细胞衰老与癌变学案剖析.docx

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细胞衰老与癌变学案剖析

第4节　细胞的癌变

目标导航

　1.联系生活实际，辨析个体衰老和细胞衰老的关系，并理解细胞衰老的特征。

2.与细胞坏死相比较分析，理解细胞凋亡的概念和意义。

3.联系日常生活实际，了解癌细胞的主要特征并掌握细胞癌变的原因及其防治措施。

一、个体衰老与细胞衰老的关系（阅读P121）

1.单细胞生物

细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。

2.多细胞生物

细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事，从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

二、细胞的衰老（阅读P122－123）

1.概念

细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。

2.衰老细胞的特征

三、细胞的凋亡（阅读P123－124）

概

念

含义

由基因决定的细胞自动结束生命的过程

机制

由遗传机制决定的程序性调控

别名

细胞编程性死亡

类型

①细胞的自然更新

②清除被病原体感染的细胞

意义

①完成正常发育

②维持内部环境的稳定

③抵御外界各种因素的干扰

四、细胞的癌变（阅读P125－127）

1.癌细胞

（1）概念：

在个体发育过程中，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。

（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。

由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。

2.细胞癌变的机理

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。

3.癌症的预防、诊断和治疗

（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。

判断正误：

（1）细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。

（　　）

（2）个体衰老时，体内的细胞都处于衰老状态。

（　　）

（3）幼年个体内无衰老细胞。

（　　）

（4）细胞坏死就是细胞凋亡。

（　　）

（5）细胞凋亡和细胞坏死对生物体都是不利的。

（　　）

（6）细胞坏死不受基因控制。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√

一、细胞的衰老和凋亡

1.细胞衰老特征的理解

通过以上图示更能说明组成→结构→功能的关系。

衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低，从分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。

2.细胞凋亡和细胞坏死的区别

区别点

细胞凋亡

细胞坏死

起因

正常生理性变化

病理性变化或剧烈损伤

调节过程

受基因调控

被动进行

1.新生婴儿体内是否有衰老细胞，老年人体内是否有新产生的细胞？

一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？

答案　新生婴儿和老年人体内均有新生细胞和衰老细胞，只是所占比例不同。

新生婴儿体内衰老细胞较少，新生细胞较多，老年人则相反。

衰老细胞代谢速率减慢。

老年人心肌细胞中酶活性降低，细胞呼吸速率减慢，功能不如年轻人强。

2.分析老年人为什么大多头发花白，满脸老年斑？

答案　衰老细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，故头发变白；衰老细胞膜通透性改变，色素积累，出现老年斑。

3.蝌蚪发育过程中尾巴部分的细胞消失、烫伤后皮肤溃烂细胞死亡，二者的机理一样吗？

答案　不一样。

前者是细胞凋亡，后者是细胞坏死。

1.下列关于细胞衰老的说法，错误的是（　　）

A.人一生中，体细胞分裂50～60次，因而各种细胞寿命一样

B.机体内细胞的寿命与分裂能力之间没有明确的对应关系

C.生物体内随时有大量细胞衰老死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们

D.衰老凋亡是细胞遗传程序所决定的正常生命现象

问题导析

（1）同一个个体内不同组织的细胞分化程度不同，细胞的寿命也不同。

（2）有的细胞可以不断分裂，这样的细胞寿命较长。

（3）有的细胞高度分化，如神经细胞、心肌细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命也很长。

（4）细胞衰老是正常的生命现象。

答案　A

一题多变

判断正误：

（1）多细胞生物个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程（　　）

（2）衰老的细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大（　　）

（3）衰老的细胞被溶酶体消除是细胞坏死（　　）

（4）被病原体感染的细胞的清除，通过细胞凋亡来完成（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）√

二、细胞的癌变

1.癌细胞的特征

（1）适宜条件下，无限增殖——与正常细胞比较

细胞来源

细胞周期

分裂次数

存活时间

正常人肝细胞

22h

50～60

45.8～55d

海拉宫颈癌细胞

2h

无限分裂

1951年至今

（2）形态结构发生显著变化

（3）细胞表面发生了变化

细胞膜表面的糖蛋白减少→细胞间黏着性降低→细胞容易移动（易扩散、转移），失去了接触抑制现象。

2.癌变的机理

致癌因子

导致Ｆ

1.癌细胞容易在体内扩散转移的原因是什么？

答案　癌细胞表面的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，容易分散转移。

2.正常细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？

它们的作用分别是什么？

答案　存在。

原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂进程；抑癌基因主要阻止细胞不正常增殖。

3.阅读下列材料，说明是由哪种致癌因子引起的。

（1）二战期间，美国向日本投放了原子弹，距爆炸中心0～1km的居民癌症的发病率比普通人群高65倍，又如放射性金属镭的发现人居里夫人，就是因镭的辐射患癌症而去世的。

（2）苯并芘是煤焦油中的成分，存在于吸烟时烟草燃烧的烟雾、工厂的煤烟、汽车的尾气等。

近几十年来，肺癌的发病率增加，很可能和人们吸入了大量的上述气体有关。

（3）EB病毒是一种疱疹病毒，能使儿童患淋巴癌和成人患鼻咽癌。

答案　

（1）物理致癌因子；

（2）化学致癌因子；（3）病毒致癌因子。

2.下列有关癌细胞的叙述正确的是（　　）

A.与正常细胞相比，癌细胞中的遗传物质发生了变化

B.癌细胞膜上糖蛋白多，易分散

C.癌细胞分裂速度快，无分裂间期

D.只有病毒能诱发细胞癌变

问题导析

（1）癌细胞细胞膜上的糖蛋白含量减少，所以易分散。

（2）癌细胞分裂速度快，需要蛋白质较多，其分裂方式为有丝分裂，存在分裂间期。

（3）能诱发癌变的因素有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。

答案　A

一题多变

判断正误：

（1）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（　　）

（2）癌细胞比所有正常细胞分裂周期长、生长快（　　）

（3）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（　　）

（4）癌细胞的形态结构和表面的物质都发生明显的变化（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）√　（4）√

1.下列有关细胞衰老的说法错误的是（　　）

A.老年人体内细胞都处于衰老状态

B.细胞衰老是一种正常的生命现象

C.老年人出现老年斑是由于细胞内的色素，随着细胞衰老而积累造成的

D.老年人头发变白是由于黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少

答案　A

解析　老年人体内也有正在分裂的细胞。

2.下列不属于细胞凋亡的是（　　）

A.手指发育过程中，指间细胞的自动死亡

B.红细胞寿命只有120天左右，红细胞的自我更新

C.被病原体感染的细胞被清除

D.被浓硫酸烧伤而死亡的细胞

答案　D

解析　浓硫酸烧伤造成的细胞死亡属外界因素引起的细胞坏死。

3.导致正常细胞发生癌变的根本原因是（　　）

A.染色体上存在原癌基因

B.原癌基因和抑癌基因协调表达

C.致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变

D.原癌基因和抑癌基因以外的其他基因突变

答案　C

解析　细胞癌变的原因是原癌基因、抑癌基因突变。

4.癌细胞的特性包括细胞的无休止和无序的分裂，并有侵袭性和转移性。

在过去的几十年出现了多种癌症治疗方法，主要包括手术治疗、放射治疗、化学治疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等。

请回答下列有关癌症及其治疗的问题：

（1）癌细胞通常是由正常细胞的基因发生突变后形成的。

通常能够引起基因突变的因素可能有________。

A.甘油B.肝炎病毒

C.尼古丁D.丙酮酸

（2）化学治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。

（3）在体外培养10个癌细胞36h后，癌细胞数目达到了80个，据此推测该种癌细胞的细胞周期为________h。

答案　

（1）BC　

（2）间　（3）12

基础巩固

1.李白有诗云：

“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。

导致这种变化的主要原因是（　　）

A.细胞生长B.细胞增殖

C.细胞衰老D.细胞分化

答案　C

解析　细胞衰老引起酶的活性降低，如酪氨酸酶活性降低，引起黑色素不能合成，导致老人出现白发。

2.下列有关细胞衰老主要特征的描述，属于结构改变并且错误的是（　　）

A.细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低

B.细胞核体积增大，染色质收缩

C.细胞内色素积累

D.人的衰老细胞萎缩，体积变大

答案　D

解析　衰老细胞体积变小。

3.下列关于动物细胞编程性死亡的叙述，正确的是（　　）

A.细胞癌变属于细胞编程性死亡

B.细胞编程性死亡属于正常生理过程

C.细胞编程性死亡属于细胞分化过程

D.细胞编程性死亡与基因表达无关

答案　B

解析　细胞凋亡是一种正常的生理过程；细胞分化的本质是基因的选择性表达，癌变的本质是原癌基因和抑癌基因突变，导致细胞无限增殖。

4.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的一项是（　　）

A.细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的

B.细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的

C.细胞凋亡是基因调控的，细胞坏死是外界因素引起的

D.细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的

答案　D

解析　选项A，细胞凋亡是基因决定的自动结束生命的过程；细胞坏死是强烈的外界因素造成的被动性死亡。

选项B，细胞凋亡是正常的生理性死亡；细胞坏死是外界因素造成细胞损伤引起的病理性死亡。

选项C，细胞凋亡受特定基因控制，又称编程性死亡；细胞坏死是强烈的外界因素造成的。

选项D，细胞凋亡是正常的自然死亡；细胞坏死是意外的急性死亡。

5.下列细胞中，可能已发生癌变的是（　　）

A.细胞膜上糖蛋白减少的细胞

B.细胞核增大的细胞

C.自由水含量减少的细胞

D.被细菌侵染的细胞

答案　A

解析　癌变细胞的细胞膜表面糖蛋白减少，容易在有机体内分散和转移。

6.健康的生活方式有利于预防癌症，下列做法正确的是（　　）

A.经常食用烧烤的食品

B.夏天应尽可能延长日光浴时间

C.多吃蔬菜水果，少吃罐头

D.煤焦油含量低的香烟不会诱发癌症

答案　C

解析　发霉的、熏制的、烧烤的以及高脂肪的食品中可能含有致癌物质，如黄曲霉素、亚硝酸盐等，香烟中的煤焦油等是化学致癌物质。

夏天日光浴时间不能过长，因紫外线辐射过强，而紫外线是物理致癌因子。

巩固提升

7.细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。

下列有关叙述正确的是（　　）

A.人体各种组织细胞的衰老是同步进行的

B.人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡

C.细胞癌变是细胞高度分化的结果

D.皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物

答案　B

解析　不同细胞之间、细胞与个体之间的衰老一般是不同步的；细胞凋亡是细胞的程序性死亡，比如胚胎发育过程中尾的逐渐消失；细胞癌变是原癌基因与抑癌基因发生突变的结果；“老年斑”是衰老细胞色素沉积的结果。

8.有一种名为RhoGD12的基因，有助于避免癌细胞的扩散，带有该基因的癌细胞失去转移能力，则对该基因的作用最可能的解释是（　　）

A.在癌细胞中表达产生一种糖蛋白，由此阻止癌细胞侵入其他组织

B.在癌细胞中表达产生一种蛋白质，使癌细胞迅速衰老

C.在癌细胞中表达产生一种蛋白质，使癌细胞迅速凋亡

D.在癌细胞中表达产生一种蛋白质，使癌细胞迅速分化为其他组织

答案　A

解析　癌细胞易扩散转移的原因是细胞膜表面上的糖蛋白减少。

9.细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A.细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程

B.细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量

C.细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来

D.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关

答案　A

解析　细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，故A项错误；依图示可知，细胞凋亡过程中细胞崩溃，分解成多个凋亡小体，被小泡包裹，使细胞内容物不释放出来，然后被吞噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量，故B、C项正确。

吞噬细胞中含有大量的溶酶体能释放出水解酶消化凋亡小体，故D项正确。

10.2012年3月某省在一次毛巾产品抽查中，在一些容易褪色的毛巾中检出强致癌性物质联苯胺超标。

下列有关叙述中不正确的是（　　）

A.科学家研究发现，联苯胺在人类的肝细胞中可显现出致癌的特征

B.细胞的畸形分化，与癌细胞的产生有直接关系

C.人和动物的染色体上普遍存在着原癌基因和抑癌基因，“联苯胺”有可能导致原癌基因和抑癌基因突变，从而使正常细胞发生癌变转化为癌细胞

D.目前医学上常用化学药物强烈地抑制癌细胞的DNA复制来抑制癌细胞的增殖，化学药物作用的时期是细胞有丝分裂的后期

答案　D

解析　DNA复制发生于间期，药物作用时间为间期。

11.据报道，近年来儿童中白血病患者人数有增加的趋势。

而广州儿童医院的一份调查显示，最近就诊的白血病儿童患者中，90%的家庭曾进行过豪华装修。

请回答下列问题：

（1）在家庭装修中，有哪些因素可造成造血干细胞产生癌变？

（写出其中两种）________________、____________________________________________________。

这些因素是如何使造血干细胞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，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）苯　甲醛（或辐射）　致癌因子（苯、甲醛、辐射）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　化学药品羟基脲、阿糖胞苷等能通过干扰DNA的合成而杀伤恶性肿瘤细胞，只有不断分裂的细胞才会进行DNA的复制

解析　白血病简称血癌，其细胞发生癌变的机理是由于致癌因子引起基因发生突变。

在家庭装修中，油漆中的苯、木材中的甲醛和地面装饰材料中的辐射物等都有一定的致癌性。

化学药品羟基脲、阿糖胞苷等能干扰DNA的合成，从而阻止细胞的增殖。

细胞对上述药物是否敏感，取决于细胞所处的时期是分裂间期（DNA复制）还是分裂期。

12.某科研单位研制出一种新型药物X，请设计实验验证新型药物对抑制肿瘤细胞的增殖是否有疗效，并预测可能的实验结果，得出相应的结论。

实验材料：

锥形瓶2个、显微镜、载玻片、盖玻片、培养箱、培养液、新型药物X、质量分数为0.9%的NaCl溶液、肿瘤细胞等。

（1）实验步骤

①取两个消毒后的洁净锥形瓶，标号A、B；

②a.分别在两个锥形瓶中加入__________________________________________________；

b.在A中加入_________________________________________________________________，

B中加入_______________________________________________________________________；

c.________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

d.培养一段时间后，取培养液制成装片在显微镜下观察（假设肿瘤细胞不贴壁生长），并______________。

（2）可能的实验结果与相应的结论

a.如果A和B中的肿瘤细胞数目差不多，说明_______________________________________

________________________________________________________________________；

b.如果A中的肿瘤细胞数目比B中的多，说明________________________________________

________________________________________________________________________；

c.________________________________________________________________________。

答案　

（1）②a.等量培养液　b.适量新型药物X　等量质量分数为0.9%的NaCl溶液　c.在两锥形瓶中放相等数量的肿瘤细胞，在相同且适宜的环境下培养　d.计算肿瘤细胞的数目

（2）a.该新型药物X对抑制肿瘤细胞的增殖没有疗效

b.该新型药物X对抑制肿瘤细胞的增殖没有疗效，可能有促进肿瘤细胞增殖的作用　c.如果A中的肿瘤细胞数目比B中的少，说明该新型药物X对抑制肿瘤细胞的增殖有一定的疗效

解析　设计实验应遵循以下原则：

对照原则、单一变量原则、可重复性原则，因此在设计实验时应该在两个锥形瓶中加入等量的培养液，一个加药物X，一个加等量生理盐水作为对照，在两个锥形瓶中放入等量的癌细胞，在相同的环境下培养，计算癌细胞数目。

在设计实验时要把握对照原则，并控制单一变量，学会常用的词汇（加等量、等体积、相同环境等）。

走进高考

13.判断下列叙述的正误：

（1）细胞普遍衰老会导致个体衰老（　　）

（2012·山东卷，3A）

（2）细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡（　　）

（2012·山东卷，3C）

答案　

（1）√　

（2）×

解析　个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程；各种不利因素引起的细胞死亡是细胞坏死，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

14.（2012·新课标全国卷，2）下列关于细胞癌变的叙述，错误的是（　　）

A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖

B.癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别

C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变

D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖

答案　D

解析　癌细胞在适宜条件下可无限增殖，这是癌细胞的基本特征之一，A项正确。

癌变前后，癌细胞的形态和结构发生显著变化，如癌细胞可由正常的形态变为球形，细胞膜表面的糖蛋白减少等，B项正确。

诱发癌变的因素有物理因素、化学因素和生物因素，其中病毒癌基因整合到宿主细胞基因组中可诱发癌变，其属于生物因素，C项正确。

细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因突变引起的，其中抑癌基因能阻止细胞不正常的增殖，D项错误。