最新苏教版生物必修1第二节《细胞的分化衰老和凋亡》教案二Word下载.docx

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但在分化发育过程中,红细胞能够合成血红蛋白,而心肌细胞则能够合成肌动蛋白和肌球蛋白（肌动蛋白和肌球蛋白之间的滑动可使肌细胞产生运动）。

2、细胞质在细胞分化中的作用

受精卵细胞质的不均匀分配在一定程度上决定着细胞分化的方向。

卵细胞完成受精后即进行细胞分裂,这一过程称为卵裂。

卵裂过程的每次分裂,核物质都均匀地分配到子细胞中,但由于受精卵细胞质中的物质分布是不均匀的,因此在有丝分裂的末期,细胞质分配时,在各子细胞之间是不均等的,这种不均等分配在一定程度上决定着细胞分化的方向。

3、细胞核在细胞分化中的作用

在生物的个体发育过程中,受精卵具有分化出各种组织和细胞,并建立起一个完整个体的潜能,这种细胞称为全能细胞。

细胞核是真核细胞贮存遗传物质的场所,具有个体发育所需要的全部遗传物质,所以细胞的全能性在很大程度上是指细胞核的全能性。

细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。

大量科学实验证明,高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植枝的能力,即保持着细胞的全能性。

如1958年美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养,由于细胞分化而最终发育成完整的新植株。

在动物的个体发育过程中,受精卵具有全能性,但随着发育,囊胚细胞及原肠胚细胞等,虽然具有分化出多种组织的潜能,但却不能发育成完整个体,这类细胞称为多能细胞。

在动物成体中,仍存在着保持增殖能力的细胞,它们产生的细胞后代可分化为多种组织细胞,有的只有分化出一种细胞,这种只能分化出一种细胞的类型称为单能细胞。

由此可见,动物体中,随着细胞分化程度的提高,细胞分化潜能越来越窄,但它们的细胞核仍然保持着原有的全部遗传物质,具有全能性。

1996年英国生物学家维尔莫特（J.Wilmut）首次用羊的体细胞（乳腺细胞）成功地克隆出一只小母羊。

这一实验说明高度分化的动物细胞的细胞核仍然具有全能性,但高度分裂的动物细胞,从整个细胞来说,它的细胞全能性是受到限的。

【迁移·

体验】

典例1：

下列关于细胞分化和细胞分裂的叙述,错误的是（）

A、生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果

B、细胞分化发生在生物体的整个生命进程中

C、细胞分裂是细胞分化的基础

D、细胞分化的过程中细胞中的遗传物质逐渐减少

研析：

细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象,生物体的生长和发育是细胞分裂和细胞分化的结果。

如果只有细胞分裂,而没有细胞的分化,生物体是不能进行正常的生长发育的。

细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但是在胚胎时期达到最大限度。

没有细胞分裂细胞就不可能分化,所以细胞分裂是细胞分化的基础。

在细胞分化过程中遗传物质并没有发生变化,因为细胞核中含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质,正因为如此,一个细胞就能培养成一个生物体。

在细胞分化过程中,有的基因被抑制,有的基因被激活,如果要使一个分化了的细胞培养成一个生物体,必须设法使该细胞中所有的基因都被激活,像克隆羊的培育过程就是如此。

本常见错误是选C,这是把细胞分裂与细胞分化割裂开来,其实细胞的分化离不开细胞的分裂。

答案：

D

典例2：

左下图为某植物根示意图,右下图是左下图中的P、Q、R的放大示意图。

回答:

哪个细胞表面积最大？

哪一个细胞最老？

哪一个细胞生长速率最快？

哪一对细胞是刚刚由一个细胞分裂而成的？

以上依次是（）

A、7；

1；

7；

4和7B、2或3；

2或3；

5和6

C、7；

2和3D、1；

5和6

研析：

本题考查学生能通过对图的分析与综合,正确获取信息,并做出正确判断的能力。

涉及的知识点有细胞的生长,细胞的分裂,以及初中的相关知识：

植物根尖的结构。

分析图可知：

P为成熟区,Q为伸长区,R为生长点。

成熟区的细胞特点是表皮向外突出形成根毛,增大了与土壤溶液的接触面积,因此表面积最大,且细胞不再分裂与生长,因此也最老。

伸长区的细胞特点是生长速度最快,体积不断增大。

生长点的细胞特点是具有很强的分裂能力,不断分裂增加细胞的数目,细胞5与细胞6是由同一个细胞分裂而成的。

由上推断可知,本题的正确选项为D。

D

研习点2细胞的癌变（识记）

1）癌细胞

在个体发育中,有的细胞由于受到致癌因子的作用,不能正常地完成细胞分化,而变成不受机体控制的,连续进行分裂的恶性增殖细胞,这种细胞称为癌细胞。

2）癌细胞的特征

①能够无限增殖在人的一生中,体细胞能够分裂50－60次,而癌细胞却不受限制,可以长期增殖下去。

如１９５１年由一位名叫海拉（HenriettaLacks）的宫颈癌细胞分离建立的HeLa细胞系,至今仍在世界许多实验室中广泛传代使用,成为研究癌症的材料。

但这位患者已死去四十多年。

②癌细胞的形态结构发生了变化细胞培养中的正常的成纤维细胞是呈扁平梭形的,当这种细胞转化成癌细胞后就变成球形了；

癌细胞的细胞核也较正常细胞的大,有时形态也变得不规则,核仁也变大了,染色时核的着色也明显加深。

③细胞膜的表面也发生了变化细胞膜上有糖脂、糖蛋白等物质,这些物质在细胞识别、细胞通讯和细胞连接中起着重要的作用,但癌细胞的表面这些物质明显减少,糖链短缺不全,彼此间的粘着性减小,在机体内到处游走,穿入到各种组织器官中去,这就是所谓的“癌细胞转移”,到处分裂、繁殖,形成肿块。

癌细胞失去接触抑制,正常细胞生长相互接触后,其运动和分裂活动都要停顿下来。

在体外培养条件下则表现为细胞贴壁生长汇合成单层后即停止生长。

癌细胞则不同,其分裂和增殖并不因细胞相互接触而终止,在体外培养时细胞可堆累成立体细胞群,故癌细胞接触对癌细胞的增殖无抑制作用。

3）致癌因子

①物理致癌因子物理致癌因子主要是指辐射致癌。

最早发现具有致癌作用的是放射性物质发出的电离辐射,后来发现象X射线、紫外线等均可致癌。

卓越的物理学家,放射性元素发现者贝克勒尔（A.H.Begueral,1852～1908）和居里夫人（M.Curie,1967～1934）均因长期接触放射性物质受到辐射损伤而为科学事业损躯（居里夫人最后死于白血病）,1903年他们因发现放射性物质而获得诺贝尔奖金。

40年后（1945年）日本广岛和长崎两地的原子弹受害者因受辐射损伤而诱发了大批的白血病患者。

②化学致癌因子迄今为止,已知的具有致癌作用的化学物质达数千种之多,有无机物也有有机物。

无机物中有砷、石棉、铬化合物、镍化合物等。

有机物中有苯、联苯胺、杂环烃、煤焦油、黄曲霉素、亚硝酸胺等。

由于致癌物质具有时间和剂量效应,故还可能有若干化学致癌物质尚未发现。

③病毒致癌因子能引起细胞癌变的病毒称为肿瘤病毒或致癌病毒。

现已发现有150余种病毒可引起动物或植物产生肿瘤,肿瘤病毒中有DNA病毒,也有RNA病毒。

④癌基因学说在人和动物细胞的染色体上普遍存在着原癌基因,在正常情况下,原癌原因处于抑制状态。

如果由于某种原因,如紫外线照射,使原癌基因本身发生改变,就有可能使原癌基因从抑制状态转变成激活状态,从而使正常细胞发生癌变转化为癌细胞。

在1969年,R.Huebner和G.Todaro在反转录病毒致癌的研究中发现,许多脊椎动物的基因组中含有内源性的反转录病毒,这些动物的细胞在一些诱导剂的作用下可产生出反转录病毒粒子。

因此,肿瘤病毒引起细胞癌变是由病毒的某一基因造成的。

根据这一研究成果提出了癌基因学说。

该学说主张：

细胞癌变是由于病毒基因组中的癌基因引起的,癌基因是病毒基因组的一部分。

如果癌基因受到阻抑,则细胞可以保持在正常状态,一旦这种阻遏被打破,细胞就发生恶性转化。

致癌因子,如化学物质、辐射等,能激活这种潜在的内源病毒。

他们认为细胞的癌基因是病毒基因组遗迹。

细胞癌基因与病毒癌基因有同源关系。

但在以后的研究中发现,有的细胞癌基因也存在于酵母中,而在人体肿瘤中分离出的一些具转化活性的基因,并没有在病毒中找到相应的序列。

因此,关于病毒癌细胞和细胞癌基因的关系,上前普遍的一种看法是：

细胞癌基因不同病毒癌基因的同源物,在进化上病毒癌基因是来源于细胞癌基因。

细胞癌基因称为原癌基因。

在正常情况下,细胞癌基因的存在不仅是无害的,而且在个体发育、细胞生长、组织再生等方面需要这些基因按程序控制表达,如某些为生长

因子或生长因子受体编码的基因等。

【归纳·

整理】

细胞生长到一定的时期受到细胞体积增大而相对表面积减少的制约,进入到分裂状态。

绝大多数生物个体发育都是从一个受精卵开始的,按下列方式进入到其后的生命活动状态：

典例3：

癌细胞通常是由正常细胞的基因发生改变后形成的。

癌细胞的特性包括细胞的无休止和无序的分裂,并有侵袭性（向周围组织浸润）和转移性。

如下图所示：

在过去的几十年中出现了多种治疗癌症的方法,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等。

请回答下列一组有关癌症及其治疗的问题。

（1）通常能够引起基因改变的因素可能有。

（填写序号）

A．紫外线B．甘油C．肝炎病毒D．煤焦油及其衍生物苯

E．葡萄糖F．尼古丁G．丙酮酸H．核辐射

（2）上述因素使正常细胞中的由状态转变成状态,从而导致癌变的发生。

（3）化疗时采用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与DNA分子复制的酶与DNA的相互作用。

此类药品作用于癌细胞周期的期。

化疗还可以采用其他药物,如5—氟尿嘧啶,它的结构与尿嘧啶非常相似,可以干扰DNA复制以及合成。

（4）放疗是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处杀死癌细胞的一种方法。

放疗与化疗相比,对患者全身正常细胞影响较小的是。

（5）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,使其能够正常表达。

用这样得到的双歧杆菌制成口服制剂,此制剂可以用于抑制癌症。

在这种药物用于临床治疗之前,应该先进行动物实验,以确定制剂对机体内重要脏器的安全性。

写出简要的实验设计方案。

实验材料：

转基因双歧杆菌口服制剂；

健康鼠4只,性别、体重如下表所示：

代号

甲

乙

丙

丁

性别

雌

雄

体重

78g

76g

99g

101g

实验设计：

①第一步：

将实验鼠分为实验组、对照组,其为实验组,为对照组。

（填写代号）

②第二步：

。

③第三步：

饲养相同时间后,分别解剖观察实验组、对照组的鼠,检查重要脏器发生病变情况。

人体细胞发生癌变对人类的健康构成严重威胁,也是人类关注的热点问题,本题围绕癌变的概念、原因、机理、癌细胞的特点以及治疗癌症的方法、原理、治疗过程的评价和相关的实验设计,全面考查学生的知识掌握情况以及运用知识分析问题、解决问题的能力。

癌细胞是一种不受机体控制的,连续进行分裂的恶性增殖细胞,它是由正常细胞受到致癌因子的作用,使正常细胞中的原癌基因由抑制状态转化成激活状,导致细胞不能正常地完成细胞分化的结果。

致癌因子通常包括物理致癌因子,如电离辐射、X射线；

化学致癌因子,如砷、苯、焦油等；

生物致癌因子,如150多种病毒。

根据癌变的机理,人们在治疗癌症时常采用化学疗法与物理疗法,它们的机理分别是阻止癌细胞的增殖及杀死癌细胞。

癌细胞在增殖过程中,必须经过DNA的复制,因此化疗时常通过化学药物抑制或阻止癌细胞的DNA复制,某些药物还可干扰癌细胞中RNA与蛋白质的合成。

但化疗有明显的缺陷．即化学物质抑制癌细胞增殖的同时对正常细胞的分裂也会产生不利的影响。

放疗即通过放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗机或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处杀死癌细胞。

因此,放疗对患者全身正常的细胞影响小。

任何一种药物在用于临床之前,均应该先进行动物实验以确定该制剂对机体内重要脏器的安全性,在动物实验中要设计实验组与对照组,要遵循单—变量因子原则,同时又要保证实验组与对照组的动物能够进行基本的新陈代谢,完成生长与发育,以免实验动物在中途死亡而使实验失败。

本题的阅读量大,要从众多信息中发掘解题线索,即具有收集和处理信息的能力也往往成为考查学生素质的一种标志。

本题中重点要抓住癌细胞的特点和常规实验要求进行。

（1）A、C、D、F、H

（2）原癌基因抑制激活

（3）间RNA和蛋白质（4）放疗

（5）①甲与丁（乙与丙）乙与丙（甲与丁）

②每日为小鼠提供相同的食物、水；

给实验组定时服用双歧杆菌制剂,同时给对照组服用等量的水。

典例4：

生物学家研究发现,癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制,该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖,为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核上,科研人员做了如下实验设计：

根据以上思路,请继续完成下列实验设计方案：

A．实验方案：

（实验提示：

癌细胞能传代培养,细胞形态发生明显改变。

如何观察细胞形态不作实验设计要求。

）

①用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏使之分散成单个细胞。

②分别使单个癌细胞和单个肝脏细胞核质分离。

③。

④取2只培养编号甲、乙,各加入等量的培养液。

⑤。

⑥。

B．预期实验结果及结论：

①。

②。

③。

本题是探究性实验,要牢牢抓住题中提供的信息来设计。

而且要全面考虑可能出现的情况,及对应的结论。

答案：

A．③取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲,取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙

⑤分别取等量重组细胞甲和重组细胞乙,依次加入甲、乙两只培养瓶中,进行细胞培养。

⑥分别观察甲、乙培养瓶中的细胞形态。

B．①若甲瓶的细胞（或重组甲细胞分裂产生的细胞）形态发生明显变化,则调控基因存在细胞核中。

②若乙瓶中的细胞（或重组乙细胞分裂产生的细胞）形态发生明显变化,则调控基因存在细胞质中。

③若甲、乙两瓶中的细胞（或重组甲、重组乙细胞分裂产生的细胞）形态均发生明显变化,则调控基因可能同时存在细胞核和细胞质中。

（其它答案合理酌情给分）

研习点3细胞的衰老（识记）

1）细胞的衰老是细胞生命活动的基本特征之一

生物体内的绝大多数细胞,都要经过未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段。

在生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡,同时又有新增殖的细胞来代替它们。

如人的红细胞的寿命平均为120天,即在120后体内所有的红细胞都被更新。

对多细胞生物而言,细胞的衰老与死亡和机体的衰老与死亡是两个概念,机体的衰老并不等于所有细胞的衰老,但是细胞的衰老、死亡也不等于机体的衰老、死亡。

细胞的衰老是正常生理现象。

正如生物体具有一定的寿命一样,组成生物体的细胞也有一定的寿命。

生物体的整个发育过程取决于一定次数的细胞分裂。

卵细胞受精后就开始分裂,细胞数目大大增加,同时由于分化细胞的形状、结构、生理也发生变化,最后每个细胞在新个体的发育和生活中都执行着一定的任务,当一个生物体生长到它的最大体积时,多数细胞的分裂就停止了,而机体的生活中,执行特定任务的细胞由于多种因素的复杂影响会逐渐发生功能衰退,直到死亡。

细胞由生到死的过程是遗传程序控制的,在每种生物中都相当精确。

衰老是发育的一个正常阶段,老化过程的尽头就是有机体的死亡。

2）衰老细胞的主要特征

细胞衰老的过程是细胞生理与生化发生复杂变化的过程,如呼吸速率减慢、酶活性降低等,最终反映在细胞开矿结构的变化。

①在衰老的细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速度减慢。

人体内的含水量,年轻从比老年人多,所以年轻人的生命活力比老年人强,新陈代谢代谢速度也快。

老年人体内含水的下降,导致细胞新陈代谢代谢速度减慢。

②衰老的细胞内酶的活性降低

由于人的头发基部的黑色素细胞衰老时,细胞中的酪氨酸酶活性降低,就会导致头发变白。

③细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累

许多细胞色素的生成,随着衰而增加。

有人发现猕猴的神经细胞内,脂褐素的增加与动物年龄增长存在着平行关系。

在猕猴肾上腺皮质细胞内色素含也随着动物年龄增长而有增多的趋势。

脂褐素的堆积是细胞衰才中最明显的变化,它阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递,影响到细胞正常生理功能的进行,最后导致衰老和死亡。

④衰老的细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,染色质固缩、染色加深

⑤细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低

【知识链接】细胞衰老的原因

近几十年来,许多学者提出了各种假说来解释细胞衰老发生的原因,如体细胞突变论、DNA损伤论、自由基理论和细胞程度死亡理论等。

这些理论各有自己的证据,然而这些证据往往都强调了一个方面或比较片面的。

细胞衰老的原因确实是有可能由多种因素引起的,所以存在多种有关细胞衰老的理论也是正常的,这可能也是至今没有真正揭示细胞衰老机制的原因。

建议介绍最有发展前途的两种理论：

一种是自由基理论；

另一种是细胞程序死亡理论。

1、自由基理论

细胞代谢过程离不开氧的存在,生物氧化过程是细胞获得能量的过程,然而在这种生物氧化过程的同时,会产生一些高活性的化合物,它们是生物氧化过程的副产品。

实验已经证明,这些生物氧化过程中的副产品或中间产物与细胞衰老直接相关,它们能导致细胞结构和功能的改变,这就是细胞衰老的自由基理论。

所谓自由基是指那些带有奇数电子数的化学物质,即它们都带有未配对的自由电子,这些自由电子导致了这些物质的高反应活性。

自由基在细胞内的产生是有多种原因的。

例如,生物氧化、辐射、受污染物的侵害,以及细胞内的酶促反应等过程中都会释放自由基。

在细胞中正常的自由基反应过程包括起始、扩增、终止等3个过程。

自由基一旦生成,它们就能不断扩增。

自由基对细胞造成非常大的损伤,对许多细胞成分也造成损伤。

但是,自由基的坟增过程是可以随时被终止的,可以通过加入外源化合物来清除细胞内产生的多余的自由基。

例如,加入保护性的酶,主要有超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）,两者协同作用起保护性作用。

再有,加入其他抗氧化物分子,如维生素E和维生素C,它们都是自由基反应的有效终止剂。

2、细胞的程序死亡理论

动物的大多数细胞在发育的一定阶段出现正常的自然死亡,称为细胞程序死亡。

细胞程序死亡和细胞病理死亡有根本的区别。

细胞程序死亡的现象是普遍存在的,它发生在依赖激素的组织中,淋巴细胞、胸腺细胞、肝细胞、皮肤和胚胎发生期间的细胞中。

一般的细胞程序死亡过程的特性,最明显的形态学变化是核内染色质浓缩,DNA降解成寡核甘酸片段,这与某些特异蛋白的表达有关。

某个细胞进入程序死亡的时间取决于它来自何种组织及诱导物。

一旦细胞进入程序死亡,几乎是不可逆的。

现已证明,细胞程序死亡是一种细胞的生理控制机制。

典例5：

科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三个小白鼠的体内分离出相同部位大小相同的骨骼肌三块,分别为A、B、C,然后测定这三块骨骼肌释放CO2的量,其比为1．3：

1．2：

1。

据此分析：

（1）年龄最大的是,其CO2释放量不同可能是细胞内（细胞器）的功能减弱所致。

（2）三块骨骼肌细胞内,酶活性最强的是,物质交换能力最差的是。

（3）三块骨骼肌内代谢废物沉积最多的是。

本题用细胞衰老的特点来分析。

（1）C线粒体

（2）AC（3）C

阅读材料研习

旁栏思考题（P40）细胞分化是否意味着细胞中的遗传物质的改变？

答：

不是,细胞分化是在个体发育中,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。

是基因选择性表达的过程,没有改变细胞中的遗传物质。

旁栏思考题（P42）为什么吸烟者容易患肺癌？

烟中含有尼古丁、煤焦油等致癌因子。

旁栏思考题（P42）你能举出一些实例说明人体细胞具有衰老和死亡现象吗？

人体的红细胞寿命一般为120天。

▲小资料（P42）

教材习题研习

▲复习题（P43）

一、简答题

1．在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和胜利功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞的分化。

细胞分裂仅仅是体系报通过有丝分裂,细胞数量增多的过程。

2．目前认为,癌细胞形成的外因主要是三类因子,即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。

此外,科学证明：

由于体内致癌因子的激活,使细胞发生转化而引起癌变。

癌细胞的主要特征是能够无限增殖,形态结构发生了变化,细胞表面发生了变化等等。

3．细胞衰老是细胞内生理和生化发生复杂变化的过程,这是细胞生命活动的基本规律。

细胞衰老反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化,如细胞内水分的减少,有些酶的活性降低,细胞内呼吸速度减慢,细胞膜的通透性功能改变等等。

【知识链接】癌症的治疗

目前,常用的治疗方法仍然是手术切除。

这就需要尽可能在早期发现癌组织,用外科手术完全清除。

然而,这种方法对癌病灶已有多处转移的患者显然很难实施。

遇到这种情形,必须采取“化学疗法”和“放射线疗法”辅助治疗。

首先使用抗癌药物和放射线照射缩小转移的癌病灶,再对原发病灶的癌组织进行切除。

放射线疗法是使用高能X射线或γ射线集中照射患病部位,杀死癌细胞。

这里利用的是射线对细胞DNA的损伤作用。

放射线疗法不适于病灶范围已经扩大的患者。

化学疗法主要利用抗癌剂杀死癌细胞。

常用的抗癌剂包括细胞分裂抑制剂、细胞增殖蛋白合成的抑制剂等。

多种抗癌剂混合使用往往可以获得较好的疗效,并且副作用小。

免疫疗法主要通过提高机体免疫能力,特别是通过增殖和活