第六章 第27课时.docx
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第六章第27课时
第27课时 细胞的衰老、凋亡与癌变
[目标导读] 1.联系生活实际，辨析个体衰老和细胞衰老的关系，概述细胞衰老的特征。
2.概述细胞凋亡的概念和意义，并比较分析细胞凋亡和细胞坏死。
3.联系日常生活实际，概述癌细胞的主要特征、细胞癌变的原因及其防治措施。
[重难点击] 1.细胞衰老的特征。
2.细胞凋亡的意义。
3.癌细胞的特征和癌变的机理。
1．细胞分裂完成后，部分细胞分化成具有特殊功能的细胞，不再具有分裂能力，只有连续分裂的细胞具有细胞周期。
2．细胞分化是个体发育的基础，其实质是基因的选择性表达，遗传物质没有发生变化。
3．细胞的全能性大小与分化程度有关。
一般来说，分化程度高的细胞全能性较低。
4．自由水含量高的细胞一般新陈代谢旺盛，自由水含量低的细胞呼吸速率会降低，代谢速率减慢。
5．正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。
6．肿瘤是身体的一部分细胞与机体的其他组织生长不协调，表现为任意地、无节制地增殖分裂，增长成的一个大的组织块。
课堂导入
据报道：
现在我国的癌症患者数目大概是310万，每年新增发病的人数大概是220万，每年的死亡人数是160万，我国现在用于癌症治疗的用度每年是几百亿。
图为中国抗癌协会标志，其中的螃蟹就代表癌症。
研究表明，癌细胞是一种分化受阻，不再衰老和凋亡的恶性增殖细胞，要了解细胞癌变的机理，就要先来了解细胞的衰老和凋亡。
探究点一 细胞的衰老
衰老是生物界的普遍现象，结合教材内容探讨个体衰老和细胞衰老的关系以及细胞衰老的特征。
1．个体衰老与细胞衰老的关系
人体某些器官、组织、细胞的衰老很早就开始了，这说明作为多细胞生物的人体其个体的衰老和细胞的衰老不是完全同步的。
（1）对单细胞生物而言，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
（2）对多细胞生物而言，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事。
（3）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。
2．细胞衰老的特征
（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）老年人有许多衰老的特征，从微观上是和细胞衰老相对应的，请完成下表：
老年人的特征
相关细胞衰老的特征
头发变白
细胞内酶的活性降低
老年斑
细胞内的色素积累
皮肤干燥、发皱
细胞内的水分减少、体积缩小
体能下降
细胞呼吸速率减慢
吸收能力下降
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
归纳提炼
细胞衰老的特征可以记为：
一大（核大）、一小（体积小）、一多（色素积累）和两低（酶活性降低、物质运输能力降低）。
活学活用
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．细胞衰老是细胞遗传程序所决定的正常生命现象
答案 A
解析 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。
有的细胞不完全分化，如表皮生发层的细胞、骨髓的造血干细胞等，可以不断分裂，这样的细胞寿命较长。
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。
细胞衰老是正常的生命现象。
探究点二 细胞的凋亡
正常的个体发育过程中还会发生细胞凋亡的现象，这是一种正常的生命现象。
1．细胞凋亡的概念和机理
（1）下图是人手掌的发育过程图
据图，在人手的发育过程中，开始是五个手指愈合在一起，后来手指间的细胞逐渐消失使手指分开，这部分细胞的消失是通过细胞的自动死亡实现的。
这个过程与溶酶体（细胞器）有关。
（2）归纳细胞凋亡的概念
细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡。
2．意义：
它对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰具有非常关键的作用。
3．蝌蚪发育过程中尾巴部分的细胞消失是细胞凋亡的结果，烫伤后皮肤溃烂细胞死亡是细胞坏死的结果，试着对二者进行比较：
细胞凋亡
细胞坏死
与基因关系
受基因控制
不受基因控制
影响因素
受遗传机制决定的程序性调控
电、热、冷、机械等剧烈因素
与机体关系
机体控制的主动性死亡，对机体有利
不受机体控制的被动性死亡，对机体有害
归纳提炼
细胞凋亡内在机理图解
活学活用
2．下列哪项不是细胞凋亡的意义（ ）
A．细胞凋亡是生物体正常发育的基础
B．细胞凋亡可维持细胞中细胞数目的相对平衡
C．细胞凋亡是机体对外界刺激的反应
D．细胞凋亡是机体的自我保护机制
答案 C
解析 细胞凋亡是细胞正常发育的必需过程，它可以清除多余的、无用的细胞，有利于器官的形态发育，也可以和细胞增殖一起共同维持细胞的相对稳定；细胞凋亡可以清除生物体内的病变细胞；细胞凋亡是由基因控制的，按照一定程序发生的、细胞自行死亡的生理过程，不是对外界刺激的一种反应。
探究点三 细胞的癌变
癌症是威胁人类健康的一大杀手，了解其特征和发病机理有助于预防癌症。
请结合下列材料进行讨论：
1．癌细胞的概念
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．癌细胞的特征
（1）1951年，一名叫海拉的黑人妇女前往John.Hopkins大学医院接受宫颈癌治疗时，生物学研究人员从她的活组织切片中获取了癌细胞，并发展成为一个可用于科学研究的细胞系。
这一细胞系就被称为海拉细胞系。
该细胞系至今仍在为实验室效力。
这说明癌细胞具有无限增殖的特点。
（2）正常的成纤维细胞是扁平梭状，癌变后变成球形（如下图），说明癌细胞的形态结构会发生明显变化。
（3）某位病人因为胃癌做了胃部切除手术，并进行了化疗（就是用特定的药物抑制DNA的复制），这样会使癌细胞停留在分裂间期，抑制其繁殖。
但是几个月后发现在其肝部又出现了恶性肿瘤，不得不再次进行手术。
这说明癌细胞容易分散和转移，其与细胞膜上的糖蛋白减少有关。
小贴士 正常细胞具有接触抑制的现象，是指细胞在生长过程中达到相互接触时就会停止分裂。
癌细胞丧失了接触抑制，这是癌症容易形成肿瘤的原因，如下图：
3．完成细胞的癌变机理图并回答下面的问题
（1）原癌基因和抑癌基因
（2）致癌因子主要分为三大类：
核辐射属于物理致癌因子；石棉、黄曲霉素属于化学致癌因子；Rous肉瘤病毒属于病毒致癌因子。
（3）正常人体细胞的染色体上有（有、没有）原癌基因和抑癌基因，致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因突变为癌基因，抑癌基因发生突变失去抑制作用，导致细胞癌变。
4．癌症的预防和治疗措施
（1）预防
①在个人日常生活中远离致癌因子。
②增强体质，保持健康的心态，养成良好的生活习惯。
（2）治疗
归纳提炼
活学活用
3．癌症是癌细胞在机体内恶性增殖形成恶性肿瘤及其相关症状的一种疾病。
下列关于癌症的叙述不正确的是（ ）
A．癌症是正常细胞的原癌基因被致癌因子激活所产生的
B．由于癌细胞易分散和转移，所以手术摘除肿瘤的患者仍有复发的可能
C．对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死患者体内残余的癌细胞
D．从媒体广告上看，有的治癌药物的药效在95%以上，因而癌症的治疗并不困难
答案 D
解析 就癌细胞的形成和特征来看，A、B、C都是正确的，由于癌细胞易于分散和转移，手术摘除肿瘤的患者，其原来肿瘤周围的淋巴液中也存在残余癌细胞，并且癌细胞不受机体的调控，易于恶性增殖。
目前对癌症的治疗有一定进展，但并无特效药。
1．珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于（ ）
A．促进细胞分裂B．诱导细胞分化
C．延缓细胞衰老D．抑制细胞死亡
答案 C
解析 细胞内的色素积累会随着细胞衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞衰老、死亡。
珍珠可抑制色素的增加，能够延缓细胞衰老。
2．李白有诗云：
“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。
”从细胞学角度分析，该过程中不会出现的变化是（ ）
A．细胞内水分减少B．细胞核体积缩小
C．酶活性降低D．细胞内呼吸速率减慢
答案 B
解析 该诗句情景中叙述的是细胞衰老，细胞衰老过程中细胞核体积不会缩小。
3．人和动物细胞的染色体上普遍存在着原癌基因，但是大多数人不患癌症，而只有少数人患癌症，其原因是（ ）
A．在正常情况下，原癌基因处于受抑制状态
B．原癌基因不能被激活
C．癌细胞是细胞畸形分化造成的
D．大多数人体内没有原癌基因
答案 A
解析 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，原癌基因处于抑制状态，如果由于某种原因，如紫外线、化学药物等刺激下，使原癌基因发生突变，就有可能使原癌基因从抑制状态转变成激活状态，从而使正常的细胞发生癌变，成为癌细胞。
4．细胞到了一定时期就会像树叶那样自然死亡，但是这种死亡是细胞的一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”，而非病理性死亡，所以叫做细胞凋亡或“细胞编程性死亡”。
（1）细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。
对一个有机体来说，某些细胞的编程性死亡的积极意义是：
有利于____________________________________________，维持__________
__________________，抵御______________________。
（2）人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾消失了，从细胞水平看这是____________的结果。
该过程也可称为____________________。
人类中也出现一些返祖现象，如毛孩，从细胞水平上分析是由于____________过程受阻。
（3）细胞凋亡是由细胞中________决定的、________地结束生命的过程。
答案
（1）多细胞生物体完成正常发育 内部环境的稳定 外界各种因素的干扰
（2）细胞凋亡 细胞编程性死亡 细胞凋亡 （3）基因 自动
解析 本题阐述了细胞的凋亡是由调控基因控制的正常的生理性死亡，能够维持机体细胞数目的相对稳定，维持内环境稳态，促进生物体的正常发育。
基础过关
知识点一 细胞的衰老
1．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．核孔是离子、小分子等的运输通道
D．人的衰老细胞体积变大
答案 D
解析 A项描述的是细胞功能的改变；B项是有关细胞结构改变的正确描述；C项描述的不是衰老细胞的特征，而是细胞核核孔的作用，描述也是错误的；只有D项是关于细胞结构改变的错误描述。
正确的描述应为衰老的细胞水分减少，细胞萎缩，体积变小。
2．下列有关细胞衰老的叙述，错误的是（ ）
A．在衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小
B．衰老的细胞新陈代谢减慢
C．衰老细胞的形态、结构和功能都发生了变化
D．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能增强
答案 D
解析 细胞衰老的过程是细胞内生理和生化发生复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化；变化的结果是：
衰老细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，且细胞新陈代谢速度减慢；细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
3．下列细胞中寿命比较长的是（ ）
A．根冠细胞B．根尖分生区细胞
C．根尖成熟区细胞D．根尖伸长区细胞
答案 B
解析 细胞寿命的长短与细胞的衰老有密切关系。
一般来说，能够保持继续分裂能力的细胞寿命比较长，而在整个根尖结构中，成熟区和伸长区都是已分化的细胞，失去了继续分裂的能力，会逐步衰老死亡。
但根尖分生区的细胞具有持续的分裂能力，寿命比较长。
知识点二 细胞的凋亡
4．IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。
IAPs的核心结构是RING区域，如果去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡。
下列相关说法中，错误的是（ ）
A．细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡
B．去掉癌细胞中IAPs的RING区域，可有效促进癌细胞凋亡
C．IAPs的合成可以不受基因的控制
D．细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的
答案 C
解析 细胞内物质的合成和分解都受到细胞内基因的控制，既然IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，那么其合成也受基因的控制。
5．下列说法错误的是（ ）
A．在个体发育过程中，特定部位的细胞会发生自然凋亡，这有利于器官的正常发育
B．人体在生长发育过程中产生的衰老细胞，可通过启动细胞凋亡程序，及时将其清除
C．生物体内被病毒感染的细胞和所有肿瘤细胞均可以通过凋亡方式清除掉
D．细胞凋亡和细胞增殖两个过程共同维持机体内器官和组织细胞数目的稳定性
答案 C
解析 细胞凋亡有利于清除多余、无用的细胞，从而有利于器官的正常发育；有利于清除完成正常使命的衰老细胞，这是维持个体正常生理活动及功能表达所必需的；有利于清除体内的有害细胞，生物体内一些被病毒感染的细胞和某些早期产生的肿瘤细胞可以通过细胞凋亡方式清除，但并不是所有的被病毒感染的细胞或是所有的肿瘤细胞都能通过细胞凋亡来清除；细胞凋亡还能维持器官和组织细胞数目的相对稳定，通过细胞凋亡和增殖这两个相互对立又相互协调的过程，来维持其细胞数目的相对稳定。
6．下列关于细胞凋亡的叙述中，错误的是（ ）
A．细胞凋亡是由基因控制的细胞死亡
B．细胞凋亡的特征是有凋亡小体
C．细胞凋亡时，局部有炎症反应
D．细胞凋亡在生物个体发育过程中起着重要作用
答案 C
知识点三 细胞的癌变
7．下图是四种人体细胞的培养结果，图中所示细胞最可能是癌细胞的是（ ）
答案 D
解析 癌细胞之间无接触抑制现象。
8．下列哪项不是癌细胞的特征（ ）
A．细胞膜上糖蛋白减少B．能无限增殖
C．细胞内酶的活性降低D．形态结构发生变化
答案 C
能力提升
9．长期吸烟容易患肺癌的原因是（ ）
A．烟焦油黏于肺泡壁，使肺泡失去弹性
B．烟焦油能导致机体产生原癌基因
C．烟焦油能激活原癌基因，从抑制状态转变成激活状态，从而使正常细胞发生癌变
D．以上都正确
答案 C
解析 烟中含有化学致癌因子烟焦油，能激活原癌基因，使正常细胞发生癌变。
10．判断下列各项的叙述，其中正确的一组是（ ）
①癌细胞是能连续分裂的细胞 ②人体所有细胞中都有与癌变有关的基因 ③衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态 ④细胞凋亡是由细胞内的遗传物质所控制的 ⑤细胞死亡是细胞凋亡的同义词 ⑥在成熟的生物体中，细胞的自然更新也是通过细胞凋亡完成的
A．①②⑤B．①②③④⑤
C．①②③④⑤⑥D．①②④⑥
答案 D
解析 正常的人体细胞中含有原癌基因和抑癌基因，所以人们都有患癌症的可能，癌细胞能无限增殖；衰老的生物体中细胞普遍处于衰老的过程，并不是所有的细胞都处于衰老的过程；细胞凋亡是由遗传物质控制的细胞死亡，它是生物体正常发育必不可少的过程。
11．细胞衰老的原因中，被大家普遍接受的是（ ）
①生物生命活动中产生了大量自由基造成的 ②细胞中的营养物质无法正常供应造成的 ③细胞中产生的代谢废物大量积累所致 ④染色体上的端粒不断被“截短”造成的
A．①③B．②④
C．①④D．③④
答案 C
12．下列关于细胞增殖、分化、衰老、凋亡、癌变的叙述，不合理的是（ ）
A．细胞总体的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于个体的衰老
B．体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制，细胞增殖受环境影响
C．细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞全能性的实现与分化无关
D．不正常分化可产生癌细胞，促进细胞凋亡可以治疗癌症
答案 C
解析 个体衰老和细胞衰老并不是同步的，细胞的衰老在个体的一生中随时可以发生。
细胞全能性的实现就是要发育成一个完整的生物体，如果没有细胞分化是不能形成不同的细胞的，也就无法形成新个体。
13．2002年诺贝尔生理学或医学奖授予3位科学家，这3位科学家发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。
这项工作对人类战胜疾病将发挥重大作用。
请完成下面的问题：
（1）细胞凋亡是指______________________________________________________________。
由于受到严格的遗传机制的调控，这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，所以又被称为______________________________________，控制细胞凋亡的遗传物质主要位于____________________。
（2）人的胚胎发育初期是有尾的，但在胚胎发育过程中失去尾，这是由于_________________
________________________________________________________________。
（3）细胞凋亡的重要意义是_________________________________________________________
________________________________________________________________。
（4）如果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。
请你对未来癌症、艾滋病的治疗进行大胆的设想。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案
（1）由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 细胞编程性死亡 染色体（或细胞核）
（2）受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，尾部的细胞自动死亡 （3）对于维持生物体的正常生长发育，维持内环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰起着关键的作用
（4）提示：
可通过启动控制“程序性细胞死亡”的基因来诱导细胞凋亡治疗癌症
14.近几年，食品安全越来越受到人们的关注。
我国某地查处了一起“毒大米”事件，一批被黄曲霉毒素等有害物质污染的大米流入市场。
黄曲霉毒素能使人类的P53特殊基因发生突变，而使肝脏癌变。
黄曲霉毒素的结构简式如图：
（1）从毒素产生的来源上看，它是一种（ ）
A．细菌霉毒B．放线菌毒素
C．真菌毒素D．微生物毒素
（2）从致癌因子属性上看，它属于（ ）
A．物理致癌因子B．化学致癌因子
C．病毒致癌因子D．B与C
（3）P53特殊基因是指人和动物细胞的染色体上普遍存在的____________，黄曲霉毒素的致癌作用是使该基因由________状态转变成________状态，从而使正常细胞发生癌变。
（4）癌细胞具有的特征是___________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案
（1）C
（2）B （3）原癌基因 抑制 激活
（4）无限增殖；形态结构发生很大变化；易分散和转移
个性拓展
15．科学家为了进一步探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。
实验1 分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人肺的成纤维细胞，结果见下表：
细胞来源
胎儿
中年人
老年人
增殖代数
50
20
2～4
实验2 分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养，结果见下图：
实验3 将老年男性细胞和年轻女性细胞混合培养，当老年男性细胞停止分裂时，年轻女性细胞依然分裂旺盛。
实验4 将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合，另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。
分析以上实验，回答下列问题：
（1）每个实验可以得出怎样的结论？
①实验1：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②实验2：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验3：
________________________________________________________________________。
④实验4：
________________________________________________________________________。
（2）影响细胞衰老的内在因素有哪些？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）实验3的设计是否严密？
怎样改进？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）①细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱 ②细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般来讲，寿命越长的物种体细胞分裂的最高次数越多 ③细胞的衰老速度与年龄和性别有关 ④细胞核是决定细胞衰老的重要因素
（2）物种、年龄、性别、细胞核的变化等
（3）实验设计不严密，应该增加2个对照组，具体设计如下：
第一组：
同年龄的男性细胞和女性细胞混合培养，看实验结果，以探究性别对细胞分裂能力有什么影响
第二组：
同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影
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