《高中生物： 52 细胞分化、衰老和凋亡（教案）苏教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物： 52 细胞分化、衰老和凋亡（教案）苏教版必修1（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中生物： 52 细胞分化、衰老和凋亡（教案）苏教版必修 1 - 1 - / 23 第第 2 2 节节 细胞分化、癌变和衰老细胞分化、癌变和衰老 1951 年，有黑人妇女海拉的宫颈癌细胞分裂建立的“海拉细胞系”至今已有半个世 纪，它仍然在世界上许多实验室中广泛传代使用，道理何在？ 细胞像生物体一样，也要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老、死亡的过程。本章沿 着细胞的生命历程这条主线，既介绍了细胞的增殖、细胞的分化、细胞的衰老和凋亡等正 常的生理过程，也介绍了给人类健康造成巨大威胁的细胞癌变。 许多学生会认为细胞衰老就会导致个体衰老。对于单细胞生物来说，的确如此。但是 对于多细胞生物，生物体内每时
2、每刻都在进行新陈代谢，都有细胞衰老或死亡，也都有新 细胞在产生。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。当然从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体 的细胞普遍衰老的过程。 研习教材重难点研习教材重难点 教材文本研习教材文本研习 研习点 1 细胞的分化（识记） 1）细胞分化的概念： 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。 细胞分化是生物界中普遍存在的一种生命现象。个体发育是从一个受精卵开始的，受 精卵通过细胞的增殖、分化，最后发育成一个完整的个体。在胚胎发育的早期，各个细胞 彼此之间
3、是很相似的。通过体细胞的有丝分裂，细胞数量越来越多。与此同时，这些细胞 又逐渐向不同方面发生了变化，形成在形态、结构和功能等方面出现显著的差异。细胞分 化的结构是形成各种不同的组织，再由许多不同的组织形成器官，由许多不同的器官组成 系统，直至形成一个完整的个体。 2）细胞分化的特征 细胞分化是一个渐变的过程。 在胚胎发育的早期，细胞外观上尚未出现明显的变化， 但细胞的分化方向已经确定，即细胞分化方向的确定早于细胞形态差异的出现。细胞分化 的方向一经确定，以后依次渐变，不能逆转。分化是一种持久的、稳定的变化。 【领悟领悟整合整合】 细胞分化的机理细胞分化的机理 1、在个体发育过程中，细胞分化的过
4、程是在遗传物质的控制下合成特异性组织蛋白质 的过程。 分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的变化， 高中生物： 52 细胞分化、衰老和凋亡（教案）苏教版必修 1 - 2 - / 23 特别是组成结构的蛋白质和催化化学反应的酶。如在动物发育过程中，红细胞和心肌细胞 都是来自中胚层。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
5、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。
6、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
7、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。 【迁移迁移 体验体验】 典例典例 1 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
8、能进行正常的生长 高中生物： 52 细胞分化、衰老和凋亡（教案）苏教版必修 1 - 3 - / 23 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
9、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 典例典例 2 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 7 B、2 或 3；1；2 或 3；5 和 6 C、7；1；7；2 和 3 D、1；1；2 或 3；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
10、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 。 答案：D 研习点研习点 2 2 细胞的癌变（识记） 1 1）癌细胞）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 2）癌细胞的特征）癌细胞的特征 高
11、中生物： 52 细胞分化、衰老和凋亡（教案）苏教版必修 1 - 4 - / 23 能够无限增殖 在人的一生中，体细胞能够分裂 5060 次，而癌细胞却不受限制， 可以长期增殖下去。如年由一位名叫海拉（Henriett a Lacks）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。 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。 细胞膜的表面也发生了变化
12、 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 3）致癌因子）致癌因子 物理致癌因子 物理致癌因子主要是指辐射致癌。
13、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，18521908）和居里夫人（M.Curie，19671934）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。 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
14、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。 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。 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
15、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 高中生物： 52 细胞分化、衰老和凋亡（教案）苏教版必修 1 - 5 - / 23 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
16、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。 【归纳归纳整理整理】 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： 【迁移迁移 体验体验】 典例典例 3 3：癌细胞通常是由正常细胞
