細胞的衰老和凋亡-秀麗隱桿線蟲與細胞凋亡 高一上學(xué)期生物人教版必修1

導(dǎo)入：地球上數(shù)量最龐大的多細胞動物是什么?認識微小卻偉大的秀麗隱桿線蟲秀麗隱桿線蟲屬于線蟲動物門，門內(nèi)包含了超過兩萬五千種無脊椎動物。在適宜的環(huán)境里，每一平方米就有可能生活著數(shù)以千萬計的線蟲。按個體數(shù)量計算，地球上80%的動物都是線蟲——全世界的動物們排排站好，你和下一位“非線蟲”之間平均隔著四條線蟲。線蟲是地球生物圈中分布最廣的類群，兩極、高山、沙漠、大洋海底，都能見到它們的身影。美國線蟲分類學(xué)先驅(qū)納丹·科布曾說，如果宇宙中除了線蟲之外的所有物質(zhì)都瞬間消失，那么虛空中漂浮的線蟲將會是一個地球表面的復(fù)刻——山川湖海，城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村，甚至樹木和動物，恐怕都可以通過分布其中的特定種類的線蟲還原出輪廓。秀麗隱桿線蟲與細胞凋亡細胞是以無比優(yōu)雅的方式定格生命消逝的瞬間的---細胞凋亡秀麗隱桿線蟲與細胞凋亡本節(jié)目標：1、認識秀麗隱桿線蟲，體會其作為科研模式生物的重要意義，培養(yǎng)學(xué)生對生物學(xué)的熱愛2、通過對資料的分析探究細胞凋亡機制，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力3、通過識圖比較與細胞死亡相關(guān)的多種途徑，培養(yǎng)學(xué)生歸納概括能力1900年，秀麗隱桿線蟲首次被描述為一個物種。由于體型小，食物便宜，長得快，生命力頑強，容易在實驗室飼養(yǎng)。而且其簡單、完整的身體構(gòu)造又是很好的研究起點。于是1965年，南非生物學(xué)家西德尼·布倫納首先提出了秀麗隱桿線蟲的生物模型。1983年，在沒有先進儀器的年代，英國科學(xué)家JohnSulston靠著在光學(xué)顯微鏡下肉眼觀察透明蟲體，研究了秀麗隱桿線蟲的發(fā)育過程，并繪制了其全部細胞的發(fā)育圖譜——從受精卵第一次分裂開始，確定了其每次細胞分裂、每個細胞的功能和命運，構(gòu)建了世界上首個多細胞生物的細胞發(fā)育譜系。1998年，科學(xué)家們通過人類基因組計劃的一個“預(yù)實驗”，秀麗隱桿線蟲成為世界上第一種被全基因組測序的多細胞生物。在科學(xué)家們完成了秀麗隱桿線蟲的基礎(chǔ)研究之后，就開啟了它在生物科學(xué)研究領(lǐng)域的開掛人生，開始了它勢如破竹的諾獎之旅。第一站：2002年諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎布倫納、霍維茨和蘇爾斯頓三位科學(xué)家以構(gòu)造簡單的線蟲為研究對象，憑借在器官發(fā)育調(diào)控和程序性細胞凋亡研究中的貢獻，獲得了諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎。第二站：2006年諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎AndrewFire和CraigMello兩位科學(xué)家闡明了線蟲的RNA干擾機制。第三站：2008年諾貝爾化學(xué)獎OsamuShimomura，MartinChalfie以及RogerY.Tsien三位科學(xué)因在發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白方面作出貢獻而獲得2008年諾貝爾化學(xué)獎，其中，正是MartinChalfie把綠色熒光蛋白應(yīng)用在了線蟲研究中?！救蝿?wù)驅(qū)動一】閱讀分析材料探究細胞凋亡的機制，培養(yǎng)邏輯推理能力【探究活動一】獨學(xué)后小組互學(xué)交流，先完成者先抽簽1、結(jié)合課本內(nèi)容回答與原核生物、哺乳動物比較秀麗隱桿線蟲更適合研究細胞凋亡的原因？3分秀麗隱桿線蟲發(fā)育過程中某階段的體細胞有1090個，而發(fā)育成熟后體細胞只有959個。體細胞減少的原因是什么？2分2、簡述細胞凋亡的概念2分秀麗隱桿線蟲與人類的細胞凋亡機制會相同嗎？為什么？3分3、根據(jù)上述內(nèi)容理解并說出細胞凋亡的根本原因3分能否據(jù)此找到治療癌癥的新思路2分課本128頁有關(guān)細胞凋亡的研究【任務(wù)驅(qū)動二】識圖并進行比較，認識細胞死亡的多種途徑進行歸納概括

【探究活動二】先獨學(xué)再小組內(nèi)互學(xué)1、將四幅圖貼在相應(yīng)位置2分

2、細胞凋亡的機理：凋亡誘導(dǎo)因子→膜受體→凋亡信號→凋亡相關(guān)基因→細胞凋亡→吞噬細胞消除凋亡細胞據(jù)圖推測凋亡小體如何形成？3分凋亡過程體現(xiàn)細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是？體現(xiàn)的細胞膜功能是？2分3、細胞壞死進程：正常細胞-細胞腫脹-細胞膜分解-釋放細胞內(nèi)容物。據(jù)圖分析為什么細胞凋亡不會引起炎癥反應(yīng)而細胞壞死會引起炎癥反應(yīng)？5分4、據(jù)圖簡述細胞自噬的過程3分據(jù)圖區(qū)別細胞自噬細胞吞噬2分

某種程度上，其實細胞自噬和細胞凋亡關(guān)系非常密切，所以曾經(jīng)一度有人將細胞自噬稱為II型細胞程序化死亡。這個領(lǐng)域也產(chǎn)生了諾獎，科學(xué)家大隅良典因為對自噬的研究而獲得了2016年諾貝爾獎。隨著科學(xué)家們對細胞死亡的研究不斷推進，發(fā)現(xiàn)除了細胞壞死、細胞凋亡和自噬之外，還存在其他諸多死亡方式。比如，細胞焦亡就是一種和細胞凋亡很相近但是又不一樣的死亡方式。它們都屬于細胞程序性死亡，但是細胞焦亡是基于caspase1等非經(jīng)典通路，而細胞凋亡是基于caspase9。此外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了鐵死亡、壞死性凋亡等一系列細胞死亡方式。你能抓住各種方式的特點嗎？測一測

【當堂檢測】細胞焦亡是一種促炎癥的調(diào)節(jié)性壞死方式。通常在細胞內(nèi)病原體感染時發(fā)生，例如單核細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞被一系列微生物病原體感染后，發(fā)生半胱氨酸蛋白酶Caspase-1依賴性細胞焦亡。此外，一些損傷相關(guān)的分子模式(DAMPs)也會引起非巨噬細胞的焦亡。研究發(fā)現(xiàn)，病原體侵入細胞后，細胞內(nèi)蛋白酶L在無酶活性時作為支架蛋白參與形成特定的復(fù)合體，經(jīng)過一系列過程，最終導(dǎo)致該細胞炎癥性壞死，病原體被釋放，該過程屬于細胞焦亡。1、胎兒手的發(fā)育是不是通過細胞焦亡實現(xiàn)的2、敲除編碼蛋白酶L的基因會不會影響細胞焦亡？分析原因本節(jié)課的探究意義深遠：

交了一個朋友----秀麗隱桿線蟲！

它的身上還有許多未知的問題等待科學(xué)家們?nèi)ソ沂荆?/p>