿胀破裂 细胞膜 保持完整，内陷出芽 破裂，内容物溢出 炎症反应 对机体影响 核心总结：细胞凋亡与细胞坏死的差异 无 有 有害，导致疾病 有利，维持稳态 生理意义：细胞凋亡对多细胞生物的价值 1. 保证正常的生长发育 2. 维持内部环境的稳定 实例：人类胚胎指间蹼的消失、蝌蚪尾部的消失。 实例：肠道上皮细胞的不断脱落与更新、衰老 白细的清除。 老死脱落 新生补充 实例：肠道上皮细胞的不断脱落与更新、衰老 白细胞的清除。 作用：实现细胞的新陈代谢，保持细胞总数的 动态平衡。 作用：塑造器官形态，清除多余或无用的细胞， 确保发育的精确性。 第20页 --- 生理意义：细胞凋亡的价值(二) 标题：生理意义：细胞凋亡对多细胞生物的价值 3. 抵御外界各种因素的干扰 · 实例：被病毒感染的细胞、发生DNA严重 突变的细胞(潜在癌细胞)主动启动凋亡 程序。 · 作用：牺牲局部异常细胞，保护整体机体的 健康与安全，是机体重要的防御机制。 总结：细胞凋亡是多细胞生物体正常发育、维持稳态、抵御干扰的必要保障。 保护功能 (防御机制) 第三部分：迁移应用与社会责任 生活情境判断：晒伤后的皮肤 情境描述：夏季暴晒后，皮肤会出现不同程度的反应。 情况A: 轻度晒伤后，几天后表皮细胞会有 情况B: 重度暴晒后，皮肤立即出现红肿、 序死亡并脱皮，无明显痛感。 水泡、剧烈疼痛的炎症反应。 轻度脱皮 互动问题：请判断这两种情况分别属于哪种细胞死亡类型?为什么? 学生名入 答案解析：情况A属于细胞凋亡 (清除受 损细胞，无炎症);情况B属于细胞坏死 (极端物理损伤导致细胞破裂发炎)。 动编程性死亡，形 成凋亡小体被吞噬 吞 噬 ，不引发炎 症，对正常组织 损伤极小。 吞噬细胞 真实案例：2024年临床数据显示，第三 代肺癌靶向药奥希替尼疗效显著。 核心机制：特异性识别肺癌细胞的突变基 因 ，诱导肺癌细胞发生凋亡。 传统化疗 VS 靶向凋亡 ·无差别攻击分裂旺盛 ● 精准诱导癌细胞启 科技前沿：癌症靶向治疗的新突破 盛的细胞，导致大量 正常细胞坏死，副作 大(脱发、呕吐)。 低副作用、无炎症 (保护正常组织) 奥希替尼 凋亡小体 明 第25页 浙科版2019版高中生物必修1 生活应用：保健品能“逆转衰老”吗? 现象 科学辨析 ● 不可逆过程：细胞衰老是内外因素( DNA 损伤累积、自由基等)共同作用的渐进过 程。 ```markdown ``` ●保健品局限：可能在一定程度上减少外部 氧化损伤。 ● 无法逆转：但无法修复已累积的DNA损 伤 ，更不可能”逆转”衰老。 社会责任：抵制虚假医疗宣传，树立科学的生命观。 健康生活：我们可以做什么? 虽然衰老不可逆，但我们可以通过科学的生活方式延缓细胞衰老的进程： 4.远离有害环境：减少 紫外线暴晒、避免 接触有害化学物质和 辐射。 1. 均衡饮食：摄入富 含抗氧化剂的食物 (如维生素C/E), 减 少自由基损伤。 2.规律作息：保证充 足睡眠，促进细胞 自我修复机制的运 转 。 3.适度运动：提高新陈 代谢速率，增强内环 境稳态调节能力。 远离有害环境 适度运动 均衡饮食 规律作息 第四部分：课堂总结 构建知识网络，理清生命历程 27 知识网络构建 细胞的衰老 细胞凋亡 (编程性死亡) 细胞的衰老与凋亡 棱 超腿擒 个人成熟性导致功能下降 和内部环境准衡生态减少 ,是一不可可的过程 内部和外损伤的积量 遗传物质损伤不完全修复 膜流动性下降/色素积累 核增大 酶活性降低 线粒体少体积大/呼吸减慢 水分减少 由基因调节活性性死亡 发育中的必移的一步 DNA 有序降解 形成凋亡小体 概念 原因 阳新带 特征 色豪紊羽累 醪 活性低 水分减少 概念 特征 无炎症反应 维胞肪 坏死 被动/ 外界损伤引发/ 有害的异常死亡 凋亡 主动/ 基因调控/ 有利的正常死亡 知识网络构建 指间蹼消失 蝌蚪尾消失 植物胚柄退化 通气组织形成 衰老 功能减退的渐 进过程， 结局走向死亡 保证正常发育 维持内部稳态 抵御外界干扰 细胞凋亡(续) 三类过程区分 实例 凋亡调整的基因 意义 维持内部稳态 感谢聆听! 生命的每一个细胞都在以极其精密的程序， 演绎着诞生、生长、衰老与死亡的壮丽史诗。 敬畏生命，科学生活! $