細(xì)胞分化衰老凋亡和癌變教案

第九講細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變課時(shí)安排：1課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：1.說明細(xì)胞的分化、細(xì)胞衰老的特征、2.舉例說明細(xì)胞的全能性。3.簡(jiǎn)述細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別。4．說出癌細(xì)胞的主要特征和致癌因子。5．討論：細(xì)胞的衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系，關(guān)注老年人的健康狀況；惡性腫瘤的防治，選擇健康的生活方式。6．資料的搜集和分析：有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康的資料、與社會(huì)老齡化相關(guān)的問題的資料本講重點(diǎn)：1．細(xì)胞分化的概念和意義。2．細(xì)胞全能性、細(xì)胞凋亡的概念。3．個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系，細(xì)胞衰老的特征。4．癌細(xì)胞的主要特征。本講難點(diǎn)：1．細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例2．細(xì)胞凋亡的含義以及與細(xì)胞壞死的區(qū)別3．原癌基因與抑癌基因的區(qū)別?？键c(diǎn)點(diǎn)撥：一、相關(guān)知識(shí)（一）基本概念細(xì)胞的分化、細(xì)胞的全能性、干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞；衰老細(xì)胞；細(xì)胞凋亡、細(xì)胞編程性死亡、細(xì)胞壞死；癌細(xì)胞、致癌因子、原癌基因、抑癌基因（二）知識(shí)網(wǎng)絡(luò)概念：個(gè)體發(fā)育過程中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程內(nèi)因：不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同細(xì)胞分化結(jié)結(jié)果：形成形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能不同的細(xì)胞群意義：生物界中普遍存在，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)；有利于、提高各種生理功能的效率。（三）疑難解析1．細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生變化的過程，叫做細(xì)胞分化。分化一般發(fā)生在分裂間期，即兩次細(xì)胞分裂之間，或是發(fā)生在細(xì)胞永久停止分裂以后。細(xì)胞分化是質(zhì)變，而細(xì)胞分裂則是量變，但二者也并非截然分開，因?yàn)榧?xì)胞在增殖過程中，也有分化，而在分化過程中也能繼續(xù)增殖。通常，分化程度高的細(xì)胞，增殖能力較差或失去增殖能力。神經(jīng)細(xì)胞達(dá)到高度分化的地步，因此它們不再能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷募?xì)胞，而且也失去了分裂的能力。在這種發(fā)育下，分化是永久的，而且是不可逆轉(zhuǎn)的。但在另一些情況下，分化又是暫時(shí)和可逆轉(zhuǎn)的，這些細(xì)胞分化程度較低，如造血器官中的網(wǎng)狀細(xì)胞，能形成血細(xì)胞或結(jié)締組織中的各種細(xì)胞。細(xì)胞分化過程中主要是受親本的遺傳性所控制，同時(shí)也受它所處的周圍環(huán)境條件的影響。人體發(fā)育是通過細(xì)胞分裂過程實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)證明，細(xì)胞內(nèi)的環(huán)腺苷酸（CAMP）和環(huán)鳥苷酸的濃度對(duì)細(xì)胞分裂和分化具有調(diào)控作用。當(dāng)CAMP的含量增高時(shí)，則抑制細(xì)胞分裂，而CGMP的作用與此相反，含量高則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞分裂。2．細(xì)胞“程序性死亡”20XX年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)分別授予了英國(guó)科學(xué)家悉尼?布雷爾、約翰?蘇爾斯頓和美國(guó)科學(xué)家羅伯特?霍維茨，以表彰他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)“器官發(fā)育和細(xì)胞程序性死亡過程中的基因調(diào)節(jié)作用”上的貢獻(xiàn)。那么，什么是“程序性細(xì)胞死亡”？基因在其中又發(fā)揮了什么作用呢？我們都知道，人是從一個(gè)受精卵發(fā)育而來，細(xì)胞分裂和分化在這個(gè)過程中起了重要作用。另一方面，某些細(xì)胞按照事先“編好的程序”，在基因的控制之下主動(dòng)死亡，這對(duì)正常的發(fā)育也是必不可少的。細(xì)胞的這種死亡方式就稱作“程序性死亡”（ProgrammedCellDeathPCD）,又名“凋亡”。細(xì)胞的這種死亡，是在特殊基因的控制下主動(dòng)進(jìn)行的。“程序性死亡”有著重要的生物學(xué)意義?！俺绦蛐运劳觥辈粌H對(duì)正常發(fā)育至關(guān)重要，對(duì)成年個(gè)體機(jī)體的穩(wěn)定也必不可少。我們的骨髓和腸上皮中，每小時(shí)都有約10億個(gè)細(xì)胞”程序性死亡”具有免疫功能的T淋巴細(xì)胞，有95％通過細(xì)胞凋亡死去，以保證機(jī)體的免疫系統(tǒng)行使正常功能。細(xì)胞的“程序性死亡”如果不能正常發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病。一些常見的非傳染性慢性病，與細(xì)胞凋亡關(guān)系密切。因遺傳物質(zhì)突變而癌化的細(xì)胞，如果不進(jìn)入凋亡程序，而是繼續(xù)分裂，則會(huì)形成腫瘤；乳腺上皮細(xì)胞如果在停止哺乳后不“程序性死亡”，則有導(dǎo)致乳腺癌的危險(xiǎn)；自身免疫病的發(fā)生，也是免疫系統(tǒng)的淋巴細(xì)胞不正常凋亡的結(jié)果?？傊?，為了機(jī)體的健康，細(xì)胞不但要有計(jì)劃地“生”，也要有計(jì)劃地“死”。病毒性傳染病對(duì)生物體的危害，同樣與細(xì)胞凋亡有關(guān)。令人談虎色變的艾滋?。ˋIDS）就是如此，它是由人類免疫缺陷病毒（HIV）侵染淋巴細(xì)胞引起的。這種病毒本身會(huì)直接殺死一部分細(xì)胞，它還會(huì)誘導(dǎo)更多的淋巴細(xì)胞發(fā)生凋亡，使人體免疫功能遭受重創(chuàng)，極易受到病原體感染。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞分裂、分化、衰老和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)一樣，是現(xiàn)代生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)。這3位獲獎(jiǎng)?wù)叩某晒?，不但有重大的理論意義，還具有重要的應(yīng)用價(jià)值，將為某些重要疾病，如艾滋病、神經(jīng)退行性疾病、中風(fēng)、心血管病、自身免疫病和癌癥等疾病的病理了解和治療起極大的作用。我國(guó)科學(xué)家在這一領(lǐng)域也作出了極大的貢獻(xiàn)，中國(guó)科學(xué)院院士翟中和教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小組從1996年起進(jìn)行這方面的研究，取得了很有意義的成果，他們的論文已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際重要雜志J.Byol.Chem上。細(xì)胞死亡有正常凋亡和異常死亡兩類。正常的細(xì)胞死亡是在細(xì)胞遺傳物質(zhì)的控制下進(jìn)行的主動(dòng)過程，它有一套嚴(yán)格的程序。它對(duì)于生物體的正常發(fā)育具有重要的影響。比如胚胎發(fā)育期手的發(fā)育如果沒有細(xì)胞的凋亡就不會(huì)有纖細(xì)的手指；如果沒有正常的細(xì)胞凋亡，蝌蚪的尾部就不會(huì)消失，它將永遠(yuǎn)不能變成青蛙……正常的細(xì)胞凋亡肩負(fù)著維持各種組織器官固有體積和形態(tài)的功能；還會(huì)使機(jī)體內(nèi)異常的細(xì)胞得到及時(shí)清除，去除潛在的隱患，例如癌癥就是異常的細(xì)胞沒有及時(shí)死亡的結(jié)果……因此細(xì)胞的正常死亡是生物體的一種非常重要的調(diào)節(jié)機(jī)制，是機(jī)體平衡細(xì)胞增殖，調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞數(shù)目恒定的方式，是必不可少的生命過程。3．細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化和細(xì)胞癌變的區(qū)別細(xì)胞的有絲分裂具有周期性，連續(xù)分裂的細(xì)胞在分裂間期染色體復(fù)制，通過分裂期染色體精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去，保證了親子代細(xì)胞染色數(shù)目的恒定性。細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞有的繼續(xù)保持正常的分裂能力，繼續(xù)分裂；有的逐漸失去分裂能力，開始正常的細(xì)胞分化而形成具有一定形態(tài)功能的細(xì)胞和組織。但有的細(xì)胞受到致癌因子的作用，不能正常地完成細(xì)胞分化，而變成不受有機(jī)體控制的連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞，這種細(xì)胞就是癌細(xì)胞，它能夠無限增殖。正常的細(xì)胞都有一定的最高分裂次數(shù)，如人的細(xì)胞一生只能分裂50?60次。然而癌細(xì)胞失去了最高分裂次數(shù)，成為無限增殖的“不死”細(xì)胞，而且癌細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細(xì)胞表面也發(fā)生了變化，由于細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，使得細(xì)胞彼此間黏著性減少，導(dǎo)致癌細(xì)胞在有機(jī)體內(nèi)擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。4．細(xì)胞、組織器官的培養(yǎng)：利用細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞具有全能性，即一個(gè)細(xì)胞含有生物的全部遺傳信息，細(xì)胞有絲分裂的特點(diǎn)是通過染色體復(fù)制，再平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞，使每一個(gè)子細(xì)胞含有相同的遺傳物質(zhì)，保證了前后遺傳性狀的穩(wěn)定性。培養(yǎng)時(shí)需要在培養(yǎng)基里加入一定礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、促進(jìn)細(xì)胞分裂生長(zhǎng)的一些激素。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某種優(yōu)良性狀，通過此方法可以較為穩(wěn)定，如具有雜種優(yōu)勢(shì)的雜合體也不會(huì)出現(xiàn)性狀分離。在低等生物、高等植物應(yīng)用非常廣泛。三考點(diǎn)例析例1（20XX年高考江蘇卷）細(xì)胞衰老是一種正常的生命現(xiàn)象。人的細(xì)胞在衰老過程中不會(huì)出現(xiàn)的變化是A細(xì)胞內(nèi)有些酶活性降低B細(xì)胞內(nèi)色素減少C細(xì)胞內(nèi)水分減少D細(xì)胞內(nèi)呼吸速度減慢［解析］本題考查了細(xì)胞衰老的特征。細(xì)胞內(nèi)色素減少不是細(xì)胞衰老的特征。答案B例2（20XX年高考江蘇卷）下列人體細(xì)胞中分化程度最低的是（）A胚胎干細(xì)胞B造血干細(xì)胞C胰腺細(xì)胞D肌肉細(xì)胞［解析］本題考查了細(xì)胞分化。胚胎干細(xì)胞的分化程度最低。答案：A［提示］這部分內(nèi)容是生物學(xué)的基礎(chǔ)和重點(diǎn)，在整個(gè)生物學(xué)科中有非常重要的作用，復(fù)習(xí)時(shí)要加強(qiáng)對(duì)知識(shí)理解和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，細(xì)胞的增殖等都是考查重點(diǎn)。另外，以選擇題和圖表題的形式考查的可能性很大。例3.（20XX年廣東卷）大氣平流層中的臭氧層可以濾除太陽(yáng)光中大部分的紫外輻射，因此被稱為地球生物圈的保護(hù)傘，然而．由于人類大量排放鹵代烴（如制冷劑氟利昂），嚴(yán)重破壞了臭氧層，引起地球表面紫外輻射增強(qiáng)。臭氧層耗損引起普遍的生物學(xué)效應(yīng)是A海洋浮游生物增多人類皮膚癌、白內(nèi)障增加c.生物群落的分布不受影響D.農(nóng)作物減產(chǎn)［解析］紫外線是細(xì)胞癌變和基因突變的因子，因此可以導(dǎo)致皮膚癌和白內(nèi)障增加，也會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。答案BD例4.（20XX年江蘇卷）細(xì)胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，下列不正確的是：A分化發(fā)生在生物體的整個(gè)生命進(jìn)程中B分化是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果C未離體的體細(xì)胞不會(huì)表現(xiàn)出全能性D分化過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變［解析］本題考查細(xì)胞分化的概念和特點(diǎn)。答案：D四自我檢測(cè).下列哪種細(xì)胞的全能性最容易表達(dá)出來（）A.人的口腔上皮細(xì)胞B.葡萄枝韌皮部細(xì)胞C.兔的肝臟細(xì)胞D.鼠的神經(jīng)細(xì)胞.下列細(xì)胞中壽命比較長(zhǎng)的是（）A.已分化的細(xì)胞B.根尖分生區(qū)細(xì)胞C.根尖成熟區(qū)細(xì)胞D.根尖伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞.細(xì)胞分化與細(xì)胞增殖的主要不同是（）A.細(xì)胞數(shù)量增多.細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)相同C.細(xì)胞在生理功能上相似D.相同細(xì)胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程.在細(xì)胞分化過程中，遺傳物質(zhì)將發(fā)生改變.部分改變.不改變.是隨機(jī)的人的頭發(fā)基部的黑色素細(xì)胞衰老時(shí)，頭發(fā)就會(huì)變白。其原因是（）A.細(xì)胞內(nèi)水分減少B.細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶活性降低C.細(xì)胞膜通透性降低D.細(xì)胞的呼吸速度減慢下列哪一組是細(xì)胞衰老的特征（）①細(xì)胞無限分裂②水分減少③畸形改變④酶活性降低⑤色素沉著⑥易分散轉(zhuǎn)移⑦呼吸速度減慢⑧細(xì)胞膜通透性改變A.①③⑥⑧B.①②⑤⑦C.②④⑤⑦⑧D.②④⑥⑧

7．在二次大戰(zhàn)后，在日本廣島生活的人，癌發(fā)病率很高，原因是受什么作用()A.物理致癌因子B.化學(xué)致癌因子C.病毒致癌因子D.煤焦油.皮膚癌一般發(fā)生于皮膚哪一層細(xì)胞的哪一時(shí)期．表皮細(xì)胞有絲分裂期.真皮細(xì)胞有絲分裂期．表皮細(xì)胞有絲分裂期.真皮細(xì)胞有絲分裂期?生發(fā)層細(xì)胞有絲分裂期?生發(fā)層細(xì)胞有絲分裂期.癌細(xì)胞形成的根本原因是．物理致癌因子的刺激.癌細(xì)胞形成的根本原因是．物理致癌因子的刺激．病毒致癌因子的刺激.化學(xué)致癌因子的刺激.細(xì)胞內(nèi)原癌基因的激活10．世界上許多實(shí)驗(yàn)室廣泛地傳代使用的“海拉細(xì)胞系”是從黑人婦女海拉的宮頸癌細(xì)胞分離建立的，分離出來的癌細(xì)胞在體外培養(yǎng)中能無限地傳代下去，這說明癌細(xì)胞能；這些癌細(xì)胞容易在有機(jī)體內(nèi)分散、轉(zhuǎn)移，其原因是；若使這些癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為正常細(xì)胞，從遺傳角度來看，應(yīng)采取什么措施？。1．根據(jù)下圖回答TOC\o"1-5"\h\z()①一②、①一④的過程叫做。()①一③的過程叫做-()③一⑤的過程叫做-()組成②、③、④的細(xì)胞的、、不同，因此它屬于不同的。()①一④所示各組細(xì)胞群中，具有分裂能力的是標(biāo)號(hào)—所示細(xì)胞群。()據(jù)圖分析，該細(xì)胞應(yīng)為細(xì)胞，細(xì)胞的全能性主要是指細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的一具有全能性。()將①中的兩個(gè)細(xì)胞分離開，并置于試管內(nèi)的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)等過程也發(fā)育為一個(gè)生物新個(gè)體，這種技術(shù)稱為。^年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予位科學(xué)家，“程序性細(xì)胞死亡”過程中的基因規(guī)則。這項(xiàng)工作對(duì)人類癌細(xì)胞內(nèi)的相關(guān)變化和及某種藥物治療導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡的細(xì)胞的衰老和死亡是一種正常的生命觀象。下歹I①水分減少，細(xì)胞萎縮②新陳代謝的速度減慢上升⑤色素積累增多⑥細(xì)胞的呼吸速率減慢⑦細(xì))改變A①②③④⑤⑥?①②③⑤⑥⑦⑧①②③⑥⑧.①②③④⑤⑧人的受精卵開始分裂，逐漸形成大量功能不同的紅結(jié)果。人的胚胎在發(fā)育初期是有尾的，但在胚胎發(fā)育成由于。后來的科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，控制“程序性細(xì)胞死亡,死亡；另一類是啟動(dòng)或促進(jìn)細(xì)胞死亡。兩類基因相互作用的細(xì)胞沒有死亡，不該死亡的細(xì)胞大批死亡，就會(huì)患病，如癌癥、艾滋病等。請(qǐng)你運(yùn)用這個(gè)理論對(duì)癌癥、艾滋病的治療進(jìn)行大膽的設(shè)想。參考答案.解析：植物與動(dòng)物相比，其全能性更容易表達(dá)出來。答案：B.解析：根尖成熟區(qū)細(xì)胞和伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞都是已經(jīng)分化的細(xì)胞，根尖分生區(qū)細(xì)胞仍具有分裂能力，與分化的細(xì)胞相比，具有分裂能力的細(xì)胞壽命較長(zhǎng)。答案：B.解析：細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生變化的過程，叫做細(xì)胞分化。分化一般發(fā)生在分裂間期，即兩次細(xì)胞分裂之間，或是發(fā)生在細(xì)胞永久停止分裂以后。細(xì)胞增殖是細(xì)胞增加數(shù)目的過程。細(xì)胞分化是質(zhì)變，細(xì)胞分裂則是量變。答案：D解析：分化時(shí)細(xì)胞分裂過程是有絲分裂答案：.［解析］考查衰老細(xì)胞的特征。答案：B.［解析］可查衰老細(xì)胞的具體特征。答案：C.解析：考查細(xì)胞癌變的原因。答案：A背景材料：1945年8月6日清晨8時(shí)15分，世界上第一枚名叫“小男孩兒”的原子彈在廣島上空爆炸。時(shí)隔三天，一顆叫做“胖子”的世界上第二枚原子彈又投到了日本長(zhǎng)崎。原子彈爆炸給這兩座城市以毀滅性打擊，爆炸產(chǎn)生的沖擊波將建筑物夷為平地，3000攝氏度的熱輻射將距爆炸中心兩英里之內(nèi)的人們燒傷。當(dāng)時(shí)的日本《朝日新聞》報(bào)道宣稱這兩顆炸彈產(chǎn)生了“不可思議的后果……就連那些只受到輕度灼傷和最初看上去沒啥毛病的人們，幾天之后也莫名其妙地一病不起，這些病人嘔吐、拒食、脫發(fā)、便血、出血……廣島市35萬(wàn)人口中的13萬(wàn)人不久盡數(shù)死去”。后來明白了，這種莫名其妙的病是外照射急性放射病，是原子彈爆炸時(shí)產(chǎn)生的核輻射引起的損傷。1985年7月20日廣島市有關(guān)部門發(fā)表的調(diào)查報(bào)告中公布：廣島直接遭受原子彈侵害和受到原子彈放射影響的被害人數(shù)達(dá)49萬(wàn)！尤其是癌癥發(fā)病率一直很高，原因是受到了放射線和熱輻射等物理致癌因子的作用。8解析：生發(fā)層細(xì)胞進(jìn)行旺盛的細(xì)胞分裂，期進(jìn)行的復(fù)制，容易出現(xiàn)差錯(cuò)。答案:9解析：各種誘變因子最終都要作用于原癌基因。答案：10．答案：無限增殖細(xì)胞膜上的糖蛋白質(zhì)等物質(zhì)減少，細(xì)胞彼此之間的黏著性減少使致癌基因或抑癌基因能夠正常表達(dá)11．解析：本題是一種圖文轉(zhuǎn)化能力的考查，分裂后圖形上看細(xì)胞差異不大，分化則細(xì)胞差異大。答案：（1）細(xì)胞的分化（2）細(xì)胞的分裂（3）細(xì)胞的生長(zhǎng)（4）形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能組織（）①、③、⑤l）植物細(xì)胞核（）細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化、組織器官的形成組織培養(yǎng)．1解2析：細(xì)胞的衰老和死亡是一種正常的生命現(xiàn)象，如何延緩細(xì)胞的衰老是人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。本題圍繞細(xì)胞的衰老、死亡及基因調(diào)