高中生物 第六章 細胞的生命歷程 第3、4節(jié) 細胞的衰老和凋亡 細胞的癌變學案 新人教版必修1

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1、 第3、4節(jié) 細胞的衰老和凋亡 細胞的癌變 學習目標 知識概覽(教師用書獨具) 1.描述細胞衰老的特征。(重點) 2.簡述細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別。(重難點) 3.理解癌細胞的主要特征。(重點) 4.說出致癌因子的種類及分析致癌機理。(重難點) [自 主 預 習探 新 知] 一、細胞衰老 1.個體衰老與細胞衰老的關系 (1)單細胞生物:細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。 (2)多細胞生物 ①體內的細胞總是在不斷更新著,總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。 ②從總體上看,個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。 2.細胞衰老的特征 (1)細胞衰

2、老過程的含義 細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程,最終表現(xiàn)為細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生變化。 (2)特征 ①代謝的變化 ②細胞核的變化 3.細胞衰老的原因 對于細胞衰老的原因提出了很多假說,目前大家普遍接受的是自由基學說和端粒學說。 二、細胞凋亡 1.細胞的凋亡 (1)概念 決定因素 基因 凋亡機制 遺傳機制決定的程序性調控 凋亡過程 自動結束生命 別稱 細胞編程性死亡 (2)細胞凋亡的幾種類型 ①個體發(fā)育過程中細胞的編程性死亡。 ②細胞的自然更新。 ③被病原體感染的細胞的清除。 (3)意義 ①完成正常的發(fā)育。 ②維持內部環(huán)境的穩(wěn)

3、定。 ③抵御外界各種因素的干擾。 2.細胞壞死 在種種不利因素影響下,由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。 三、細胞癌變 1.癌細胞 (1)概念 ①引起原因 ②特點:不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞。 (2)癌細胞的主要特征 ①適宜條件下,能夠無限增殖。 ②形態(tài)結構發(fā)生顯著變化。 ③癌細胞的表面發(fā)生變化。由于細胞膜上糖蛋白等物質減少,使得癌細胞之間黏著性顯著降低,容易分散和轉移。 2.致癌因子種類及其機理 (1)種類 (2)機理 (3)癌癥的預防、診斷與治療 ①預防措施:遠離致癌因子。 ②診斷手段:病理切片的顯微觀察、CT、

4、核磁共振、癌基因檢測等。 ③治療手段:手術切除、化療和放療等手段。 [基礎自測] 1.判斷對錯 (1)細胞的衰老或死亡和個體的衰老和死亡是一回事。(  ) (2)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡。(  ) (3)細胞凋亡和細胞壞死的本質是一回事。(  ) (4)生物體內細胞的自然更新、清除被病原體感染的細胞,都是通過細胞凋亡實現(xiàn)的。(  ) (5)原癌基因只存在于癌細胞中,抑癌基因只存在于正常細胞中。(  ) (6)癌細胞的產生是由于正常細胞受到致癌因子作用,基因發(fā)生了突變引起的。(  ) 提示:(1) 多細胞生物細胞的衰老或死亡和個體的衰老和死亡不是一回事。 (2)

5、 細胞凋亡是基因控制的。 (3) 細胞凋亡是基因控制的,細胞壞死是不利的因素引起的,兩者的本質不同。 (4)√ (5) 原癌基因和抑癌基因都存在于正常細胞中。 (6)√ 2.下列屬于細胞衰老特征的是(  ) A.細胞膜上糖蛋白減少 B.細胞內色素逐漸減少 C.細胞代謝速率減慢 D.細胞內所有酶的活性上升 [答案] C 3.下列不屬于細胞凋亡實例的是(  ) A.蝌蚪長到一定程度后尾巴消失了 B.人皮膚表皮細胞的脫落 C.白細胞吞噬過多的細菌導致死亡 D.腦細胞因缺血而死亡 [答案] D [合 作 探 究攻 重 難]    細胞的衰老和凋亡 [思考交流](教師

6、用書獨具) 1.老年人體內的細胞都是衰老細胞,而兒童體內細胞全是幼嫩細胞,這種說法對嗎?請舉例說明。 提示:不對。老年人體內也有幼嫩的細胞,如造血干細胞一生都能增殖產生各種類型的血細胞;兒童體內也有衰老的細胞,如皮膚表皮細胞衰老成角質層細胞,最后凋亡、脫落。 2.老年人行動緩慢,反應遲鈍,抵抗力弱。這些特征分別是哪些細胞衰老的結果? 提示:行動緩慢是肌肉細胞衰老的結果。反應遲鈍是神經細胞衰老的結果。抵抗力弱是免疫細胞衰老的結果。 3.分析老年人為什么大多頭發(fā)花白,滿臉老年斑? 提示:衰老細胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成減少,故頭發(fā)變白;衰老細胞膜通透性改變,色素積累,出現(xiàn)老年斑。

7、 4.細胞是生物體結構和功能的基本單位,細胞的衰老就代表個體衰老嗎? 提示:對于多細胞生物而言,細胞的衰老不等于機體的衰老,如幼年個體中每天都有細胞衰老;機體的衰老也不等于細胞的衰老,如老年個體中每天也有新的細胞產生。但個體衰老時,組成該個體的細胞往往表現(xiàn)為普遍衰老現(xiàn)象。 5.細胞死亡主要有哪幾種形式?哪種形式對生物體是有利的? 提示:細胞壞死和細胞凋亡。細胞凋亡對生物體是有利的。 6.下圖為某動物體內細胞凋亡和細胞壞死過程示意圖,據圖思考回答以下問題: (1)凋亡細胞的內容物是否釋放出來? 提示:不釋放。 (2)細胞凋亡只發(fā)生在特定時期,而細胞壞死任何時期都可發(fā)生。這種說

8、法正確嗎?為什么? 提示:不正確。細胞凋亡發(fā)生于機體發(fā)育的各個時期。 1.衰老細胞的特征 2.個體衰老與細胞衰老的對應關系 個體衰老表現(xiàn) 對應的細胞衰老原因 皮膚干燥、發(fā)皺 細胞內水分減少,體積減小 頭發(fā)變白 細胞內的酶活性降低 老年斑 細胞內色素(脂褐素)的累積 無力 細胞內呼吸速率減慢 吸收能力下降 細胞膜通透性改變 由上表看出,個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。 3.細胞凋亡機制的圖解與分析 (1)圖中①過程說明細胞凋亡有特異性,體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能。 (2)圖中②過程從分子水平看,凋亡是相關基因的選擇性表達,有新蛋白

9、質合成;從細胞水平看,凋亡過程中,以小泡形式形成由膜包被的凋亡小體,體現(xiàn)了膜的流動性。 (3)圖中③過程表示吞噬細胞吞噬凋亡小體而發(fā)生細胞內消化,此過程需要溶酶體參與。 4.細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別 項目 細胞凋亡 細胞壞死 原因 正常生理過程 病理性過程 調節(jié)過程 受基因調控 被動進行 是否發(fā)生炎癥 否 是 溶酶體變化 完整 裂解 是否需要能量 需要 不需要 易錯提醒:理解細胞衰老和凋亡的兩個“≠” (1)細胞衰老≠個體衰老(多細胞生物體中) 幼年個體中會有細胞衰老、凋亡,老年個體中也會有新細胞產生。 (2)細胞凋亡≠細胞壞死 細胞凋

10、亡是主動的,對機體的正常發(fā)育是有利的;細胞壞死是被動的,對機體是有害的。 [活學活用] 1.下列關于細胞衰老的敘述,不合理的是(  ) A.細胞的普遍衰老導致個體的衰老,但細胞衰老不等同于個體的衰老 B.細胞內水分減少,代謝速率減慢是衰老細胞的主要特征之一 C.“老年斑”的出現(xiàn)表明細胞膜通透性降低 D.頭發(fā)基部的黑色素細胞衰老時,細胞中的酪氨酸酶不能合成,導致白發(fā) D [在個體發(fā)育中,每時每刻都有許多細胞的衰老,因此細胞的衰老與機體的衰老是不同步的,A正確;細胞內水分減少,代謝速率減慢是細胞衰老的表現(xiàn),B正確;細胞衰老后,細胞膜的通透性下降,導致色素積累,出現(xiàn)“老年斑”,C正確;

11、頭發(fā)基部的黑色素細胞衰老時,細胞中的酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成減少,導致頭發(fā)變白,D錯誤。] 2.關于細胞凋亡的敘述,錯誤的是(  ) 【導學號:92172231】 A.細胞凋亡受細胞自身基因的調控 B.細胞凋亡也稱為細胞編程性死亡 C.細胞凋亡不出現(xiàn)在胚胎發(fā)育過程中 D.被病原體感染的細胞可通過細胞凋亡清除 C [細胞凋亡受細胞自身基因的調控,是正常的細胞生命活動,A正確;細胞凋亡也稱為細胞編程性死亡,B正確;細胞凋亡會出現(xiàn)在個體發(fā)育全過程中,C錯誤;被病原體感染的細胞清除屬于細胞凋亡,D正確。] (備選習題) 關于細胞凋亡和細胞壞死的敘述,錯誤的一項是(  ) A.

12、細胞凋亡是主動的,細胞壞死是被動的 B.細胞凋亡是生理性的,細胞壞死是病理性的 C.細胞凋亡是由基因調控的,細胞壞死主要是由外界因素引起的 D.細胞凋亡是急性的,細胞壞死是慢性的 D [細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程,它有嚴格的遺傳機制,因此是自動的、正常的生理過程;而細胞壞死是病理性刺激引起的細胞損傷和死亡,是被動的。細胞壞死有急性的也有慢性的,而細胞凋亡沒有這樣的區(qū)分。]    細胞癌變 [思考交流] 1.1951年,一名叫海拉的黑人婦女前往某大學醫(yī)院接受宮頸癌治療時,生物學研究人員從她的活組織切片中獲取了癌細胞,并發(fā)展成為一個可用于科學研究的細胞系。這一細胞

13、系就被稱為海拉細胞系。該細胞系至今仍在為實驗室效力。 (1)上述材料說明癌細胞具有什么特點? 提示:適宜條件下,可以無限增殖。 (2)這一細胞系中的細胞進行分裂的方式是什么? 提示:有絲分裂。 2.腫瘤有良性的,也有惡性的,良性腫瘤逐漸增長僅是壓迫周圍組織,而惡性腫瘤會不斷侵入周圍組織,被稱為“癌”。試分析癌細胞在體內為什么容易分散和轉移呢? 提示: 癌細胞膜上糖蛋白減少,使癌細胞間的黏著性顯著下降,容易在體內分散和轉移。 3.接觸致癌因子就會引起癌變嗎?試分析原因。 提示:不一定。只有致癌因子引起原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,才會導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。

14、4.用于化療的抗癌劑作用于癌細胞分裂的哪一時期?作用機理是什么? 提示:作用于分裂間期。主要是抑制DNA的復制。 , 1.癌細胞的概念 (1)產生原因:受到致癌因子的作用,致癌因子類似于人生病時的致病因子。 (2)產生結果:引起細胞內部結構和功能的改變,遺傳物質發(fā)生變化,細胞不受機體的控制,進行連續(xù)分裂。 2.癌細胞的特征 (1)可以無限增殖:正常細胞的分裂是有一定限度的,而癌細胞的分裂次數(shù)是無限的,可以永遠分裂下去。 (2)形態(tài)結構發(fā)生顯著變化(如圖): (3)細胞表面發(fā)生了變化:細胞膜表面的糖蛋白減少→細胞間黏著性降低→細胞容易分散和轉移。 3.癌變的原因 (1)

15、外因 致癌因子大致分為三類:物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子。 (2)內因 ①原癌基因和抑癌基因是維持機體正常活動所必需的基因。 ②癌變是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,導致細胞異常分裂,對這種異常分裂機體又無法阻止而造成的。 (3)癌變機理 易錯提醒:關于癌細胞的三個易錯點 (1)癌細胞的形成是畸形分化,但癌細胞只進行分裂,卻不再分化。 (2)腫瘤不一定是癌,良性腫瘤僅僅是壓迫周圍組織,不會破壞周圍組織。 (3)原癌基因和抑癌基因:前者控制細胞生長和分裂的進程,后者主要是阻止細胞不正常的增殖,二者普遍存在于所有細胞中,只不過癌細胞中兩種基因已發(fā)生突變。

16、[活學活用] 1.下列有關細胞的說法,哪項屬于癌細胞的主要特點(  ) A.細胞體積變小,代謝緩慢 B.細胞膜糖蛋白減少,彼此黏著性減小 C.細胞膜通透性變小,物質運輸能力降低 D.細胞核變大,呼吸速度變慢 B [癌細胞在適宜的條件下,能夠無限增殖,細胞形態(tài)結構發(fā)生變化,癌細胞表面發(fā)生變化,細胞膜表面的糖蛋白減少,細胞間的黏著性減小,易擴散和轉移;細胞體積變小,代謝緩慢,細胞核變大,呼吸速率變慢,細胞通透性變小,物質運輸能力降低,屬于細胞衰老的特征。] 2.下列關于細胞癌變的敘述,錯誤的是(  ) A.癌細胞在條件適宜時可無限增殖 B.癌變前后,細胞的形態(tài)和結構有明顯差別

17、C.病毒癌基因可整合到宿主基因組誘發(fā)癌變 D.原癌基因的主要功能是阻止細胞發(fā)生異常增殖 D [掌握細胞癌變的原因、過程和癌變細胞的特點是解答本題的關鍵。細胞癌變是由原癌基因和抑癌基因突變引起的,其中抑癌基因能阻止細胞不正常的增殖,D錯誤。癌細胞在適宜條件下可無限增殖,這是癌細胞的基本特征之一,A正確。癌變前后,癌細胞的形態(tài)和結構發(fā)生顯著變化,如癌細胞可由正常的形態(tài)變?yōu)榍蛐危毎け砻娴奶堑鞍诇p少等,B正確。誘發(fā)癌變的因素有物理因素、化學因素和生物因素,其中病毒癌基因整合到宿主細胞基因組中可誘發(fā)癌變,其屬于生物因素,C正確。原癌基因的主要功能是負責調節(jié)細胞周期,控制細胞生長和分裂的進程,抑癌

18、基因的主要功能是阻止細胞不正常的增殖。] [當 堂 達 標固 雙 基] 1.細胞衰老是一種正常的生理現(xiàn)象,人的細胞在衰老過程中不會出現(xiàn)的變化是(  ) A.細胞內有些酶活性降低 B.細胞內色素減少 C.細胞內水分減少 D.細胞呼吸速率減慢 B [細胞衰老主要有五方面的特征,即細胞內水分減少;有些酶活性降低;色素積累;呼吸減慢;細胞膜通透性改變。衰老細胞內的色素會增加而不是減少。] 2.下列關于細胞凋亡的敘述,錯誤的是(  ) A.是由遺傳基因決定的編程性死亡 B.不利于多細胞生物的生命活動 C.發(fā)生在生物體的整個生長發(fā)育過程中 D.凋亡速率與該細胞的功能密切相關 B [細

19、胞凋亡對多細胞生物的生命活動是有利的。] 3.下列有關細胞癌變的敘述,錯誤的是(  ) A.細胞癌變后細胞膜表面糖蛋白減少 B.癌癥病人染色體上無抑癌基因 C.經常食用煙熏制品易導致細胞的癌變 D.癌癥的發(fā)生與個人的身心狀況有關 B 4.下列關于人體細胞的敘述,錯誤的是(  ) A.人的正常體細胞的分裂次數(shù)是有限的 B.自由基攻擊蛋白質可以引起細胞衰老 C.細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除 D.衰老細胞代謝速率加快是細胞內水分減少引起的 D [人的正常體細胞最大分裂次數(shù)為50次,A項正確;自由基攻擊蛋白質可引起細胞衰老,B項正確;細胞中衰老的細胞器會被溶酶體清除,C

20、項正確;衰老細胞代謝速率減慢,D項錯誤。] 5.如圖為細胞重要的生命活動圖解。請據圖回答下面的問題: (1)A、B、C、D中,染色體結構動態(tài)變化主要發(fā)生在________過程中。 (2)細胞增殖的主要方式是___________________________。 (3)細胞分化是個體發(fā)育的基礎,就一個個體來說,乳腺細胞與心肌細胞的遺傳信息________,但形態(tài)、結構和功能卻________,這是因為____________________________________________________________ ______________________________

21、______________________________。 (4)隨著年齡的增長,一根根青絲變成了白發(fā);額角也漸漸爬滿皺紋,這與____________有關。 (5)細胞的凋亡由于受到嚴格的遺傳機制決定的程序性調控,所以也稱為________________。當HIV病毒侵入機體的淋巴細胞后,會使淋巴細胞大量死亡,淋巴細胞大量死亡是否屬于細胞凋亡? ____________________________________________________________。 [解析] 細胞增殖的主要方式是有絲分裂,而染色體的動態(tài)變化就發(fā)生在細胞分裂的過程中,細胞增殖使細胞數(shù)目增多,而細

22、胞分化使細胞的形態(tài)和功能發(fā)生改變;人變老時,細胞會衰老,細胞內水分減少,細胞內酪氨酸酶活性降低,黑色素的合成減少等;HIV病毒侵入機體T細胞后,會使細胞正常代謝受損和中斷,從而引起細胞的壞死。 [答案] (1)A (2)有絲分裂 (3)相同 不同 不同細胞的遺傳信息執(zhí)行情況不同 (4)細胞的衰老 (5)細胞編程性死亡 不屬于 (備選習題) 下列關于細胞癌變的敘述,正確的是(  ) A.人的正常細胞中沒有原癌基因,有抑癌基因 B.造血干細胞與癌細胞中基因的表達情況相同 C.惡性腫瘤細胞容易擴散,有無限增殖的特性 D.細胞癌變是由于正常基因突變?yōu)樵┗蛩? C [人的正常細胞中

23、也有原癌基因和抑癌基因,A錯誤;不同的細胞表達的基因不同,造血干細胞與癌細胞中基因的表達情況不同,B錯誤;惡性腫瘤細胞容易擴散,有無限增殖的特性,C正確;細胞癌變是由于原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變的結果,D錯誤。] [核心語句歸納] 1.衰老的細胞內水分減少、酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積累和膜通透性改變。 2.細胞凋亡是由基因調控的自動結束生命的過程。 3.癌細胞具有無限增殖、形態(tài)結構改變、易于分散和轉移的特點。 4.細胞癌變的機理:原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。 5.原癌基因主要調節(jié)細胞周期;抑癌基因主要阻止細胞不正常的增殖。 我國經濟發(fā)展進入新常態(tài),需要轉變經濟發(fā)展方式,改變粗放式增長模式,不斷優(yōu)化經濟結構,實現(xiàn)經濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調發(fā)展,推進新型城鎮(zhèn)化,推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國經濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

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