医学专题—学案-细胞的分化、癌变、衰老和凋亡.ppt
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1、学案学案 细胞的分化、癌变、衰老细胞的分化、癌变、衰老(shuilo)和凋亡和凋亡核心术语核心术语(记准、写准、理解透,把握内涵和外延记准、写准、理解透,把握内涵和外延)1.细胞分化细胞分化(全能性、基因选择性表达、干细胞、持久性、稳全能性、基因选择性表达、干细胞、持久性、稳定性定性)2.细胞衰老细胞衰老(shuilo)(个体衰老(个体衰老(shuilo))3.细胞凋亡(细胞编程性死亡、细胞坏死)细胞凋亡(细胞编程性死亡、细胞坏死)4.癌变(原癌基因、抑癌基因、无限增殖、接触抑制)癌变(原癌基因、抑癌基因、无限增殖、接触抑制)第一页,共四十七页。细胞分化细胞分化(fnhu)的相关内容整合的相关
2、内容整合阅读阅读(yud)下面的示意图并思考下列问题下面的示意图并思考下列问题(1)细胞分化的特点是什么?)细胞分化的特点是什么?(2)分析细胞分化的原因(基础、实质和结果)分析细胞分化的原因(基础、实质和结果(ji gu))。)。(3)试辨析细胞分化与个体发育、细胞内的遗传物质、)试辨析细胞分化与个体发育、细胞内的遗传物质、全能性、脱分化、细胞分裂的关系。全能性、脱分化、细胞分裂的关系。第二页,共四十七页。(4)分析癌细胞的特点和机理)分析癌细胞的特点和机理(j l)。(5)分析细胞全能性的原因和全能性表达的条件,并列)分析细胞全能性的原因和全能性表达的条件,并列举细胞具有全能性和动物细胞核
3、具有全能性的实例。举细胞具有全能性和动物细胞核具有全能性的实例。答案答案 (1)细胞分化的特点:细胞分化的特点:持久性:发生在生物体的持久性:发生在生物体的整个生命整个生命(shngmng)进程中,在胚胎时期达到最大限度。进程中,在胚胎时期达到最大限度。稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。持分化后的状态,直到死亡。普遍性:是生物界普遍普遍性:是生物界普遍存在的生命存在的生命(shngmng)现象,是生物个体发育的基础。现象,是生物个体发育的基础。(2)细胞分化的原因:)细胞分化的原因:基础:各种细胞具有完全相
4、同基础:各种细胞具有完全相同的遗传物质(携带有本物种的全部遗传信息)。的遗传物质(携带有本物种的全部遗传信息)。实质:实质:基因选择性表达的结果(细胞内的基因并非全部表达,不基因选择性表达的结果(细胞内的基因并非全部表达,不同部位的细胞表达不同的基因,如高茎同部位的细胞表达不同的基因,如高茎第三页,共四十七页。豌豆体细胞中都含有高茎基因,但根部细胞中的高茎基因不豌豆体细胞中都含有高茎基因,但根部细胞中的高茎基因不表达;某一部位组织细胞内能表达的基因并非同时表达的,表达;某一部位组织细胞内能表达的基因并非同时表达的,而是在个体发育的不同时期,不同基因有顺序地表达)。而是在个体发育的不同时期,不同
5、基因有顺序地表达)。结果:增加结果:增加(zngji)细胞类型,产生出不同形态、结构和功能细胞类型,产生出不同形态、结构和功能的组织和器官。总之,细胞分化的直接原因是蛋白质的不同,的组织和器官。总之,细胞分化的直接原因是蛋白质的不同,而根本原因是基因的选择性表达。而根本原因是基因的选择性表达。(3)个体发育是细胞分化的结果,在个体发育的个体发育是细胞分化的结果,在个体发育的不同不同(b tn)阶段细胞分化程度不同阶段细胞分化程度不同(b tn),胚胎时期(原肠胚,胚胎时期(原肠胚时期)时期)达到最大程度。达到最大程度。同一个体的不同体细胞中核遗传物同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同,基因
6、的选择性表达只会导致质完全相同,基因的选择性表达只会导致mRNA和蛋和蛋白质不同。白质不同。细胞分化不会导致遗传物质改变,已分细胞分化不会导致遗传物质改变,已分第四页,共四十七页。化的细胞都含有化的细胞都含有(hn yu)保持物种遗传性所需要的全套遗保持物种遗传性所需要的全套遗传物质,因而都有全能性。一般来说,细胞分化程度越传物质,因而都有全能性。一般来说,细胞分化程度越高,具有的全能性越小。高,具有的全能性越小。在生物体内,细胞分化是一在生物体内,细胞分化是一种稳定的程序性变化,这种变化是不可逆转的,但在人种稳定的程序性变化,这种变化是不可逆转的,但在人工条件下,分化的组织细胞能脱分化,脱分
7、化的组织细工条件下,分化的组织细胞能脱分化,脱分化的组织细胞,经人工培养可诱导发育成新的完整植株。胞,经人工培养可诱导发育成新的完整植株。细胞分细胞分裂是细胞分化的基础,细胞分化使经细胞分裂产生的相裂是细胞分化的基础,细胞分化使经细胞分裂产生的相同细胞的后代发生了形态、结构和生理功能上的差异。同细胞的后代发生了形态、结构和生理功能上的差异。细胞分裂只是增加了细胞数量,细胞分化形成了具有特细胞分裂只是增加了细胞数量,细胞分化形成了具有特定形态、结构和功能的组织和器官。定形态、结构和功能的组织和器官。(4)癌细胞的特点:)癌细胞的特点:适宜条件下,无限增殖。适宜条件下,无限增殖。形态结构形态结构发
8、生显著变化。发生显著变化。易扩散转移,是由于细胞膜上糖蛋白等物易扩散转移,是由于细胞膜上糖蛋白等物质质(wzh)减少,细胞间的黏着性降低。减少,细胞间的黏着性降低。癌变机理:癌变机理:第五页,共四十七页。原癌基因是维持机体原癌基因是维持机体(jt)正常活动所必需的基因,在细正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活、活化)的进程。只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活、活化)后,细胞才会恶性增殖。后,细胞才会恶性增殖。抑癌基因是一类阻止细胞不正常的增殖从而遏制肿瘤形抑癌
9、基因是一类阻止细胞不正常的增殖从而遏制肿瘤形成的基因,抑癌基因的丢失或失活,可能导致肿瘤发生。成的基因,抑癌基因的丢失或失活,可能导致肿瘤发生。抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。致癌因子致癌因子(ynz)第六页,共四十七页。(5)全能性的原因是体细胞都是受精卵经有丝分裂产生)全能性的原因是体细胞都是受精卵经有丝分裂产生的后代细胞,都具有完成个体发育所需的全套遗传物质的后代细胞,都具有完成个体发育所需的全套遗传物质(全部基因)。若要表达细胞全能性,必须具备的条件是(全部基因)。若要表达细胞全能性,必须具备的条件是离体的情况
10、下,在一定的营养物质、激素和其他适宜外界离体的情况下,在一定的营养物质、激素和其他适宜外界(wiji)条件下,细胞才能表现其全能性。能体现细胞全能条件下,细胞才能表现其全能性。能体现细胞全能性的实例是胡萝卜根组织培养;体现细胞核全能性的实例:性的实例是胡萝卜根组织培养;体现细胞核全能性的实例:克隆羊多利的诞生。克隆羊多利的诞生。(09菏泽模拟)人体内具有分裂和分化能力的菏泽模拟)人体内具有分裂和分化能力的细胞称为细胞称为(chn wi)干细胞。对下图的相关叙述错误的是干细胞。对下图的相关叙述错误的是 ()第七页,共四十七页。A.a、b、c三过程都需要进行三过程都需要进行DNA的复制和蛋白质的的
11、复制和蛋白质的合成合成B.b、c过程不是可逆的过程过程不是可逆的过程C.如果没有如果没有b、c过程,就没有组织和器官的形成过程,就没有组织和器官的形成(xngchng)D.b、c过程并没有基因的丢失,基因进行了选择性表达过程并没有基因的丢失,基因进行了选择性表达答案答案 A关键信息关键信息 “分裂分裂”、“分化分化”、“干细胞干细胞”、“DNA复制复制”、“蛋白质合成蛋白质合成”、“不可逆不可逆”、“选择性表达选择性表达”第八页,共四十七页。知识依据知识依据 细胞分裂、分化过程中变化特点及基因选细胞分裂、分化过程中变化特点及基因选择性表达含义择性表达含义完整分析完整分析 a过程是细胞过程是细胞
12、(xbo)增殖过程,增殖过程,b、c过程是细胞过程是细胞(xbo)分分化过程。细胞分裂间期要进行化过程。细胞分裂间期要进行DNA复制和蛋白质的合复制和蛋白质的合成,但细胞分化过程只进行蛋白质的合成,所以选成,但细胞分化过程只进行蛋白质的合成,所以选A。细胞分裂、分化、衰老、凋亡细胞分裂、分化、衰老、凋亡(dio wn)和癌变的比较和癌变的比较 列表比较分析细胞分化、癌变、衰老与凋亡的区别列表比较分析细胞分化、癌变、衰老与凋亡的区别(表现、特点、原因、意义或结果)与联系,并思考下列问题:(表现、特点、原因、意义或结果)与联系,并思考下列问题:(1)判断分析)判断分析“细胞衰老与机体衰老总是同步进
13、行的细胞衰老与机体衰老总是同步进行的”。(2)判断分析)判断分析“细胞坏死与细胞凋亡都不是细胞的正常细胞坏死与细胞凋亡都不是细胞的正常(zhngchng)死亡现象,并且都没有积极意义死亡现象,并且都没有积极意义”。第九页,共四十七页。答案答案 细胞分裂、分化、衰老、癌变和凋亡的区别细胞分裂、分化、衰老、癌变和凋亡的区别(qbi)与联系与联系1.区别区别名称名称项目项目 细胞分化细胞分化 细胞癌变细胞癌变 细胞衰老细胞衰老 细胞凋亡细胞凋亡 表现表现 细胞的形细胞的形态、结构态、结构和功能发和功能发生稳定性生稳定性差异的变差异的变化过程化过程 细胞细胞畸形畸形分化分化癌细胞癌细胞(恶性增殖)(恶
14、性增殖)细胞的形细胞的形态、结构态、结构和功能发和功能发生变化生变化 由基因所由基因所决定的细决定的细胞自动结胞自动结束生命的束生命的过程过程 第十页,共四十七页。特特点点 是质变,是质变,具有:具有:持久性持久性稳定性和稳定性和不可逆性不可逆性普遍性普遍性 无限增殖、形态结无限增殖、形态结构改变、易分散和构改变、易分散和转移转移 水分减少,细胞萎缩,水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢速度减慢体积变小,代谢速度减慢有些酶的活性降低有些酶的活性降低色素积累色素积累呼吸速率减慢,细胞核呼吸速率减慢,细胞核体积增大,染色质收缩,体积增大,染色质收缩,核膜内折,染色加深核膜内折,染色加深细胞膜通透性改
15、变,使细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低物质运输功能降低 细胞细胞变圆,变圆,与周与周围细围细胞脱胞脱离离 原原因因 不同细胞中不同细胞中基因的选择基因的选择性表达,产性表达,产生特定功能生特定功能的细胞的细胞环境中的致癌因子环境中的致癌因子会损伤细胞中的会损伤细胞中的DNA分子,使原癌分子,使原癌基因和抑癌基因发生基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞突变,导致正常细胞的生长和分裂失控的生长和分裂失控 多种内因(体细胞突变、多种内因(体细胞突变、DNA损伤等)和外因共同损伤等)和外因共同作用作用 受严受严格的格的遗传遗传机制机制决定决定的程的程序性序性调控调控 第十一页,共四十七页。名称名称
16、项目项目 细胞分化细胞分化 细胞癌变细胞癌变 细胞衰老细胞衰老 细胞凋亡细胞凋亡 意义或结意义或结果果 形成各种形成各种不同的细不同的细胞和组织,胞和组织,使生物体使生物体正常地生正常地生长发育长发育 引起动物引起动物或人产生或人产生肿瘤,导肿瘤,导致癌症致癌症 是一种正是一种正常的生命常的生命现象现象 对于多细胞对于多细胞生物体完成生物体完成正常发育、正常发育、维持内部环维持内部环境的稳定以境的稳定以及抵御外界及抵御外界各种因素的各种因素的干扰起着关干扰起着关键作用键作用 第十二页,共四十七页。2.联系联系(linx)(1)不对。细胞的衰老与机体的衰老都是生物体正常的生命)不对。细胞的衰老与
17、机体的衰老都是生物体正常的生命现象。单细胞生物的细胞衰老就是现象。单细胞生物的细胞衰老就是(jish)个体的衰老,而对个体的衰老,而对于多细胞生物而言,细胞的衰老不等于机体的衰老,如幼年于多细胞生物而言,细胞的衰老不等于机体的衰老,如幼年个体中每天也有细胞的衰老;机体的个体中每天也有细胞的衰老;机体的第十三页,共四十七页。衰老也不等于细胞的衰老,如老年个体中每天也有新的衰老也不等于细胞的衰老,如老年个体中每天也有新的细胞产生。但个体衰老时,组成细胞产生。但个体衰老时,组成(z chn)该个体的细胞往该个体的细胞往往表现为普遍衰老的现象。往表现为普遍衰老的现象。(2)不对。细胞的凋亡和细胞坏死是
18、两个不同的概)不对。细胞的凋亡和细胞坏死是两个不同的概念,尽管结果一样,但其产生机理是完全不同的。细念,尽管结果一样,但其产生机理是完全不同的。细胞坏死是在种种不利的因素(如病菌感染、细胞缺氧、胞坏死是在种种不利的因素(如病菌感染、细胞缺氧、有毒物质有毒物质(wzh)毒害等)影响下,由于细胞正常的代谢活动毒害等)影响下,由于细胞正常的代谢活动受损或中断从而导致细胞的损伤和死亡。而细胞凋亡受损或中断从而导致细胞的损伤和死亡。而细胞凋亡是受严格的程序性调控,是一种自然的生理过程。是受严格的程序性调控,是一种自然的生理过程。第十四页,共四十七页。下图是某细胞增殖和分化下图是某细胞增殖和分化(fnhu
19、)的概念图,据图回答:的概念图,据图回答:(1)图)图A表示表示 过程,图过程,图B表示细胞分化过程。表示细胞分化过程。图图C处于有丝分裂处于有丝分裂(yu s fn li)的的 期。期。(2)图)图B中中b、c、d、e具有相同的具有相同的 ,由许多相同的由许多相同的b共同组成的结构叫共同组成的结构叫 。(3)若)若a为植物细胞,而为植物细胞,而d能在体外条件下培养成一个能在体外条件下培养成一个完整植物体,则说明完整植物体,则说明d具有具有 。细胞细胞(xbo)增殖增殖后后 遗传物质或遗传信遗传物质或遗传信息或染色体数息或染色体数组织组织全能性全能性第十五页,共四十七页。(4)图)图C中细胞有
20、中细胞有 条染色体,条染色体,和和两条染色体两条染色体是经过分裂间期是经过分裂间期 形成的。形成的。(5)神经细胞是高度分化的动物细胞,高度分化的)神经细胞是高度分化的动物细胞,高度分化的动物细胞分化潜能动物细胞分化潜能(qin nn)变小,它的全能性受到限制,但它变小,它的全能性受到限制,但它的细胞核仍具有全能性。请用性成熟的小鼠做实验材的细胞核仍具有全能性。请用性成熟的小鼠做实验材料,设计一个实验方案证明上述说法。实验的大体思料,设计一个实验方案证明上述说法。实验的大体思路是路是 。8复制复制(fzh),分裂后期着丝点分裂,分裂后期着丝点分裂先把完整的小鼠体细胞单独培养,证明高度分化细先把
21、完整的小鼠体细胞单独培养,证明高度分化细胞的全能性受到限制;再把体细胞的细胞核导入去核的小胞的全能性受到限制;再把体细胞的细胞核导入去核的小鼠卵细胞中,看重组鼠卵细胞中,看重组(zhn z)细胞是否能最终发育为小鼠细胞是否能最终发育为小鼠第十六页,共四十七页。(6)在探究细胞衰老原因的过程中,研究人员发现:)在探究细胞衰老原因的过程中,研究人员发现:衰老动物体内细胞分裂速度明显减慢,但把衰老的体衰老动物体内细胞分裂速度明显减慢,但把衰老的体内细胞移植到幼龄动物体内,则这些细胞分裂次数增内细胞移植到幼龄动物体内,则这些细胞分裂次数增加。科学家用近交系小鼠进行皮肤移植实验,将小鼠加。科学家用近交系
22、小鼠进行皮肤移植实验,将小鼠的皮肤移植到的皮肤移植到F1代身上代身上(shn shng),当,当F1变老时,又移植到变老时,又移植到F2代代身上,这样进行了一系列的移植,结果移植的皮肤细身上,这样进行了一系列的移植,结果移植的皮肤细胞可生存胞可生存78年,远远超过了原来供体的寿命。该实年,远远超过了原来供体的寿命。该实验的目的是验的目的是 该实验能够说明该实验能够说明。研究引起细胞研究引起细胞(xbo)衰老的原因是细胞衰老的原因是细胞(xbo)本身的衰老还是体内环境的恶化(或改变)本身的衰老还是体内环境的恶化(或改变)(或答研究(或答研究细胞细胞(xbo)的衰老与所处个体的年龄是否有关);的衰
23、老与所处个体的年龄是否有关);细胞细胞(xbo)的衰老受体内环境因素的影响(或答细胞的衰老受体内环境因素的影响(或答细胞(xbo)的衰老是的衰老是多种内因和外因相互作用的结果或细胞衰老与所处个体多种内因和外因相互作用的结果或细胞衰老与所处个体的年龄有关)的年龄有关)第十七页,共四十七页。关键信息关键信息 “增殖增殖”、“分化分化”、“A中细胞形态相同中细胞形态相同”、“B中结果中结果b、c、d、e形态不同形态不同”、“C图中染色体形态与图中染色体形态与行为特征行为特征”知识依据知识依据 细胞全能性、植物组织培养、细胞分裂图像判断、实细胞全能性、植物组织培养、细胞分裂图像判断、实验设计和思路分析
24、验设计和思路分析完整分析完整分析 根据题意根据题意(t y),植物组织培养是利用植物细胞的全,植物组织培养是利用植物细胞的全能性。图中能性。图中和和两条染色体是由一个染色体上的两条染色两条染色体是由一个染色体上的两条染色单体经过着丝点的分裂而形成的,因此是复制的结果。第单体经过着丝点的分裂而形成的,因此是复制的结果。第(6)问探索细胞的衰老揭示了衰老的原因不仅在于细胞内部,)问探索细胞的衰老揭示了衰老的原因不仅在于细胞内部,同时也与外部环境有密切的关系,良好的外境环境可以延缓同时也与外部环境有密切的关系,良好的外境环境可以延缓细胞的衰老。细胞的衰老。第十八页,共四十七页。1.细胞分化的直接原因
25、是蛋白质的不同,而根本原因是遗传细胞分化的直接原因是蛋白质的不同,而根本原因是遗传物质相同,基因选择性表达,所以同一生物个体不同部位物质相同,基因选择性表达,所以同一生物个体不同部位(bwi)中细胞的核中细胞的核DNA、基因、基因、tRNA相同,而相同,而mRNA和蛋和蛋白质不同。白质不同。2.细胞分化、细胞凋亡和细胞坏死中遗传物质没有发生细胞分化、细胞凋亡和细胞坏死中遗传物质没有发生改变,而癌变时却发生了遗传物质的改变(基因突变)改变,而癌变时却发生了遗传物质的改变(基因突变)。3.细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,而生细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,而生物体的生长
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