学案导学学年高中生物必修一配套文档第6章.docx

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学案导学学年高中生物必修一配套文档第6章

第3、4节　细胞的衰老、凋亡和癌变

[学习导航]　1.联系生活实际，辨析个体衰老和细胞衰老的关系，并理解细胞衰老的特征。

2.与细胞坏死相比较，分析、理解细胞凋亡的概念和意义。

3.联系日常生活实际，了解癌细胞的主要特征并掌握细胞癌变的原因及其防治措施。

[重难点击]　1.细胞衰老和凋亡的特征。

2.癌细胞的特征和癌变的机理。

课堂导入

方式一：

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费用每年是几百亿。

如图为中国抗癌协会标志，其中的螃蟹就代表癌症。

研究表明，癌细胞是一种不受机体

控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，要了解细胞癌变的机理，就要先来了解细胞的衰老和凋亡。

方式二：

我们在日常生活中可以观察到老年人的一些共有特征：

头发变白、身体消瘦、皮肤干燥、行动迟缓，还容易长老年斑，这些特征实际上都是细胞衰老的宏观表现。

蝌蚪在变态发育的过程中，尾巴会逐渐消失，这种变化是通过细胞的凋亡来实现的。

一、细胞的衰老和凋亡

1．个体衰老与细胞衰老的关系

（1）单细胞生物：

细胞的衰老就是个体的衰老。

（2）多细胞生物：

细胞的衰老和个体的衰老是不同步的；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）形态结构方面

①细胞膜：

通透性改变，物质的运输功能降低。

②细胞核：

核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。

（2）细胞内的物质方面

①水分减少→代谢速率减慢。

②酶活性降低→代谢速率减慢。

③细胞内的色素积累→妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。

3．细胞的凋亡

（1）概念：

由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是由遗传机制决定的程序性调控，又被称为细胞编程性死亡。

（2）意义

①完成正常的发育。

②维持内部环境的稳定。

③抵御外界各种因素的干扰。

4．细胞坏死

在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。

合作探究

1．老年人有一些衰老的特征，从微观上看是细胞普遍衰老的表现，请从细胞衰老的角度分析下列特征：

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

2.蝌蚪在发育过程中，长出的尾巴又逐渐消失（如下图）

（1）蝌蚪尾巴的消失属于哪种生命现象？

与哪种细胞器的关系最密切？

答案　这是细胞凋亡的结果，与溶酶体密切相关。

（2）将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后，尾部溃烂消失，这与上述现象相同吗？

如果不同。

请列表比较二者的区别。

答案　这是细胞坏死，与细胞凋亡不同。

比较见下表：

比较项目

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

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，因而各种细胞的寿命一样

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．细胞的衰老和凋亡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。

2．下列现象中属于细胞编程性死亡的是（　　）

A．噬菌体裂解细菌的过程

B．因创伤引起的细胞坏死

C．造血干细胞产生红细胞的过程

D．蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡

答案　D

解析　细胞编程性死亡又叫细胞凋亡，本题中只有蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡是由基因控制的细胞程序性死亡。

而A、B项均为细胞坏死，属于不正常死亡；C项为细胞的增殖、分化过程。

易发生细胞凋亡的几种细胞

（1）无用细胞，如蝌蚪变成青蛙时，尾细胞的退化。

（2）发育不正常的细胞。

（3）有害细胞，如病毒感染的细胞。

（4）衰老细胞，如人的成熟红细胞120天后自然死亡。

二、细胞的癌变

1．癌细胞

（1）概念：

在个体发育过程中，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）主要特征

①在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。

②癌细胞的形态结构发生显著变化。

③癌细胞的表面发生了变化。

由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。

2．致癌因子

（1）物理致癌因子：

主要指辐射，如紫外线等。

（2）化学致癌因子：

有数千种之多，无机物如石棉等；有机物如黄曲霉素等。

（3）病毒致癌因子：

是指能使细胞发生癌变的病毒，如Rous肉瘤病毒等。

3．细胞癌变的机理

环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。

4．癌症的预防、诊断和治疗

（1）预防措施：

远离致癌因子。

（2）诊断手段：

病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。

（3）治疗手段：

手术切除、化疗、放疗等。

合作探究

1．阅读下列材料，它们分别是由哪种致癌因子引起的？

（1）二战期间，美国向日本投放了原子弹，距爆炸中心0～1km的居民癌症的发病率比普通人群高65倍，又如放射性金属镭的发现者居里夫人，就是因镭的辐射患癌症而去世的。

（2）苯并芘是煤焦油中的成分，存在于吸烟时烟草燃烧的烟雾、工厂的煤烟、汽车的尾气等。

近几十年来，肺癌的发病率增加，很可能和人们吸入了大量的上述气体有关。

（3）EB病毒是一种疱疹病毒，能使儿童患淋巴癌和成人患鼻咽癌。

答案　

（1）物理致癌因子；

（2）化学致癌因子；（3）病毒致癌因子。

2．1951年，一名叫海拉的黑人妇女前往Johns.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。

这体现了癌细胞的什么特点？

答案　癌细胞具有无限增殖的特点。

3．某位病人因为胃癌做了胃部切除手术，并进行了化疗（用特定的药物抑制DNA的复制）。

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。

化疗会使癌细胞停留在细胞分裂的哪个时期？

癌细胞为什么容易分散和转移？

答案　抑制DNA的复制会使癌细胞停留在分裂间期，抑制其繁殖。

癌细胞容易分散和转移与细胞膜上的糖蛋白减少有关。

4．下图是细胞癌变的机理，请分析：

（1）正常人体细胞的染色体上有没有原癌基因和抑癌基因？

分别有什么作用？

答案　有。

原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。

抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖。

（2）据图推测，癌症的发生是不是单一基因突变的结果？

答案　不是，是多个基因突变的累积效应。

3．下列有关癌细胞的叙述正确的是（　　）

A．与正常细胞相比，癌细胞中的遗传物质发生了变化

B．癌细胞膜上糖蛋白多，易分散

C．癌细胞分裂速度快，无分裂间期

D．只有病毒能诱发细胞癌变

答案　A

解析　癌细胞细胞膜上的糖蛋白含量减少，所以易分散。

癌细胞分裂速度快，需要蛋白质较多，其分裂方式为有丝分裂，存在分裂间期。

能诱发癌变的因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。

一题多变

判断正误：

（1）癌变主要是因为人体细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变（　　）

（2）癌细胞比所有正常细胞分裂周期长、生长快（　　）

（3）有些病毒能将其基因整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变（　　）

（4）癌细胞的形态结构和表面的物质都发生了明显的变化（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）√　（4）√

1．下列有关细胞衰老的说法错误的是（　　）

A．老年人体内细胞都处于衰老状态

B．细胞衰老是一种正常的生命现象

C．老年人出现老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而积累造成的

D．老年人头发变白是由于黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少

答案　A

解析　老年人体内也有正在分裂的细胞。

2．下列不属于细胞凋亡的是（　　）

A．手指发育过程中，指间细胞的自动死亡

B．红细胞寿命只有120天左右，红细胞的自我更新

C．被病原体感染的细胞被清除

D．被浓硫酸烧伤而死亡的细胞

答案　D

解析　浓硫酸烧伤造成的细胞死亡属于外界因素引起的细胞坏死。

3．癌症是严重威胁人类健康的疾病之一，引起细胞癌变的内在因素是（　　）

A．细胞中酪氨酸酶活性降低

B．原癌基因和抑癌基因发生突变

C．长期受到电离辐射或X射线照射

D．霉变或熏制食物中所含有的致癌物质

答案　B

解析　原癌基因和抑癌基因突变是细胞癌变的内因，而X射线、霉变或熏制食物只是外在因素。

4．目前，一些年轻人盲目去痣后引发的恶性色素瘤导致死亡的病例并不鲜见，专家提醒人们，如果身上的黑痣有逐渐长大、边界不清和周围长毛、自己出血、痒痛等情况时，需要及时找医生手术治疗，切忌自己动手去痣。

下列关于痣细胞的说法正确的是（　　）

A．痣细胞的产生是细胞分化的结果

B．痣细胞的特点之一是能无限增殖

C．痣细胞是一种癌变细胞

D．痣细胞中色素多，是衰老的表现

答案　A

解析　痣细胞具有一定的形态、结构和功能，其产生也是细胞分化的结果。

从特点上来讲，痣细胞和癌细胞有类似之处，如易于增殖和分散，较其他细胞更容易发生癌变，但和癌细胞又有着本质的区别，其增殖和分化受机体的控制，不能无限增殖。

痣细胞中色素多是基因选择性表达的结果，与衰老细胞中积累的色素种类也是有差别的，并非衰老的表现。

5．请回答下列问题：

（1）细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。

对一个生命体来说，某些细胞的程序性死亡的积极意义是：

有利于清除多余的、无用的细胞，有利于清除完成正常使命的______________，有利于清除______________________，维持器官和组织中______________________。

（2）人的受精卵开始分裂，逐渐形成大量功能不同的细胞，从细胞水平看，这是___________的结果；从分子水平看，这是________________的结果。

（3）人在胚胎发育初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾已消失。

从细胞水平看，这是____________________的结果。

答案　

（1）衰老细胞　体内的有害细胞　细胞数目的相对稳定　

（2）细胞分化　基因选择性表达　（3）细胞编程性死亡

[基础过关]

1．珍珠是河蚌产生的一种有机物，它既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它在抑制细胞脂褐素的增加上有重要作用，这表明珍珠在保健上可用于（　　）

A．促进细胞凋亡B．延缓细胞衰老

C．促进细胞分裂D．诱导细胞分化

答案　B

解析　由题目信息可知，珍珠的作用是抑制细胞脂褐素的增加，细胞中色素的积累是细胞衰老的表现。

2．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，使物质的运输功能降低

B．细胞核体积增大，染色质收缩

C．细胞内色素积累

D．人的衰老细胞萎缩，体积变大

答案　D

解析　衰老细胞体积变小。

3．下列关于动物细胞编程性死亡的叙述，正确的是（　　）

A．细胞癌变属于细胞编程性死亡

B．细胞编程性死亡属于正常生理过程

C．细胞编程性死亡属于细胞分化的过程

D．细胞编程性死亡与基因表达无关

答案　B

解析　细胞凋亡是一种正常的生理过程；细胞分化的本质是基因的选择性表达；癌变的本质是原癌基因和抑癌基因突变，导致细胞无限增殖。

4．细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程

B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量

C．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来

D．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关

答案　A

解析　细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，故A项错误；由图示可知，细胞凋亡过程中细胞崩溃，分解成多个凋亡小体，被小泡包裹，使细胞内容物不释放出来，然后被吞噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量，故B、C项正确。

吞噬细胞中含有大量的溶酶体，能释放出水解酶消化凋亡小体，故D项正确。

5．下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的一项是（　　）

A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的

B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的

C．细胞凋亡是基因调控的，细胞坏死是外界因素引起的

D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的

答案　D

解析　选项A，细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程；细胞坏死是强烈的外界因素造成的被动性死亡。

选项B，细胞凋亡是正常的生理性死亡；细胞坏死是外界因素造成细胞损伤引起的病理性死亡。

选项C，细胞凋亡受特定基因控制，又称细胞编程性死亡，细胞坏死是强烈的外界因素造成的。

选项D，细胞凋亡是正常的自然死亡；细胞坏死是意外的急性死亡。

6．如图表示人体的一些生命活动，下列有关说法正确的是（　　）

A．①过程细胞中的核膜、核仁始终存在

B．②过程细胞中的遗传物质发生改变

C．③过程中细胞内多种酶的活性下降

D．原癌基因突变一定会导致过程④的发生

答案　C

解析　人体细胞增殖的主要方式为有丝分裂，在有丝分裂过程中，细胞的核膜、核仁会发生周期性的解体和重建；细胞分化是基因选择性表达的结果，遗传物质一般不发生改变；衰老细胞中的多种酶活性下降。

细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变的结果。

7．导致正常细胞发生癌变的根本原因是（　　）

A．染色体上存在原癌基因

B．原癌基因和抑癌基因协调表达

C．致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变

D．原癌基因和抑癌基因以外的其他基因突变

答案　C

解析　细胞癌变的根本原因是原癌基因、抑癌基因发生突变。

8．健康的生活方式有利于预防癌症，下列做法正确的是（　　）

A．经常食用烧烤的食品

B．夏天应尽可能延长日光浴时间

C．多吃蔬菜水果，少吃罐头

D．煤焦油含量低的香烟不会诱发癌症

答案　C

解析　发霉的、熏制的、烧烤的以及高脂肪的食品中可能含有致癌物质，如黄曲霉素、亚硝酸盐等，香烟中的煤焦油等是化学致癌物质。

夏天日光浴时间不能过长，因为紫外线辐射过强，而紫外线是物理致癌因子。

9．有一种名为RhoGD12的基因，有助于避免癌细胞的扩散，带有该基因的癌细胞失去转移能力，则对该基因的作用最可能的解释是（　　）

A．在癌细胞中表达产生一种糖蛋白，由此阻止癌细胞侵入其他组织

B．在癌细胞中表达产生一种蛋白质，使癌细胞迅速衰老

C．在癌细胞中表达产生一种蛋白质，使癌细胞迅速凋亡

D．在癌细胞中表达产生一种蛋白质，使癌细胞迅速分化为其他组织

答案　A

解析　癌细胞易扩散、转移的原因是细胞膜表面上的糖蛋白减少。

10．2012年3月某省在一次毛巾产品抽查中，在一些容易褪色的毛巾中检查出强致癌性物质联苯胺超标。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．科学家研究发现，联苯胺在人类的肝细胞中可显现出致癌的特征

B．细胞的畸形分化，与癌细胞的产生有直接关系

C．人和动物的染色体上普遍存在着原癌基因和抑癌基因，“联苯胺”有可能导致原癌基因和抑癌基因突变，从而使正常细胞发生癌变转化为癌细胞

D．目前医学上常用化学药物强烈地抑制癌细胞的DNA复制来抑制癌细胞的增殖，化学药物作用的时期是细胞有丝分裂的后期

答案　D

解析　DNA复制发生于间期，药物作用时间为间期。

[能力提升]

11．据报道，近年来儿童中白血病患者人数有增加的趋势。

而广州儿童医院的一份调查显示，最近就诊的白血病儿童患者中，90%的家庭曾进行过豪华装修。

请回答下列问题：

（1）在家庭装修中，有哪些因素可造成造血干细胞产生癌变？

（写出其中两种）______________、__________________________。

这些因素是如何使造血干细胞转化成癌细胞的？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）治疗白血病的方法之一是化学疗法，其中化学药品羟基脲、阿糖胞苷等能干扰DNA的合成，对恶性肿瘤细胞有杀伤作用，对上述药物最敏感的是处于________期的恶性肿瘤细胞，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）苯　甲醛（或辐射）　致癌因子（苯、甲醛、辐射）使造血干细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变，从而使正常的造血干细胞转化成癌细胞

（2）分裂间　化学药品羟基脲、阿糖胞苷等能通过干扰DNA的合成而杀伤恶性肿瘤细胞，只有不断分裂的细胞才会进行DNA的复制

解析　白血病简称血癌，其细胞发生癌变的机理是致癌因子引起基因发生突变。

在家庭装修中，油漆中的苯、木材中的甲醛和地面装饰材料中的辐射物等都有一定的致癌性。

化学药品羟基脲、阿糖胞苷等能干扰DNA的合成，从而阻止细胞的增殖。

细胞对上述药物是否敏感，取决于细胞所处的时期是分裂间期（DNA复制）还是分裂期。

12．癌细胞的特性包括细胞的无休止和无序的分裂，并有侵袭性和转移性。

在过去的几十年出现了多种癌症治疗方法，主要包括手术治疗、放射治疗、化学治疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等。

请回答下列有关癌症及其治疗的问题：

（1）癌细胞通常是由正常细胞的基因发生突变后形成的。

通常能够引起基因突变的因素可能有__________（多选）。

A．甘油B．肝炎病毒

C．尼古丁D．丙酮酸

（2）化学治疗时采用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA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。

（3）在体外培养10个癌细胞36h后，癌细胞数目达到了80个，据此推测该种癌细胞的细胞周期为________h。

答案　

（1）BC　

（2）分裂间　（3）12

13．科学家为了探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。

实验Ⅰ：

分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，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Ⅱ：

分别将老鼠、鸡、人和龟的细胞体外培养，结果如图。

实验Ⅲ：

将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养，当老年男性体细胞停止分裂时，年轻女性体细胞依然分裂旺盛。

实验Ⅳ：

将年轻人体细胞去核后与老年人完整细胞融合；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？

实验Ⅰ：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

实验Ⅱ：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

实验Ⅲ：

________________________________________________________________________。

实验Ⅳ：

________________________________________________________________________。

（2）影响细胞衰老的内在因素有哪些？

（至少写出两项）

________________________________________________________________________。

（3）上述哪一个实验设计不够严密？

______________。

应怎样改进？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）实验Ⅰ：

细胞增殖能力或寿命随着生物体年龄的增大而减弱　实验Ⅱ：

生物体的种类不同，寿命与最高分裂次数有差异，一般规律是寿命越长的物种，体细胞最高分裂次数越高　实验Ⅲ：

细胞的衰老速度与年龄和性别有关　实验Ⅳ：

细胞核是决定细胞衰老的重要因素

（2）生物的物种、年龄、性别、细胞核的变化等

（3）实验Ⅲ的设计不严密　应该增加两个对照组，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，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响

[走进高考]

14．（2015·海南卷，5）关于细胞凋亡的叙述，错误的是（　　）

A．细胞凋亡受细胞自身基因的调控

B．细胞凋亡也称为细胞编程性死亡

C．细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中

D．被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除

答案　C

解析　由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，A正确；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，B正确；人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失，所以细胞凋亡可以出现在胚胎发育过程中，C错误；在成熟的生物体中，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，D正确。

15．（2012·新课标全国卷，2）下列关于细胞癌变的叙述，错误的是（　　）

A．癌细胞在条件适宜时可无限增殖

B．癌变前后，细