细胞的分化衰老和癌变.docx

细胞的分化衰老和癌变高二生物细胞的分化、癌变和苍老教案 高二生物细胞的分化、癌变和苍老教案 教学目标 学问目标1、了解细胞分化与生物体发育的关系2、了解细胞的全能性及其在科学探讨中的应用3、了解细胞癌变的病因和诱因，了解如何预防癌症。4、了解细胞苍老的表现和缘由 实力目标1、培育学生分析比较的实力。2、培育学生联系实际敏捷运用学问的实力。 情感目标1、通过学习使学生体会生命的运动性、体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想。2、引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类的健康问题。激发社会责任感和使命感。激发学生关爱生命的美妙情感。 教学建议 教材分析一个细胞周期可能很短暂也可能相对许久些，而这些细胞的不同前程基本上是在他们产生时就已经被确定了。高等生物在胚胎发育过程中，细胞的增殖行为会出现差异。有连续分裂实力的细胞产生后它的使命就是去产生新一代细胞通过细胞分裂增生来保证生物体的生长或生殖。有的细胞则不行逆地失去分裂实力通过细胞分化形成具有肯定形态和结构的功能体，通过新陈代谢呈现自身的生命价值。还有一些细胞短暂失去分裂实力不进行增殖，但是在适当的刺激下还可以复原增值实力。有关细胞分化的学问在初中阶段已经有了初步的了解，粗浅地知道了组织和器官的形成缘由是细胞分化的结果。在这里须要简洁介绍一下细胞分化的原理。主要目的是让学生对细胞的生活有个较为完整的了解，也为学习生物的生殖发育、基因限制蛋白质的合成等学问以及了解最新生物学技术如克隆、细胞工程的原理奠定基础，这部分学问讲解要适度，不能过度绽开更不能无限加深。 由于当今世界范围内环境污染比较严峻，癌症成了威逼人类健康的头号杀手。因此了解癌症的病因、了解诱发癌症的主要因素就会使我们削减患病机会，这对提高全民健康水平提高人口质量有特别重要的意义。因此用科学的眼光去发觉发生在我们身边的种种危急和错误的生活方式就显得很有意义。本节学问与当今很多科技新进展热点问题都有紧密地联系，因此能联系实际了解或解决一些实际题就显得很重要。也会激发学生了解科学的主动性，也是激发学生社会责任感的良好契机。 教学设计方案 教学题目：第三节细胞的分化、癌变和苍老（建议1课时完成）教学重点：1、细胞的分化及其结果2、细胞分化与细胞分裂的关系教学难点：1、细胞分化、癌变和苍老的机理2、细胞分化的特点教学过程：复习：细胞周期的概念。引入新课：经过细胞分裂产生的子细胞中有一部分会进入下一个细胞周期接着通过细胞分裂产生新的子细胞；但是也有相当多的细胞不再进行DNA的复制，转而进入细胞的生长发育阶段。细胞生长是由于构成细胞的化合物大量积累造成的，这一阶段细胞的同化作用大大强于异化作用。在生物体生长的同时细胞的形态结构也渐渐起先发生了变更，在胚胎期渐渐形成各种不同的组织和器官。这就是细胞的分化过程，细胞分化是生物体发育的干脆缘由。细胞的分裂和分化假如出现异样将会导致细胞癌变。与细胞分裂和细胞分化一样细胞的苍老和死亡也是生命过程中必经的的正常环节。 第三节细胞的分化、癌变和苍老 一、细胞的分化1、细胞分化的概念（41页）细胞分化是一种普遍的生命现象。由受精卵发育成为一个成熟个体的过程事实上就是一个细胞由全能性向专能稳定性发展的过程。细胞的分工加强，生命活动的效能得到了提高。与此同时已分化的细胞的发育潜能也渐渐受到抑制。细胞起先出现形态、结构和功能上的特异性，而且这种改变具有明显的区域性。形态结构相同的细胞通过细胞识别作用聚集粘连在一起，最终形成了一个个具有较明显差异的细胞群。细胞由同型到异型的发展过程就是细胞的分化过程。细胞分化的结果就是组织的形成。探讨：多细胞生物体在胚胎早期随着细胞的有丝分裂，细胞数目快速增加。这些细胞的遗传物质相同吗？（复习有丝分裂特点）从理论上讲具有同样的遗传性的体细胞就应当表现出相同的形态、结构和功能特点。事实果真如此吗？为什么？ 老师提示（最好是引导学生回答）：“一切生命活动都离不开蛋白质。”“核酸对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要的作用。”2、细胞分化的缘由确定细胞分化方向的根本缘由是：虽然多细胞生物不同部位细胞内的遗传物质相同，但是由于它们所处的相对位置不同，因此它们限制蛋白质合成的状况就不完全相同，因而导致不同特定部位的细胞内的蛋白质和酶等重要生命物质的组成有区分，这最终导致了细胞的形态、结构和功能就会不同。从表象上看就是细胞分化，形成了不同的组织和器官。由上可以看出细胞质在细胞分化过程中对细胞核的活动是有影响的。生命活动的发展方向和最终结果是内因和外因工作的结果。细胞分化在胚胎期达到了最大限度，诞生以后的胚后发育只是原有组织体积的增加，不再增加组织的新类型。3、细胞分化的特点与细胞的全能性： 细胞分化的稳定性与细胞分化程度有关，分化显著的细胞稳定性会更强。一般状况下分化的细胞将失去接着分裂的实力，尤其是动物细胞最为显著。植物细胞在特定的环境下还有可能逆转，重新复原分裂实力。复原分裂实力的细胞在特定环境条件下仍可重新再分化。动物细胞的细胞核在离开原有的特定环境后，假如新的环境条件相宜也仍有可能复原分裂实力。这是因为细胞分化过程中遗传物质并没有遭到破坏。细胞仍旧保有该物种应有的全套遗传物质。这就是细胞的全能性。4、学问应用：学生探讨沟通：以上科学原理在生产实际和科学探讨领域中的应用（105页克隆技术可以应用于珍稀动物的爱护；42页的组织培育技术广泛地应用于珍贵花卉、珍稀草药、优良物种的快速繁殖等；医学上组织器官的体外培育扩增可以用于移植手术；骨髓中造血干细胞的体外培育和定向分化可以挽救很多血液病人的生命）细胞的分裂和分化假如出现异样将会造成什么后果呢？二、细胞的癌变：（可以通过学生阅读后归纳总结也可以由老师讲解）1、癌细胞的产生缘由：在细胞内有特地限制细胞分裂、分化、苍老和死亡的遗传信息DNA片断（基因）。当这些基因受到干扰发生程序紊乱或生理功能失衡时，细胞的分裂和分化就会失常。正常状况下细胞分裂不会超过5060次，假如失控就会形成肿瘤和癌。癌细胞就是一团失去正常生理功能的恶性增殖的细胞群。 2、癌细胞的特点：（学生阅读后沟通）（1）无限恶性增生（2）形态结构异样（3）细胞膜异样，细胞简单分别扩散癌症种类繁多，如肝癌、血癌（白血病）、骨癌、肠癌、膀胱癌等。随着环境的污染癌症的发病率急速提升，而且有低年龄化的趋势。因此癌症是当今世界上威逼人类健康的头号杀手。癌症已经无情地夺走了许多人的生命，严峻地影响了人类的生活质量，缩短了人类的寿命。人体为什么会换上癌症，诱发癌症的因素是哪些？癌的特点是什么？如何有针对性地主动实行适当的方法加以预防和治疗？3、致癌因素与癌症的预防：在学生沟通的基础上进行归纳整理（留意进行内因和外因关系的哲学教化）（1）内因：人体内有致癌基因和抑癌基因经过科学工作者的探讨，目前已经发觉了很多与癌症有关的基因。这些基因大体分成两类，普遍存在于人体的染色体上。是否患癌取决于两类基因是否被激活，是否能在适当的时间和空间内正常发挥作用。这属于生物体内的动态调整问题。（2）外因：物理因素：各种有害辐射（如X射线、紫外线和核辐射等）化学因素：有害化学药物、制剂（如砷、苯、煤焦油等）生物因素：病毒引入。学生沟通探讨：致癌因素原委离我们有多远？在我们的日常生活中，上述有害环境我们接触到了多少？吸烟和被动吸烟、厨房烟雾、汽车尾气、装修涂料中溢散的有害气体、过量的防腐剂、化妆品中的添加剂、色素香精、黄曲霉素、各种喷雾剂、制冷剂等等是否含有致癌物质？与癌症是否有干脆或间接的关系。 日光浴的度如何把握？医院里是否有会诱发癌症的因素？如何防范？目前癌症治疗的方法主要靠那些手段？原理是什么？三、细胞的苍老和死亡首先要明确：这是一个正常的生理过程。学生例举细胞自然苍老死亡的例子。提示:人体红细胞、皮肤的表皮细胞、骨髓腔壁上的细胞、根冠细胞等。1、特点：对5个特点进行分析，相识因果关系。共同点都是对细胞新陈代谢物质交换和物质转化的阻碍作用，导致新陈代谢减缓、变弱。最终结果就是细胞死亡。2、缘由：简要介绍有关假说（教参中有相关内容）3、细胞的死亡：细胞死亡有正常凋亡和异样死亡两类。正常的细胞死亡是在细胞遗传物质的限制下进行的主动过程，它有一套严格的程序。它对于生物体的正常发育具有重要的影响。比如胚胎发育期手的发育假如没有细胞的调亡就不会有纤细的手指；假如没有正常的细胞调亡，蝌蚪的尾部就不会消逝，它将恒久不能变成青蛙。正常的细胞调亡骸肩负着维持各种组织器官固有体积和形态的功能；还会使机体内异样的细胞得到刚好清除，去处潜在的隐患；例如癌症就是异样的细胞没有刚好死亡的结果。因此细胞的正常死亡是生物体的一种特别重要的调整机制，是机体平衡细胞增殖，调整机体细胞树木恒定的方式，是必不行少的生命过程。对细胞的生命现象进行总结。 探究活动 到互联网上查找有关最新生物热点的信息 到网上查找有关克隆、组织培育、细胞工程、胚胎扩大培育等相关信息，更深化地了解有关原理。形式：依据每个人自己整理的资料进行沟通。目的：使课内学问与课外生产、生活实践相联系；与相关领域科研相联系。培育学生的学问迁移实力、学问的应用实力；培育学生查找资料并用学习的学问对素材进行分析甄别的自学实力。（1）办专刊展示个人或小组整理的资料，供大家沟通运用。（2）打算一或几个专题研讨会进行沟通。 其他探究活动1.查看有关癌症的信息，了解日常生活中可能诱发癌症的因素、癌症的治疗方法及原理、向家人及所在社区做爱护环境预防癌症的宣扬。（可以熬炼社会工作实力）（1）可以通过办专栏或宣扬窗的形式在学校或社区进行宣扬。（2）编排成文艺节目形式如小品、校内短剧等进行宣扬。（3）在做好打算的状况下与父母一起对家居环境进行调查。找出污染致癌的不良环境因素，制定整治改进措施。（4）与家庭中有吸烟习惯的成员进行交谈，把自己学习到的有关学问传授给家人。做一回小老师，使科学学问、科学健康的生活方式以及相关卫生保健学问在家庭里得到普及。2.查看有关白血病的相关学问，了解骨髓捐献的常识。（1）可以上网查资料；也可以查找有关书籍资料（2）可以去医学院校或红十字会等有关机构进行采访。（3）可以请有关部门的老师、学者或专家做专题科普讲座。3.调查自己家居环境中以及日常生活中是否存在可以诱发癌症的污染源。 细胞分化苍老和凋亡 第2节细胞分化、癌变和苍老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，它仍旧在世界上很多试验室中广泛传代运用，道理何在？细胞像生物体一样，也要经验诞生、生长、成熟、繁殖、苍老、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、细胞的苍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逼的细胞癌变。很多学生会认为细胞苍老就会导致个体苍老。对于单细胞生物来说，的确如此。但是对于多细胞生物，生物体内每时每刻都在进行新陈代谢，都有细胞苍老或死亡，也都有新细胞在产生。细胞苍老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生困难改变的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生改变。当然从总体上看，个体苍老的过程也是组成个体的细胞普遍苍老的过程。 研习教材重难点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起先的，受精卵通过细胞的增殖、分化，最终发育成一个完整的个体。在胚胎发育的早期，各个细胞彼此之间是很相像的。通过体细胞的有丝分裂，细胞数量越来越多。与此同时，这些细胞又渐渐向不同方面发生了改变，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，再由很多不同的组织形成器官，由很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改变，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。分化是一种长久的、稳定的改变。细胞分化的机理1、在个体发育过程中，细胞分化的过程是在遗传物质的限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、结构和生理功能的改变，源于细胞内化学物质的改变，特殊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匀称安排在肯定程度上确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，核物质都匀称地安排到子细胞中，但由于受精卵细胞质中的物质分布是不匀称的，因此在有丝分裂的末期，细胞质安排时，在各子细胞之间是不均等的，这种不均等安排在肯定程度上确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，具有个体发育所须要的全部遗传物质，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旧具有发育的潜能。大量科学试验证明，高度分化的植物细胞仍旧有发育成完整植枝的实力，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育,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，仍存在着保持增殖实力的细胞，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，但它们的细胞核仍旧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）胜利地克隆出一只小母羊。这一试验说明高度分化的动物细胞的细胞核仍旧具有全能性，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。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渐渐削减研析：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。假如只有细胞分裂，而没有细胞的分化，生物体是不能进行正常的生长发育的。细胞分化是一种长久性的改变，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行能分化，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改变，因为细胞核中含有保持物种遗传性所须要的全套遗传物质，正因为如此，一个细胞就能培育成一个生物体。在细胞分化过程中，有的基因被抑制，有的基因被激活，假如要使一个分化了的细胞培育成一个生物体，必需设法使该细胞中全部的基因都被激活，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；1；2或3；5和6?C、7；1；7；2和3D、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，正确获得信息，并做出正确推断的实力。涉及的学问点有细胞的生长，细胞的分裂，以及初中的相关学问：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实力，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，而变成不受机体限制的，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（HenriettaLacks）的宫颈癌细胞分别建立的HeLa细胞系，至今仍在世界很多试验室中广泛传代运用，成为探讨癌症的材料。但这位患者已死去四十多年。癌细胞的形态结构发生了改变细胞培育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改变细胞膜上有糖脂、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削减，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。在体外培育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，在体外培育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）致癌因子物理致癌因子物理致癌因子主要是指辐射致癌。最早发觉具有致癌作用的是放射性物质发出的电离辐射，后来发觉象X射线、紫外线等均可致癌。卓越的物理学家，放射性元素发觉者贝克勒尔（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（居里夫人最终死于白血病），1903年他们因发觉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觉。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。现已发觉有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，在正常状况下，原癌缘由处于抑制状态。假如由于某种缘由，如紫外线照耀，使原癌基因本身发生变更，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探讨中发觉，很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。依据这一探讨成果提出了癌基因学说。该学说主见：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。假如癌基因受到阻抑，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。但在以后的探讨中发觉，有的细胞癌基因也存在于酵母中，而在人体肿瘤中分别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。在正常状况下，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、组织再生等方面须要这些基因按程序限制表达，如某些为生长因子或生长因子受体编码的基因等。细胞生长到肯定的时期受到细胞体积增大而相对表面积削减的制约，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起先的，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变更后形成的。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(向四周组织浸润)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）通常能够引起基因变更的因素可能有。(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）化疗时采纳的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻挡参加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。化疗还可以采纳其他药物，如5氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶特别相像，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、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耀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）探讨人员从人体的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，应当先进行动物试验，以确定制剂对机体内重要脏器的平安性。写出简要的试验设计方案。试验材料：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雌雄体重78g76g99g101g试验设计：第一步：将试验鼠分为试验组、比照组，其为试验组，为比照组。(填写代号)其次步：。第三步：饲养相同时间后，分别解剖视察试验组、比照组的鼠，检查重要脏器发生病变状况。研析：人体细胞发生癌变对人类的健康构成严峻威逼，也是人类关注的热点问题，本题围绕癌变的概念、缘由、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试验设计，全面考查学生的学问驾驭状况以及运用学问分析问题、解决问题的实力。癌细胞是一种不受机体限制的，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。依据癌变的机理，人们在治疗癌症时常采纳化学疗法与物理疗法，它们的机理分别是阻挡癌细胞的增殖及杀死癌细胞。癌细胞在增殖过程中，必需经过DNA的复制，因此化疗时常通过化学药物抑制或阻挡癌细胞的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、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耀患处杀死癌细胞。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，均应当先进行动物试验以确定该制剂对机体内重要脏器的平安性，在动物试验中要设计试验组与比照组，要遵循单变量因子原则，同时又要保证明验组与比照组的动物能够进行基本的新陈代谢，完成生长与发育，以免试验动物在中途死亡而使试验失败。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实力也往往成为考查学生素养的一种标记。本题中重点要抓住癌细胞的特点和常规试验要求进行。答案：（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）甲与丁(乙与丙)乙与丙(甲与丁)每日为小鼠供应相同的食物、水；给试验组定时服用双歧杆菌制剂，同时给比照组服用等量的水。典例4：生物学家探讨发觉，癌细胞的无限增殖受某调控基因的限制，该调控基因能激发全部动物细胞大量增殖，为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核上，科研人员做了如下试验设计： 依据以上思路，请接着完成下列试验设计方案：A试验方案：（试验提示：癌细胞能传代培育，细胞形态发生明显变更。如何视察细胞形态不作试验设计要求。）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。分别使单个癌细胞和单个肝脏细胞核质分别。取2只培育编号甲、乙，各加入等量的培育液。B预期试验结果及结论：。研析：本题是探究性试验，要牢牢抓住题中供应的信息来设计。而且要全面考虑可能出现的状况，及对应的结论。答案：A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、乙两只培育瓶中，进行细胞培育。分别视察甲、乙培育瓶中的细胞形态。B若甲瓶的细胞（或重组甲细胞分裂产生的细胞）形态发生明显改变，则调控基因存在细胞核中。若乙瓶中的细胞（或重组乙细胞分裂产生的细胞）形态发生明显改变，则调控基因存在细胞质中。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）形态均发生明显改变，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细胞的苍老（识记）1）细胞的苍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、苍老、死亡这几个阶段。在生物体内每时每刻都有细胞在苍老、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后体内全部的红细胞都被更新。对多细胞生物而言，细胞的苍老与死亡和机体的苍老与死亡是两个概念，机体的苍老并不等于全部细胞的苍老，但是细胞的苍老、死亡也不等于机体的苍老、死亡。细胞的苍老是正常生理现象。正如生物体具有肯定的寿命一样，组成生物体的细胞也有肯定的寿命。生物体的整个发育过程取决于肯定次数的细胞分裂。卵细胞受精后就起先分裂，细胞数目大大增加，同时由于分化细胞的形态、结构、生理也发生改变，最终每个细胞在新个体的发育和生活中都执行着肯定的任务，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困难影响会渐渐发生功能衰退，直到死亡。细胞由生到死的过程是遗传程序限制的，在每种生物中都相当精确。苍老是发育的一个正常阶段，老化过程的终点就是有机体的死亡。2）苍老细胞的主要特征细胞苍老的过程是细胞生理与生化发生困难改变的过程，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改变。在苍老的细胞内水分削减，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。苍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苍老时，细胞中的酪氨酸酶活性降低，就会导致头发变白。细胞内的色素会随着细胞苍老而渐渐积累很多细胞色素的生成，随着衰而增加。有人发觉猕猴的神经细胞内，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。脂褐素的积累是细胞衰才中最明显的改变，它阻碍了细胞内物质的沟通和信息的传递，影响到细胞正常生理功能的进行，最终导致苍老和死亡。苍老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩、染色加深细胞膜通透性变更，使物质运输功能降低 细胞苍老的缘由近几十年来，很多学者提出了各种假说来说明细胞苍老发生的缘由，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。细胞苍老的缘由的确是有可能由多种因素引起的，所以存在多种有关细胞苍老的理论也是正常的，这可能也是至今没有真正揭示细胞苍老机制的缘由。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。试验已经证明，这些生物氧化过程中的副产品或中间产物与细胞苍老干脆相关，它们能导致细胞结构和功能的变更，这就是细胞苍老的自由基理论。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缘由的。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。自由基对细胞造成特别大的损伤，对很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，加入爱护性的酶，主要有超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT），两者协同作用起爱护性作用。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肯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分。细胞程序死亡的现象是普遍存在的，它发生在依靠激素的组织中，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，最明显的形态学改变是核内染色质浓缩，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，几乎是不行逆的。现已证明，细胞程序死亡是一种细胞的生理限制机制。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别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13：12：1。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，物质交换实力最差的是。(3)三块骨骼肌内代谢废物沉积最多的是。研析：本题用细胞苍老的特点来分析。答案：(1)C线粒体(2)AC(3)C阅读材料研习旁栏思索题（P40）细胞分化是否意味着细胞中的遗传物质的变更？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，没有变更细胞中的遗传物质。旁栏思索题（P42）为什么吸烟者简单患肺癌？答：烟中含有尼古丁、煤焦油等致癌因子。旁栏思索题（P42）你能举出一些实例说明人体细胞具有苍老和死亡现象吗？答：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、结构和成功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，形态结构发生了改变，细胞表面发生了改变等等。3细胞苍老是细胞内生理和生化发生困难改变的过程，这是细胞生命活动的基本规律。细胞苍老反映在细胞的形态、结构和功能上发生了改变，如细胞内水分的削减，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变更等等。 癌症的治疗目前，常用的治疗方法仍旧是手术切除。这就须要尽可能在早期发觉癌组织，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明显很难实施。遇到这种情形，必需实行“化学疗法”和“放射线疗法”协助治疗。首先运用抗癌药物和放射线照耀缩小转移的癌病灶，再对原发病灶的癌组织进行切除。放射线疗法是运用高能X射线或射线集中照耀患病部位，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。多种抗癌剂混合运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实力，特殊是通过增殖和活化T淋巴细胞，增加机体免疫系统反抗癌组织的实力。探究解题新思路基础思维探究基础发散型细胞分化达到最大限度的时期是（）A受精卵时期B胚胎时期C有丝分裂时期D细胞的增殖时期解析：细胞分化是生物界中普遍存在的一种生命现象。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叫做细胞分化。细胞分化是一个渐变过程，是一种特久的稳定改变，这与细胞分裂不同，因其不具有周期性，是不行逆的。一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞(受精卵)，细胞分裂只能繁殖出很多相同的细胞，只有经过细胞的分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体。故而在胚胎时期是细胞分化最旺盛的时期。答案：B误点警示：细胞分化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。变式拓展(1)高等动物随着胚胎发育，仅有少数细胞依旧具有分化成其他细胞类型和构建组织器官的实力，这类细胞称为干细胞，如造血干细胞。下图中最能完整显示正常机体内干细胞基本特征的是（） 基础拓展型2022年诺贝尔生理和医学奖授予三位科学家。这三位科学家发觉了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程的基因规则。这项工作对人类战胜疾病将发挥重大作用。请回答下列问题：(1)细胞的苍老和死亡是一种正常的生命现象。下列属于苍老细胞特征的是（）A、细胞内水分削减B、呼吸速率增加C、物质运输实力下降D、酶的活性降低(2)人的受精卵分裂，逐步形成大量功能不同的细胞，从分子水平看，这是的结果。(3)人的胚胎发育初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时已失去尾，从细胞水平看，这是由于。(4)后来的科学家探讨发觉，限制“程序性细胞死亡”的基因有两类。一类是限制细胞死亡的，另一类是启动或促进细胞死亡的。两类基因相互作用限制细胞的正常死亡。假如该死亡的细胞没有死亡，不该死亡的细胞大批死亡，人就会患病，如癌症、艾滋病等。请你运用这个理论对癌症、艾滋病的治疗进行大胆的设想。解析：本题是以细胞的分化、苍老和死亡为学问背景，学科内的综合题。答案：（1）ACD（2）不同基因表达（3）组成尾的细胞在胚肥发育过程过中程序性死亡（4）找到与癌症、艾滋病相关的全部调控基因，分析其功能，探讨出能发挥或抑制这些基因功能的药物，就可以加速癌细胞自杀，达到治疗癌症的目的，提高免疫细胞的生命力，达到抑御艾滋病的目的。误点警示：留意学问点间的联系和区分。变式拓展（2）视察肿瘤切片，下列有关其细胞的叙述中，正确的是（）A全部细胞经减数分裂增殖B全部细胞中都可见到染色体C全部细胞都能合成蛋白质D全部细胞中DNA含量相同 综合思维探究学科内综合型化疗是限制癌细胞生长的方法之一，药物可以杀死癌细胞。正常骨髓细胞的细胞周期约为40分钟。急性淋巴性白血病白细胞