细胞分化衰老凋亡和癌变教案

第九讲细胞分化、衰老、凋亡和癌变课时安排：1课时教学目标：1.说明细胞的分化、细胞衰老的特征、2.举例说明细胞的全能性。3.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。4．说出癌细胞的主要特征和致癌因子。5．讨论：细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况；恶性肿瘤的防治，选择健康的生活方式。6．资料的搜集和分析：有关干细胞研究进展与人类健康的资料、与社会老龄化相关的问题的资料本讲重点：1．细胞分化的概念和意义。2．细胞全能性、细胞凋亡的概念。3．个体衰老与细胞衰老的关系，细胞衰老的特征。4．癌细胞的主要特征。本讲难点：1．细胞全能性的概念及实例2．细胞凋亡的含义以及与细胞坏死的区别3．原癌基因与抑癌基因的区别。考点点拨：一、相关知识（一）基本概念细胞的分化、细胞的全能性、干细胞、造血干细胞、胚胎干细胞；衰老细胞；细胞凋亡、细胞编程性死亡、细胞坏死；癌细胞、致癌因子、原癌基因、抑癌基因（二）知识网络概念：个体发育过程中，由一个或一种细胞增殖产生后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程内因：不同细胞中遗传信息的执行情况不同细胞分化结结果：形成形态结构和生理功能不同的细胞群意义：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础；有利于、提高各种生理功能的效率。（三）疑难解析1．细胞在形态结构和生理功能上发生变化的过程，叫做细胞分化。分化一般发生在分裂间期，即两次细胞分裂之间，或是发生在细胞永久停止分裂以后。细胞分化是质变，而细胞分裂则是量变，但二者也并非截然分开，因为细胞在增殖过程中，也有分化，而在分化过程中也能继续增殖。通常，分化程度高的细胞，增殖能力较差或失去增殖能力。神经细胞达到高度分化的地步，因此它们不再能转变为其他类型的细胞，而且也失去了分裂的能力。在这种发育下，分化是永久的，而且是不可逆转的。但在另一些情况下，分化又是暂时和可逆转的，这些细胞分化程度较低，如造血器官中的网状细胞，能形成血细胞或结缔组织中的各种细胞。细胞分化过程中主要是受亲本的遗传性所控制，同时也受它所处的周围环境条件的影响。人体发育是通过细胞分裂过程实现的。实验证明，细胞内的环腺苷酸（CAMP）和环鸟苷酸的浓度对细胞分裂和分化具有调控作用。当CAMP的含量增高时，则抑制细胞分裂，而CGMP的作用与此相反，含量高则会导致细胞分裂。2．细胞“程序性死亡”20XX年诺贝尔医学奖分别授予了英国科学家悉尼•布雷尔、约翰•苏尔斯顿和美国科学家罗伯特•霍维茨，以表彰他们在发现“器官发育和细胞程序性死亡过程中的基因调节作用”上的贡献。那么，什么是“程序性细胞死亡”？基因在其中又发挥了什么作用呢？我们都知道，人是从一个受精卵发育而来，细胞分裂和分化在这个过程中起了重要作用。另一方面，某些细胞按照事先“编好的程序”，在基因的控制之下主动死亡，这对正常的发育也是必不可少的。细胞的这种死亡方式就称作“程序性死亡”（ProgrammedCellDeathPCD）,又名“凋亡”。细胞的这种死亡，是在特殊基因的控制下主动进行的。“程序性死亡”有着重要的生物学意义。“程序性死亡”不仅对正常发育至关重要，对成年个体机体的稳定也必不可少。我们的骨髓和肠上皮中，每小时都有约10亿个细胞”程序性死亡”具有免疫功能的T淋巴细胞，有95％通过细胞凋亡死去，以保证机体的免疫系统行使正常功能。细胞的“程序性死亡”如果不能正常发生，会导致严重的疾病。一些常见的非传染性慢性病，与细胞凋亡关系密切。因遗传物质突变而癌化的细胞，如果不进入凋亡程序，而是继续分裂，则会形成肿瘤；乳腺上皮细胞如果在停止哺乳后不“程序性死亡”，则有导致乳腺癌的危险；自身免疫病的发生，也是免疫系统的淋巴细胞不正常凋亡的结果。总之，为了机体的健康，细胞不但要有计划地“生”，也要有计划地“死”。病毒性传染病对生物体的危害，同样与细胞凋亡有关。令人谈虎色变的艾滋病（AIDS）就是如此，它是由人类免疫缺陷病毒（HIV）侵染淋巴细胞引起的。这种病毒本身会直接杀死一部分细胞，它还会诱导更多的淋巴细胞发生凋亡，使人体免疫功能遭受重创，极易受到病原体感染。细胞凋亡与细胞分裂、分化、衰老和细胞信号传导一样，是现代生命科学研究的热点。这3位获奖者的成果，不但有重大的理论意义，还具有重要的应用价值，将为某些重要疾病，如艾滋病、神经退行性疾病、中风、心血管病、自身免疫病和癌症等疾病的病理了解和治疗起极大的作用。我国科学家在这一领域也作出了极大的贡献，中国科学院院士翟中和教授领导的科研小组从1996年起进行这方面的研究，取得了很有意义的成果，他们的论文已经发表在国际重要杂志J.Byol.Chem上。细胞死亡有正常凋亡和异常死亡两类。正常的细胞死亡是在细胞遗传物质的控制下进行的主动过程，它有一套严格的程序。它对于生物体的正常发育具有重要的影响。比如胚胎发育期手的发育如果没有细胞的凋亡就不会有纤细的手指；如果没有正常的细胞凋亡，蝌蚪的尾部就不会消失，它将永远不能变成青蛙……正常的细胞凋亡肩负着维持各种组织器官固有体积和形态的功能；还会使机体内异常的细胞得到及时清除，去除潜在的隐患，例如癌症就是异常的细胞没有及时死亡的结果……因此细胞的正常死亡是生物体的一种非常重要的调节机制，是机体平衡细胞增殖，调节机体细胞数目恒定的方式，是必不可少的生命过程。3．细胞分裂、细胞分化和细胞癌变的区别细胞的有丝分裂具有周期性，连续分裂的细胞在分裂间期染色体复制，通过分裂期染色体精确地平均分配到两个子细胞中去，保证了亲子代细胞染色数目的恒定性。细胞分裂产生的子细胞有的继续保持正常的分裂能力，继续分裂；有的逐渐失去分裂能力，开始正常的细胞分化而形成具有一定形态功能的细胞和组织。但有的细胞受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成不受有机体控制的连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞，它能够无限增殖。正常的细胞都有一定的最高分裂次数，如人的细胞一生只能分裂50〜60次。然而癌细胞失去了最高分裂次数，成为无限增殖的“不死”细胞，而且癌细胞形态结构发生变化，细胞表面也发生了变化，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此间黏着性减少，导致癌细胞在有机体内扩散和转移。4．细胞、组织器官的培养：利用细胞进行有丝分裂，细胞具有全能性，即一个细胞含有生物的全部遗传信息，细胞有丝分裂的特点是通过染色体复制，再平均分配到两个子细胞，使每一个子细胞含有相同的遗传物质，保证了前后遗传性状的稳定性。培养时需要在培养基里加入一定矿质营养、促进细胞分裂生长的一些激素。当发现某种优良性状，通过此方法可以较为稳定，如具有杂种优势的杂合体也不会出现性状分离。在低等生物、高等植物应用非常广泛。三考点例析例1（20XX年高考江苏卷）细胞衰老是一种正常的生命现象。人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是A细胞内有些酶活性降低B细胞内色素减少C细胞内水分减少D细胞内呼吸速度减慢［解析］本题考查了细胞衰老的特征。细胞内色素减少不是细胞衰老的特征。答案B例2（20XX年高考江苏卷）下列人体细胞中分化程度最低的是（）A胚胎干细胞B造血干细胞C胰腺细胞D肌肉细胞［解析］本题考查了细胞分化。胚胎干细胞的分化程度最低。答案：A［提示］这部分内容是生物学的基础和重点，在整个生物学科中有非常重要的作用，复习时要加强对知识理解和应用能力的培养。细胞的结构和功能，细胞的增殖等都是考查重点。另外，以选择题和图表题的形式考查的可能性很大。例3.（20XX年广东卷）大气平流层中的臭氧层可以滤除太阳光中大部分的紫外辐射，因此被称为地球生物圈的保护伞，然而．由于人类大量排放卤代烃（如制冷剂氟利昂），严重破坏了臭氧层，引起地球表面紫外辐射增强。臭氧层耗损引起普遍的生物学效应是A海洋浮游生物增多人类皮肤癌、白内障增加c.生物群落的分布不受影响D.农作物减产［解析］紫外线是细胞癌变和基因突变的因子，因此可以导致皮肤癌和白内障增加，也会导致农作物减产。答案BD例4.（20XX年江苏卷）细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是：A分化发生在生物体的整个生命进程中B分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果C未离体的体细胞不会表现出全能性D分化过程中遗传物质发生了改变［解析］本题考查细胞分化的概念和特点。答案：D四自我检测.下列哪种细胞的全能性最容易表达出来（）A.人的口腔上皮细胞B.葡萄枝韧皮部细胞C.兔的肝脏细胞D.鼠的神经细胞.下列细胞中寿命比较长的是（）A.已分化的细胞B.根尖分生区细胞C.根尖成熟区细胞D.根尖伸长区细胞.细胞分化与细胞增殖的主要不同是（）A.细胞数量增多.细胞的形态、结构相同C.细胞在生理功能上相似D.相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程.在细胞分化过程中，遗传物质将发生改变.部分改变.不改变.是随机的人的头发基部的黑色素细胞衰老时，头发就会变白。其原因是（）A.细胞内水分减少B.细胞内酪氨酸酶活性降低C.细胞膜通透性降低D.细胞的呼吸速度减慢下列哪一组是细胞衰老的特征（）①细胞无限分裂②水分减少③畸形改变④酶活性降低⑤色素沉着⑥易分散转移⑦呼吸速度减慢⑧细胞膜通透性改变A.①③⑥⑧B.①②⑤⑦C.②④⑤⑦⑧D.②④⑥⑧

7．在二次大战后，在日本广岛生活的人，癌发病率很高，原因是受什么作用()A.物理致癌因子B.化学致癌因子C.病毒致癌因子D.煤焦油.皮肤癌一般发生于皮肤哪一层细胞的哪一时期．表皮细胞有丝分裂期.真皮细胞有丝分裂期．表皮细胞有丝分裂期.真皮细胞有丝分裂期•生发层细胞有丝分裂期•生发层细胞有丝分裂期.癌细胞形成的根本原因是．物理致癌因子的刺激.癌细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.化学致癌因子的刺激.细胞内原癌基因的激活10．世界上许多实验室广泛地传代使用的“海拉细胞系”是从黑人妇女海拉的宫颈癌细胞分离建立的，分离出来的癌细胞在体外培养中能无限地传代下去，这说明癌细胞能；这些癌细胞容易在有机体内分散、转移，其原因是；若使这些癌细胞转化为正常细胞，从遗传角度来看，应采取什么措施？。1．根据下图回答TOC\o"1-5"\h\z()①一②、①一④的过程叫做。()①一③的过程叫做-()③一⑤的过程叫做-()组成②、③、④的细胞的、、不同，因此它属于不同的。()①一④所示各组细胞群中，具有分裂能力的是标号—所示细胞群。()据图分析，该细胞应为细胞，细胞的全能性主要是指细胞结构中的一具有全能性。()将①中的两个细胞分离开，并置于试管内的培养基上培养，经等过程也发育为一个生物新个体，这种技术称为。^年诺贝尔生理学或医学奖授予位科学家，“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。这项工作对人类癌细胞内的相关变化和及某种药物治疗导致癌细胞死亡的细胞的衰老和死亡是一种正常的生命观象。下歹I①水分减少，细胞萎缩②新陈代谢的速度减慢上升⑤色素积累增多⑥细胞的呼吸速率减慢⑦细)改变A①②③④⑤⑥・①②③⑤⑥⑦⑧①②③⑥⑧.①②③④⑤⑧人的受精卵开始分裂，逐渐形成大量功能不同的红结果。人的胚胎在发育初期是有尾的，但在胚胎发育成由于。后来的科学家研究发现，控制“程序性细胞死亡,死亡；另一类是启动或促进细胞死亡。两类基因相互作用的细胞没有死亡，不该死亡的细胞大批死亡，就会患病，如癌症、艾滋病等。请你运用这个理论对癌症、艾滋病的治疗进行大胆的设想。参考答案.解析：植物与动物相比，其全能性更容易表达出来。答案：B.解析：根尖成熟区细胞和伸长区细胞都是已经分化的细胞，根尖分生区细胞仍具有分裂能力，与分化的细胞相比，具有分裂能力的细胞寿命较长。答案：B.解析：细胞在形态结构和生理功能上发生变化的过程，叫做细胞分化。分化一般发生在分裂间期，即两次细胞分裂之间，或是发生在细胞永久停止分裂以后。细胞增殖是细胞增加数目的过程。细胞分化是质变，细胞分裂则是量变。答案：D解析：分化时细胞分裂过程是有丝分裂答案：.［解析］考查衰老细胞的特征。答案：B.［解析］可查衰老细胞的具体特征。答案：C.解析：考查细胞癌变的原因。答案：A背景材料：1945年8月6日清晨8时15分，世界上第一枚名叫“小男孩儿”的原子弹在广岛上空爆炸。时隔三天，一颗叫做“胖子”的世界上第二枚原子弹又投到了日本长崎。原子弹爆炸给这两座城市以毁灭性打击，爆炸产生的冲击波将建筑物夷为平地，3000摄氏度的热辐射将距爆炸中心两英里之内的人们烧伤。当时的日本《朝日新闻》报道宣称这两颗炸弹产生了“不可思议的后果……就连那些只受到轻度灼伤和最初看上去没啥毛病的人们，几天之后也莫名其妙地一病不起，这些病人呕吐、拒食、脱发、便血、出血……广岛市35万人口中的13万人不久尽数死去”。后来明白了，这种莫名其妙的病是外照射急性放射病，是原子弹爆炸时产生的核辐射引起的损伤。1985年7月20日广岛市有关部门发表的调查报告中公布：广岛直接遭受原子弹侵害和受到原子弹放射影响的被害人数达49万！尤其是癌症发病率一直很高，原因是受到了放射线和热辐射等物理致癌因子的作用。8解析：生发层细胞进行旺盛的细胞分裂，期进行的复制，容易出现差错。答案:9解析：各种诱变因子最终都要作用于原癌基因。答案：10．答案：无限增殖细胞膜上的糖蛋白质等物质减少，细胞彼此之间的黏着性减少使致癌基因或抑癌基因能够正常表达11．解析：本题是一种图文转化能力的考查，分裂后图形上看细胞差异不大，分化则细胞差异大。答案：（1）细胞的分化（2）细胞的分裂（3）细胞的生长（4）形态结构生理功能组织（）①、③、⑤l）植物细胞核（）细胞分裂、细胞分化、组织器官的形成组织培养．1解2析：细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象，如何延缓细胞的衰老是人们关注的热点之一。本题围绕细胞的衰老、死亡及基因调