高中生物第6章第4节细胞的癌变教案新人教版.docx

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高中生物第6章第4节细胞的癌变教案新人教版

细胞的癌变

一、癌细胞及其特征

1．含义

（1）引起原因

（2）特点：

不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

2．主要特征

（1）在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。

（2）癌细胞的形态结构发生显著变化。

（3）癌细胞的表面发生了变化。

糖蛋白等物质减少，使细胞间黏着性降低，导致癌细胞容易在机体内分散和转移。

二、致癌因子、癌变机理及癌症预防、诊断与治疗

1．致癌因子的类型

（1）物理致癌因子：

主要指辐射，如紫外线、X射线、核辐射等。

（2）化学致癌因子：

种类较多，主要是一些有害的化学物质和药物制剂。

（3）病毒致癌因子：

如Rous肉瘤病毒等。

2．细胞癌变的机理

（1）与癌有关的基因：

①原癌基因，主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。

②抑癌基因，主要阻止细胞不正常的增殖。

（2）癌变的机理：

原癌基因和抑癌基因发生突变，形成不受机体控制的恶性增殖细胞。

3.癌症的预防、诊断与治疗

（1）预防措施：

远离致癌因子。

（2）诊断手段：

病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。

（3）治疗手段：

手术切除、化疗、放疗等。

一、癌细胞的主要特征

1．正常人的肝细胞可以分裂50次～60次，可活45.8天～55天，而海拉宫颈癌细胞自1951年存活至今，目前已分裂约数万次，据此分析，癌细胞有什么特征？

癌细胞的增殖方式是什么？

有细胞周期吗？

提示：

癌细胞具有无限增殖的特点，其增殖方式为有丝分裂，有细胞周期。

2．阅读P125教材内容，回答下列问题

（1）根据图示思考：

与正常细胞相比，癌细胞在形态结构上发生了怎样的变化？

提示：

图中培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，当这种细胞转化成癌细胞后就变成球形了。

（2）肿瘤有良性的，也有恶性的，良性肿瘤逐渐增长仅是压迫周围组织，而恶性肿瘤会不断侵入周围组织，被称为“癌”。

试分析癌细胞在体内为什么容易分散和转移？

提示：

癌细胞表面发生了变化。

细胞膜上的糖蛋白被癌细胞产生的蛋白酶降解，使癌细胞之间的黏着性下降，容易在体内分散和转移。

（3）结合细胞膜成分的学习，思考如何检测人体内是否产生了癌细胞？

提示：

有的癌细胞的细胞膜产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。

可利用仪器检测这些物质。

3．判断下列说法是否正确

（1）细胞癌变后，细胞内的遗传物质发生了改变。

（√）

（2）人体内所有细胞都具有与癌变有关的基因。

（√）

（3）细胞癌变后，细胞的形态结构不会发生显著变化。

（×）

二、致癌因子、癌变机理及癌症预防、诊断与治疗

1．阅读教材P126～P127内容，结合对细胞癌变的外因和内因的理解，思考下列问题：

（1）接触致癌因子一定会引起细胞癌变吗？

提示：

不一定。

只有在致癌因子引起原癌基因和抑癌基因发生突变时，才会导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。

（2）癌症的治疗方法有手术切除、化疗、放疗等，请分析用于化疗的抗癌剂作用于癌细胞分裂的哪个时期？

作用机理是什么？

有副作用吗？

提示：

作用于有丝分裂间期，主要是抑制DNA的复制和有关蛋白质的合成。

这种抑制作用无特异性，因此化疗有较强的副作用。

2．判断下列说法是否正确

（1）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。

（√）

（2）抑癌基因仅存在于癌细胞中，促进细胞快速分裂。

（×）

（3）癌细胞的产生是由于正常细胞受到致癌因子作用，基因发生了突变引起的。

（√）

一、癌细胞的主要特征

1.适宜条件下无限增殖

细胞来源

细胞周期

分裂次数

存活时间

正常人肝细胞

22小时

50～60

45.8天～55天

海拉宫颈癌细胞

22小时

无限分裂

1951年至今

2.形态结构发生显著变化

3．易分散转移：

细胞膜表面的糖蛋白减少→细胞间的黏着性降低→细胞容易分散和转移。

[特别提醒]

（1）癌细胞的概念主要有三个关键点：

“致癌因子的作用”、“遗传物质的改变”和“恶性增殖现象”。

（2）癌细胞的特征可以从三个方面理解：

“不死的细胞”、“变态的细胞”和“可分散和转移的细胞”。

二、癌变机理

[例1]　关于人体癌细胞的叙述，不正确的是（　　）

A．癌变主要是因为人体细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变

B．癌细胞无细胞分裂周期，但细胞生长快

C．有些病毒能将其基因整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变

D．癌细胞的形态结构和表面的物质都发生明显的变化

[解析]　癌细胞的形态结构发生改变和表面的糖蛋白减少，从而使癌细胞易分散和转移。

有些病毒是致癌因子，所以会提高癌变的可能性，癌细胞的产生是由于原癌基因和抑癌基因共同突变的结果。

由于癌细胞有持续分裂的能力，因此具有细胞周期。

[答案]　B

癌细胞生命活动相对较为旺盛的主要体现

（1）线粒体活动活跃，主要为癌细胞的分裂提供能量，同时也为其他生命活动提供能量。

（2）核糖体活动旺盛，在有丝分裂的间期要制造大量的蛋白质，为细胞分裂做准备。

　　[例2]　细胞的畸形分化，与癌细胞的产生有直接的关系。

试回答下列问题：

（1）导致癌变发生的原因是正常细胞中的________发生了突变。

（2）治疗癌症的常用方法之一是化疗，因为化疗采用的化学药物能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。

此类药物作用于癌细胞的细胞周期的____________期，有些化疗的药物还可以干扰DNA的复制以及____________的合成，若该药物抑制纺锤体的形成，则癌细胞的细胞周期将阻断在____________期。

（3）研究人员从人体的DNA中筛选、克隆出内皮抑素基因，将此基因转移到双歧杆菌中，经发酵制成口服制剂，此制剂用于临床治疗之前，应该先进行实验，以确定此制剂对生物体重要内脏器官的安全性，实验如下：

实验材料：

转基因双歧杆菌口服制剂、水、食物等，健康鼠4只，生理状态如下：

代号

甲

乙

丙

丁

性别

雌

雌

雄

雄

体重

78g

76g

99g

101g

①将实验鼠分为实验组、对照组，其中____________为实验组，____________为对照组（填代号）。

②实验中，每日除要为小鼠提供生活所需的相同食物外，还要给实验组定时服用________，对照组则服用__________________________________________________________。

[解析]　

（1）细胞癌变的根本原因是致癌因子导致了原癌基因和抑癌基因发生突变。

（2）该药物与DNA分子发生反应，阻止了DNA的复制，应作用于分裂间期；纺锤体在有丝分裂前期形成，若药物抑制纺锤体形成，则细胞周期将停留在分裂前期。

（3）探究转基因双歧杆菌口服制剂的安全性，应设置对照实验，为保证结果的全面可靠性，对照组和实验组都应包括一只雌鼠和一只雄鼠。

实验中的单一变量为转基因双歧杆菌口服制剂的有无，即实验组小鼠定时服用转基因双歧杆菌口服制剂，对照组小鼠服用等量的清水，最后对实验结果进行比较分析得出结论。

[答案]　

（1）原癌基因和抑癌基因　

（2）间　蛋白质（RNA）　前　（3）①甲与丙（乙与丁）　乙与丁（甲与丙）　②转基因双歧杆菌口服制剂　等量的清水

[网络构建]

填充：

①无限增殖　②显著变化　③发生变化④物理、化学、病毒致癌因子

⑤原癌基因、抑癌基因突变

[关键语句]

1．细胞癌变属于细胞的畸形分化。

2．癌细胞具有无限增殖、易于扩散和转移的特点。

3．细胞癌变的原理：

原癌基因和抑癌基因发生突变。

4．原癌基因主要调节细胞周期，抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖。

1．癌细胞具有的特征中，不正确的是（　　）

A．能够无限增殖

B．细胞的形态结构发生了变化

C．细胞的表面发生了变化

D．癌细胞与正常细胞都可以进行正常的细胞分化

解析：

选D　根据癌细胞的特征可知，A、B、C三项都正确。

由癌细胞的概念可知，癌细胞没有进行正常的细胞分化。

2．下列有关细胞的说法，哪项属于癌细胞的主要特点（　　）

A．细胞体积变小，代谢缓慢

B．细胞膜糖蛋白减少，彼此黏着性减小

C．细胞膜通透性变小，物质运输能力降低

D．细胞核变大，呼吸速度变慢

解析：

选B　癌细胞在适宜的条件下，能够无限增殖，细胞形态结构发生变化，癌细胞表面发生变化，细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞间的黏着性减小，易扩散和转移；细胞体积变小，代谢缓慢，细胞核变大，呼吸速率变慢，细胞通透性变小，物质运输能力降低，属于细胞衰老的特征。

3．下列哪种细胞很可能发生了癌变（　　）

A．能连续分裂的细胞

B．细胞膜上糖蛋白减少的细胞

C．接触了致癌因子的细胞

D．存在原癌基因的细胞

解析：

选B　癌细胞是不受机体控制、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

骨髓中的造血干细胞能连续增殖、分化为血细胞，但其分裂增殖受机体控制，不属于癌变的细胞。

人的染色体上普遍存在原癌基因，致癌因子作用于细胞后，不一定将原癌基因激活。

细胞癌变后的一个显著特点是细胞膜表面的糖蛋白减少。

4．下列关于癌细胞的叙述不正确的是（　　）

A．放射性治疗可以引发癌细胞凋亡

B．癌变的实质是原癌基因或抑癌基因发生突变

C．细胞的畸形分化与癌细胞的产生有直接关系

D．吸烟、酗酒等不良生活习惯是引发癌症的危险因素

解析：

选A　细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡，而放射性治疗引发的死亡不属于编程性死亡；不良的生活习惯等可能使原癌基因或抑癌基因发生突变引起细胞畸形分化而导致细胞癌变。

5．研究表明，在化疗（主要利用抗癌剂杀死癌细胞）的同时给实验鼠服用二甲双胍，可抑制实验鼠体内的乳腺癌细胞扩散。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．化疗是目前治疗癌症的唯一手段

B．二甲双胍不可能导致实验鼠体内细胞表面的糖蛋白减少

C．原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变

D．一只切除胸腺的鼠与一只正常鼠患乳腺癌的几率相同

解析：

选B　目前治疗癌症的手段除化疗外还有手术切除、放疗等；癌细胞容易扩散转移的原因是细胞膜表面的糖蛋白减少，而二甲双胍能抑制乳腺癌细胞的扩散，故不可能导致实验鼠体内细胞表面的糖蛋白减少；原癌基因和抑癌基因的突变是细胞癌变的根本原因；切除胸腺的鼠不能产生T细胞，因而不能通过细胞免疫将癌细胞清除，故比正常鼠患癌症的几率高。

6．下列有关细胞癌变的叙述，错误的是（　　）

A．细胞癌变后细胞膜表面糖蛋白减少

B．癌症病人染色体上无抑癌基因

C．经常食用烟熏制品易导致细胞的癌变

D．癌症的发生与个人的身心状况有关

解析：

选B　引起细胞癌变的致癌因子大致分为物理、化学和病毒三类。

人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因：

原癌基因和抑癌基因。

环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。

7．白血病是一种常见的造血组织肿瘤疾病，该病是由于造血干细胞受到致癌因子的作用，不能正常地完成分化，而变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

这种细胞在骨髓中堆积，使正常造血干细胞的增殖分化受阻。

大部分恶性肿瘤细胞处于连续分裂、恶性增殖的细胞增殖周期，但有少部分恶性肿瘤细胞处于休眠状态，在一定条件下才重新进入增殖周期。

（1）造成造血干细胞产生这种变异的致癌因子有哪些？

____________________________

。

这些因子是如何使造血干细胞发生癌变转化成癌细胞的？

________________________________________________________________________。

（2）治疗白血病的方法之一是化学疗法，其中化学药品羟基脲、阿糖胞苷等能干扰DNA的合成，对恶性肿瘤细胞有杀伤作用，对上述药物最敏感的是处于_______期的恶性肿瘤细胞，最不敏感的是处于______状态的恶性肿瘤细胞，原因是_______________________________。

（3）目前治疗白血病的较好方法是进行________移植。

对患者而言，移植的骨髓相当于________。

解析：

引起细胞癌变的致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子；致癌因子使造血干细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变，从而使正常的造血干细胞转化成癌细胞；由于药物能干扰DNA的合成，而DNA的合成发生在细胞分裂间期，因此，处于分裂间期的恶性肿瘤细胞对药物最敏感，而不能进行DNA复制的处于休眠期的恶性肿瘤细胞对药物最不敏感；目前治疗白血病的较好方法是进行骨髓移植，移植的骨髓相当于抗原。

答案：

（1）物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子　致癌因子使造血干细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变，从而使正常的造血干细胞转化成癌细胞　

（2）分裂间　休眠　休眠状态的细胞不进行细胞分裂，不再合成DNA，对这些药物最不敏感　（3）骨髓　抗原

（时间：

25分钟；满分：

50分）

一、选择题（每小题3分，共24分）

1．癌细胞容易转移是因为（　　）

A．细胞膜具有流动性

B．癌细胞为球形

C．癌细胞膜上糖蛋白等物质减少

D．癌细胞体积小

解析：

选C　由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，使得癌细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。

2．下列有关细胞癌变的叙述，正确的是（　　）

A．基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传

B．石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子

C．人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用

D．癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓

解析：

选C　人体的免疫系统可以通过细胞免疫将癌变细胞清除；体细胞发生的癌变一般不能遗传；石棉和黄曲霉毒素都属于化学致癌因子；癌变细胞能迅速生长、分裂，并无限增殖，所以癌变细胞内酶活性较强，细胞代谢旺盛。

3．癌细胞与正常细胞相比，数量增加最多的可能是（　　）

A．中心体　　　　　　　　B．内质网

C．核糖体D．高尔基体

解析：

选C　因为癌细胞能无限增殖，所以需合成大量蛋白质。

与蛋白质合成有关的细胞器是选项中的核糖体。

4．区分细胞是分化还是癌变时，依据亲子代细胞的（　　）

A．形态是否发生变化B．结构是否发生变化

C．DNA是否相同D．蛋白质是否相同

解析：

选C　细胞分化和癌变均会引起细胞形态结构的改变，蛋白质数量和种类也会不同。

但细胞分化过程中遗传物质不改变，细胞癌变是由基因突变引起的，遗传物质发生了改变。

5．癌细胞与正常细胞相比，与RNA和DNA合成有关的酶的活性显著增加。

这与癌细胞所具有的哪种特征有关（　　）

A．能够无限增殖

B．细胞呈球形

C．细胞彼此间的黏着性减小

D．细胞呼吸以无氧呼吸为主

解析：

选A　与RNA和DNA合成有关的酶的活性显著增强，说明核酸的合成大量增加。

说明癌细胞的分裂能力极强。

6．日本福岛核电站发生核泄漏事故，可能会造成当地居民中白血病患者增多，儿童畸形增多，其原因是（　　）

A．气温太低导致B．核辐射作用导致

C．大量煤焦油污染D．病毒感染

解析：

选B　核电站发生核事故后，具有大量的核辐射，属于物理致癌因子。

而A、C、D项与核电站发生核辐射无关。

7．癌细胞中有延长端粒的端粒酶，正常细胞中的端粒会随着细胞分裂次数的增多而变短。

推测导致正常细胞不能无限增殖的根本原因最可能是（　　）

A．缺少合成端粒酶的氨基酸

B．缺少控制端粒酶合成的基因

C．控制端粒酶合成的基因没有表达

D．体细胞中没有端粒酶

解析：

选C　由题中的信息可知，癌细胞中有端粒酶，能无限增殖，而正常细胞中没有端粒酶，不能无限增殖，根本原因是基因的选择性表达。

癌细胞和正常细胞中都有相应的基因，只是在正常细胞中端粒酶的基因没有进行表达。

8．关于人体衰老细胞和癌细胞的叙述，正确的是（　　）

A．癌细胞与衰老细胞都有基因的表达

B．癌变和衰老都是细胞的正常生命现象

C．癌细胞和衰老细胞都会正常凋亡

D．衰老细胞和癌细胞都能正常分化

解析：

选A　细胞的癌变不同于细胞衰老，它是在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变而造成的细胞不正常分化；癌细胞可无限增殖，不会正常凋亡；衰老的细胞和癌细胞都不能正常分化。

二、非选择题（共26分）

9．（12分）目前临床上治疗癌症的方法，主要包括手术治疗、放疗、化疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗。

此外，科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现，绿茶中的多酚酶能促进多酚的合成，多酚可减少Bcl－xL蛋白的合成，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用，从而证明绿茶具有抗癌的作用。

据以上资料回答下列问题：

（1）致癌因子使细胞发生癌变而成为具有___________特性的细胞。

癌细胞的分裂方式为__________________。

（2）癌症化疗时用的烷化剂能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。

此类药品作用于癌细胞周期的________期。

化疗还常用其他药物如5－氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，它可以直接干扰________的合成。

（3）在正常生理条件下，人体的血管内皮细胞倍增时间约为1年，而不受调节控制的血管生成却十分迅速，这对于癌细胞生命活动的意义是_________________________________。

（4）绿茶含有多酚酶，其根本原因是____________________________________________。

（5）除了不抽烟、不酗酒外，请再写出一些防治癌症的建议：

________________________________________________________________________。

解析：

（1）癌细胞具有无限增殖的特点，癌细胞的分裂方式为有丝分裂。

（2）DNA复制发生在分裂间期，由于烷化剂能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用，因此，该类药品作用于癌细胞周期的间期；5氟尿嘧啶的结构与尿嘧啶非常相似，它可以直接干扰RNA的合成。

（3）血管运输氧气和养料，血管生成速率快，能为无限增殖的癌细胞的生命活动提供大量的营养物质和氧气。

（4）绿茶含有多酚酶的根本原因是具有多酚酶基因。

（5）除了不抽烟、不酗酒外，防治癌症还应不食用烤焦、发霉等含致癌因子较多的食品；不食用含亚硝酸盐的食物；不食用食品添加剂过量的食物等。

答案：

（1）无限增殖　有丝分裂　

（2）分裂间　RNA　（3）为无限增殖的癌细胞的生命活动提供大量的营养物质和氧气　（4）具有多酚酶基因　（5）不食用烤焦、发霉等含致癌因子较多的食品；不食用含亚硝酸盐的食物；不食用食品添加剂过量的食物等

10．（14分）发现了调控细胞周期的一系列基因以及相关酶和蛋白质的三位科学家，曾获得了诺贝尔生理学奖或医学奖。

该项工作对肿瘤研究等领域产生了重大影响。

请回答下列问题：

（1）测定某种细胞的细胞周期持续时间长短时，通常需要考虑温度因素，这是因为________________________________________________________________________。

（2）有人称恶性肿瘤为细胞周期病，其根据是调控细胞周期的基因发生了________，导致细胞周期失控，癌细胞无限增殖。

（3）治疗恶性肿瘤的途径之一，是用药物抑制__________________________的合成，从而将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期，如用药物抑制纺锤体的形成，则癌细胞的细胞周期将阻断在________期。

（4）煤焦油属于化学致癌因子，可作用于细胞分裂过程，导致细胞癌变，从而使细胞能够无限增殖。

现提供以下材料，请利用细胞培养技术，设计实验证明煤焦油为致癌物质。

实验材料：

小白鼠的胚胎、胰蛋白酶、煤焦油等，实验器材自选。

实验步骤：

第一步：

取小白鼠的胚胎组织，用剪刀剪碎；

第二步：

先用________处理，使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬浮液。

第三步：

将上述细胞悬浮液平分成两份，一份加入________________，另一份加入________________；

第四步：

将上述细胞悬浮液放入培养瓶中进行细胞培养，并注意传代培养，观察哪组细胞能够____________________________________。

解析：

（1）从细胞周期的角度分析，细胞周期各时期持续时间长短之所以考虑温度，是因为温度通过影响酶的活性来影响细胞分裂过程中蛋白质的合成。

（2）癌细胞的产生是由于细胞内的原癌基因和抑癌基因发生突变，从而导致细胞周期失控而无限增殖。

（3）恶性肿瘤的治疗主要是抑制癌细胞的增殖，所以可以利用药物阻止细胞分裂间期DNA的复制或抑制分裂前期纺锤体的形成，使细胞数目不增加。

（4）实验的目的是证明煤焦油为致癌物质，属于验证性实验，实验的自变量是煤焦油的有无，设置蒸馏水作空白对照，根据细胞能否无限增殖，判断煤焦油的作用。

答案：

（1）细胞周期受酶的影响，酶的活性受温度的影响　

（2）突变　（3）DNA的复制和有关蛋白质　分裂前　（4）第二步：

胰蛋白酶　第三步：

一定量的煤焦油　等量的蒸馏水　第四步：

无限增殖