高中生物教学教案 细胞的分化、癌变和衰老

06 细胞的分化、癌变和衰老
教学目标
知识目标
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研究中的应用
3、了解细胞癌变的病因和诱因，了解如何预防癌症。

4、了解细胞衰老的表现和原因
能力目标
1、培养学生分析比较的能力。

2、培养学生联系实际灵活运用知识的能力。

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好情感。

教学建议
教材分析
一个细胞周期可能很短暂也可能相对长久些，而这些细胞的不同前程基本上是在他们产生时就已经被
决定了。

高等生物在胚胎发育过程中，细胞的增殖行为会出现差异。

有连续分裂能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。

有的细胞则不可逆地失去分裂能力——通过细胞分化形成具有一定形态和结构的功能体，通过新陈代谢展现自身的生命价值。

还有一些细胞暂时失去分裂能力不进行增殖，但是在适当的刺激下还可以恢复增值能力。

有关细胞分化的知识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原因是细胞分化的结果。

在这里需要简单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、基因控制蛋白质的合成等知识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，这部分知识讲解要适度，不能过度展开更不能无限加深。

由于当今世界范围内环境污染比较严重，癌症成了威胁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减少患病机会，这对提高全民健康水平提高人口质量有非常重要的意义。

因此用科学的眼光去发现发生在我们身边的种种危险和错误的生活方式就显得很有意义。

本节知识与当今许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积极性，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、癌变和衰老（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、癌变和衰老的机理
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继续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逐渐开始发生了改变，在胚胎期逐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直接原因。

细胞的分裂和分化如果出现异常将会导致细胞癌变。

与细胞分裂和细胞分化一样细胞的衰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、癌变和衰老
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实际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逐渐受到抑制。

细胞开始出现形态、结构和功能上的特异性，而且这种变化具有明显的区域性。

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。

讨论：多细胞生物体在胚胎早期随着细胞的有丝分裂，细胞数目迅速增加。

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该表现出相同的形态、结构和功能特点。

事实果真如此吗？为什么？
教师提示（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、细胞分化的原因
决定细胞分化方向的根本原因是：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，因此它们控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别，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，出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。

一般情况下分化的细胞将失去继续分裂的能力，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，重新恢复分裂能力。

恢复分裂能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，如果新的环境条件适宜也仍有可能恢复分裂能力。

这是因为细胞分化过程中遗传物质并没有遭到破坏。

细胞仍然保有该物种应有的全套遗传物质。

这就是细胞的全能性。

4、知识应用：
学生讨论交流：以上科学原理在生产实际和科学研究领域中的应用
（105页克隆技术可以应用于珍稀动物的保护；42页的组织培养技术广泛地应用于名贵花卉、珍稀草药、优良物种的迅速繁殖等；医学上组织器官的体外培养扩增可以用于移植手术；骨髓中造血干细胞的体外培养和定向分化可以挽救许多血液病人的生命……）
细胞的分裂和分化如果出现异常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教师讲解）
1、癌细胞的产生原因：
在细胞内有专门控制细胞分裂、分化、衰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。

正常情况下细胞分裂不会超过50～60次，如果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：（学生阅读后交流）
（1）无限恶性增生
（2）形态结构异常
（3）细胞膜异常，细胞容易分离扩散
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胁人类健康的头号杀手。

癌症已经无情地夺走了很多人的生命，严重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？如何有针对性地积极采取适当的方法加以预防和治疗？……
3、致癌因素与癌症的预防：
在学生交流的基础上进行归纳整理（注意进行内因和外因关系的哲学教育）
（1）内因：人体内有致癌基因和抑癌基因
经过科学工作者的研究，目前已经发现了许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节问题。

（2）外因：
①物理因素：各种有害辐射（如X射线、紫外线和核辐射等）
②化学因素：有害化学药物、制剂（如砷、苯、煤焦油等）
③生物因素：病毒引入。

学生交流讨论：致癌因素究竟离我们有多远？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？与癌症是否有直接或间接的关系。

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、细胞的衰老和死亡
首先要明确：这是一个正常的生理过程。

学生例举细胞自然衰老死亡的例子。

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，认识因果关系。

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、原因：
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常死亡两类。

正常的细胞死亡是在细胞遗传物质的控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如果没有细胞的调亡就不会有纤细的手指；如果没有正常的细胞调亡，蝌蚪的尾部就不会消失，它将永远不能变成青蛙……。

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；还会使机体内异常的细胞得到及时清除，去处潜在的隐患；例如癌症就是异常的细胞没有及时死亡的结果……。

因此细胞的正常死亡是生物体的一种非常
重要的调节机制，是机体平衡细胞增殖，调节机体细胞树木恒定的方式，是必不可少的生命过程。

对细胞的生命现象进行总结。

扩展资料
癌症与诱因
癌症的种类非常多诱发因素也各有不同。

癌症的发生与人体的生活方式、饮食习惯等都有密切的关系。

癌症对人体的危害程度是不同的。

最常见的是皮肤癌，它容易发现、也容易治疗，一般不会造成死亡。

人群中最常见的癌症是肺癌、乳腺癌、子宫癌和结肠癌。

婴幼儿、青年中白血病的发病率有逐年提升的趋势。

死亡率最高的癌症主要是肺癌、结肠癌等。

引发癌症的因素多种多样，如高糖、高脂肪、低纤维的饮食习惯已患结肠癌；食品中的硝酸盐、亚硝胺、黄曲霉素对肝癌有诱发作用；常食烟熏食品人群中胃癌高发；吸烟可诱发肺癌、胃肠癌；苯类物质易诱发膀胱癌；射线辐射是诱发白血病的重要因素。

生物体的组织
组织的概念：由许多形态结构和功能相同或相似的细胞与细胞间质共同构成的结构。

（1）植物体的组织主要有：分生组织如根尖分生区、茎的形成层等
营养组织如叶肉、果肉（肉质化的果皮）、茎的皮层和髓等
保护组织如表皮、根冠等
输导组织如叶脉中的导管和筛管
机械组织如茎干中的木纤维和韧皮纤维
分泌组织如桔皮内的腺体等
（2）动物体的组织主要有：上皮组织如呼吸道、消化道上皮以及腺体的主体等
肌肉组织如心肌、骨骼肌和平滑肌的主体结构
结缔组织如皮下组织、脂肪、骨质、肌腱、血液等
神经组织如脑组织和神经的主体结构等
细胞的死亡
哺乳动物和人体的红细胞分化成熟后细胞核就会解体消失。

没有细胞核的细胞自然不会活得太久，因此红细胞的寿命一般是120天左右。

白细胞的寿命就差异很大，有的白细胞分化后不久就会在大量吞噬细菌的“自卫战”中与细菌“同归于尽”有的则会在“和平环境”中存活很久。

皮肤和消化道上皮每天都会有大量细胞死亡脱落，骨髓腔细胞死亡导致骨在加粗生长的时候不过度增重……。

这些都属于正常的生理死亡。

按正常程序死亡的细胞不会发生溶酶体和细胞膜的破裂也没有细胞物质的泄出。

不会破坏机体内的平衡，对机体不会造成伤害。

细胞因内外伤害等病理原因异常死亡时，会引起炎症反应或次级伤害。

如皮肤割伤以及骨折时造成的细胞死亡等。

老年性痴呆、癌症也与细胞死亡的调节异常密不可分。

细胞的无限增殖与扩散
执行正常程序的细胞每次分裂都会再DNA上留下痕迹，因此细胞分裂的次数是有限的。

但是癌细胞在细胞分裂后会掩饰这些痕迹，使细胞分裂失去节制。

正常的细胞细胞膜上的糖蛋白有细胞识别作用，会与相邻的细胞粘联在一起不分离。

而异常细胞膜表面成分和结构异常，细胞识别功能消失接收信号的能力也减退消失。

因此癌细胞不能启动细胞死亡程序，同时分裂又不能终止，因此造成细胞的恶性增生。

与此同时由于细胞膜结构的改变还会造成细胞之间的连接能力消退，导致细胞四处随意扩散。

癌症造成的结果是细胞过度增生，该死的细胞不死；本该分化的细胞不能正常进入程序完成分化，组织细胞得不到及时补充，导致正常的生理功能不能维持；再加上癌细胞的随意扩散……。

最终机体会因为调节平衡的机制紊乱而死亡。

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、组织培养、细胞工程、胚胎扩大培养等相关信息，更深入地了解有关原理。

形式：根据每个人自己整理的资料进行交流。

目的：使课内知识与课外生产、生活实践相联系；与相关领域科研相联系。

培养学生的知识迁移能力、知识的应用能力；培养学生查找资料并用学习的知识对素材进行分析甄别的自学能力。

（1）办专刊展示个人或小组整理的资料，供大家交流使用。

（2）准备一或几个专题研讨会进行交流。

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保护环境预防癌症的宣传。

（可以锻炼社会工作能力）
（1）可以通过办专栏或宣传窗的形式在学校或社区进行宣传。

（2）编排成文艺节目形式如小品、校园短剧等进行宣传。

（3）在做好准备的情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知识传授给家人。

做一回小老师，使科学知识、科学健康的生活方式以及相关卫生保健知识在家庭里得到普及。

2.查看有关白血病的相关知识，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。

典型例题
例1 细胞分化的结果是（）
A.细胞数目增加
B.形成组织
C. 生长
D.细胞衰老
答案：B
解析：细胞分化是细胞成熟的过程。

细胞内的遗传物质通过控制某些特异蛋白质的合成使细胞表现出特定的形态、结构发挥出特有的功能。

这些相同或相似的细胞群构成的结构就是组织。

细胞分化是生物发育的细胞学基础。

细胞分裂可以使细胞的数目增加。

新形成的细胞大量积累化合物后体积就会增大表现为细胞的生长。

细胞分裂和细胞生长是生物体生长的细胞学基础。

细胞衰老是分化成熟的细胞在行使生命功能之后，细胞内新陈代谢逐渐减缓导致的一种生命现象。

例2 属于癌症的疾患是（）
A.白血病
B. 败血症
C.坏血病
D.血友病
答案：A
解析：癌症是机体调节功能平衡的机制出现异常导致的。

通常上皮组织发生的恶性肿瘤称作癌；造血组织如骨髓造血干细胞发生的恶性病变称作白血病，白血病也称作血癌。

白血病种类繁多，因此表现也
会有差异。

一般临床表现为：骨髓细胞恶性增生，原始细胞可高达60％～80％，白细胞血检可高达几万到几十万，其他血细胞明显少，多有贫血症状……。

败血病是由于皮肤受伤后，细菌侵入体内并在血液中繁殖导致大面积感染严重时会导致死亡。

坏血病是因为食物中缺少维生素C导致毛细血管脆性加强，容易造成皮下毛细血管破裂。

血友病属于遗传病表现为凝血障碍。

例3 组织培养和克隆技术应用的原理是（）
A. 所有细胞都具有分化的能力
B.所有细胞都具有分裂的能力
C. 所有细胞的细胞核都具有全能性
D.所有的细胞都具有全能性
答案：C
解析：绝大多数分化的细胞会永久地失去分裂的能力，因为细胞的分化是一般是稳定的不可逆的。

已经分化的细胞不会再发生新的再次分化。

细胞的全能性与细胞分化程度有关，分化明显的动物细胞会失去全能性，但是细胞分化过程中遗传物质并没有遭到破坏，细胞核内仍然保有该物种应有的全套遗传物质，只是细胞存在的环境使这些遗传信息得不到表达的机会。

当细胞核处于适当的环境中时如将细胞核移入去核的卵细胞中后，细胞核的全能性就会得到表现——重新发育成一个功能健全的新个体。

因此细胞内的细胞核是具有全能性的。

组织培养和克隆技术就是利用这一原理，采用植物体的组织或动物细胞的细胞核来培养新个体或是生物体某一特定组织器官的。

习题精选
1、具有分化能力的细胞是（）
A.心肌细胞
B.神经细胞
C.早期胚胎细胞
D.肝细胞
2、不具有分裂能力的细胞是（）
A.根毛细胞
B.癌细胞
C.根尖分生区细胞
D.骨髓干细胞
3、有关癌症的正确描述是（）
A. 肿瘤就是癌症
B.癌症是细胞程序失控的结果
C. 癌症是遗传病因此环境因素不重要
D.癌症属于传染病
4、衰老的细胞不具备的特点是（）
A. 含水量减少
B. 细胞膜表面缺少糖蛋白
C. 细胞形态异常
D. 细胞酶活性加强呼吸速度加快
5、在中国一个偏僻的山村许多人患有食管癌。

发病率比周围地区高出近百倍，这一现象已经延续了几个世纪。

外迁村民的后代发病率则明显降低。

请拟定一个调查方案，目的是了解诱导发病的原因。

6、最终调查结果是：该村不存在有害射线源和致癌的病毒等传染源。

村民常吃发霉的粮食，副食主要是腌菜和长期保存的酸菜，几乎不吃新鲜的蔬菜和水果。

极少吃新鲜的肉食，肉制品主要是易于保存的熏、腊制品。

饮用水中有亚硝酸盐含量较高。

与邻近村落不同的还有土壤中缺少钼元素。

根据调查结果你的推论是什么？
参考答案
1、C
2、A
3、B
4、D
5、由于外迁村民的后代发病率则明显降低。

因此是遗传病的可能性不大，很可能是环境中存在致癌因素。

所以要根据癌症的诱导因素制定方案。

（1）探测检查这一地区是否存在有害射线。

（2）重点了解村民的生活方式以及生活习惯。

由于是消化道癌症，因此应该侧重调查村民的饮食习惯；调查水源和食物成分中是否含有致癌物质。

（3）调查村中是否有致癌生物（如病毒）导致的传染源或传染病。

6、初步认为是化学因素致癌，根据村民的饮水和食品可以推测致癌物质主要是亚硝酸盐。

新鲜水果和蔬菜中的维生素C和钼元素可能有抑制癌症发生的作用。