高中生物人教版必修一第6章细胞的生命历程学案（教师+学生4节全）

第6章细胞的生命历程
第1节细胞的增殖（教师版）
一、细胞增殖
★思考：什么是细胞增殖？增殖指 增加、繁殖。即亲代细胞以分裂的方式产生子代细胞的过程 。
★思考：多细胞生物体体积的增大，即生物体的生长依靠哪两个方面实现？
（1） 细胞生长增大细胞的体积 。
（2） 细胞分裂增加细胞的数量 。
不同动植物同类器官或组织的细胞 大小 一般无明显差异，器官大小主要取决于 细胞数量的多少 。
二、制约细胞体积持续增大的因素
细胞作为生命活动的基本单位，其体积大小应适应其代谢活动的要求，应有一定限度。例如，支原体是最小的细胞，直径只有100nm，大肠杆菌3μm，红细胞7μm，肝细胞20μm，变形虫100μm，人卵100μm，鸡卵细胞直径为2~3cm，鸵鸟卵细胞直径为5cm。
★思考：请你阅读课本110—111页内容，思考制约细胞体积持续增大的三个主要因素。
1、 相对表面积的大小（细胞表面积与体积之比）
★思考：请你谈谈对这个因素制约作用的理解。
细胞需要通过细胞膜表面与环境进行物质交换，如营养物质、氧气、代谢废物。细胞体积增大，需要与外界环境交换的物质增多，但相对表面积减小，细胞与周围环境之间物质交换的面积相对小了，细胞物质交换的效率降低。这时就会引起细胞分裂，以恢复原来的表面积与体积的适宜比例 。
2、 细胞内物质的分配
★思考：请你谈谈对这个因素制约作用的理解。
细胞体积增大后，细胞内通过扩散进行的物质分配需要耗费更长的时间。细胞中的许多组分缺少用于生长所需的重要能源物质或其他重要的分子 。
3、 核、质体积的平衡
★思考：请你谈谈对这个因素制约作用的理解。
细胞核是细胞的控制中心，细胞质中的生理、生化过程都受到细胞核中遗传信息的指导和控制。一般来说，细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。细胞体积增大所带来的距离的增加，使控制的效率降低，造成核、质的不平衡，从而引起细胞分裂 。
三、细胞通过分裂进行增殖
1、细胞分裂对于生物体的重要作用。细胞分裂是生物体 生长、发育、繁殖、遗传 的基础。
①单细胞生物体：通过细胞分裂而繁衍新个体。
②多细胞生物：从受精卵开始，经过分裂和分化逐渐发育为成体。细胞分裂也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。
2、真核细胞的分裂方式有三种： 有丝 分裂、 无丝 分裂、 减数 分裂。
四、细胞周期
1、概念： 连续分裂 的细胞，从 一次分裂完成时 开始，到 下一次分裂完成时 为止，为一个细胞周期。
★思考：（1）连续分裂的细胞才有细胞周期，如进行 有丝 分裂的细胞。
（2）细胞周期中 分裂间期 在前，占细胞周期的90%~95%。 分裂期 在后，经历的时间短。所以用显微镜观察有丝分裂装片中处于细胞周期的细胞时，视野中大多数的细胞处于 分裂间期 。
★思考：如何利用细胞周期中不同时期细胞所占比例求不同时期的时间长度。
细胞周期中不同时期的时间= 细胞周期的时间×每一时期的细胞数占计数细胞总数的比例
★思考：不同的细胞，细胞周期相同吗？ 细胞种类不同，细胞周期的长短也不同 。
★思考：骨骼肌细胞和神经细胞具有细胞周期吗？ 没有，因为它们属于高度分化的细胞，不能进行细胞分裂了 。
★思考：请你举两个具有细胞周期的细胞的例子。 骨髓造血干细胞、植物分生组织细胞、癌细胞 等。
2、细胞周期图解
（1）圆形图
甲
乙


图中箭头表示细胞周期进行的方向，则从 乙 → 乙 为一个细胞周期， 乙 → 甲 为分裂间期， 甲 → 乙 为分裂期。
（2）线段图

A B C D E
图中线段包含了 2 个细胞周期，分别是从 A → C 和从 C → E ，细胞周期中属于分裂间期的是 A → B 和 C → D ，属于分裂期的是 B → C 和 D → E 。
五、有丝分裂过程（以植物细胞为例）
1、分裂间期：请你阅读课本，描述分裂间期发生的重要事件。
分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度生长，体积增大 。
分裂间期又可分为G1、S、G2三个时期。其中，S期为DNA复制的时期， G1、S和G2期均有RNA和蛋白质的合成，所以也是核糖体功能较为活跃的时期。
★思考：间期DNA复制结束后，1个DNA分子形成 2个完全相同的DNA分子 ，细胞核内的DNA数目 加倍 。此时，细胞核内一条染色体（呈染色质丝状态）含 两条染色单体 ，细胞核内染色体数目 不变 。
2、分裂期：分裂期是连续的过程，人们为了研究方便，把分裂期分为 前、中、后、末 四个时期。分裂期RNA的合成停止，蛋白质少量合成，染色质高度螺旋化，形成浓缩的染色体。
（1）前期：请你阅读课本，描述前期发生的重要事件。
前期 核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。同时，间期的染色质细丝高度螺旋化，缩短变粗，形成了光学显微镜下可见的染色体。另外，从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 。
★思考：判断图像所给细胞处于有丝分裂前期的依据是： 染色体含有染色单体，散乱分布于纺锤体中央 。
★做一做：请你在下面画出复制后的染色质丝螺旋化成为染色体的示意图，并将染色体、染色单体、DNA数目标注于示意图下方。








（2）中期：请你阅读课本，描述中期发生的重要事件。
中期 最主要的特点是染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上 。这是染色体受附着在着丝点上纺锤丝牵引的结果。此时，细胞内染色体的形态 稳定 ，数目 清晰 ，是我们观察细胞中染色体形态和数目的最佳时期。
★思考：赤道板是一个真实的结构吗？ 不是 。
★做一做：假设我们所观察的植物细胞中含有6条染色体，请你在下面画出处于有丝分裂中期的细胞模式图。

（3）后期：请你阅读课本，描述后期发生的重要事件。
后期 每条染色体的着丝点一分为二，两条姐妹染色单体随之分开，拥有各自的着丝点，成为染色体。随后，由于纺锤丝的牵引，分开的两套染色体分别移向细胞两极。使得复制后的染色体平均分配到了细胞的两极 。
★思考：移向细胞两极的这两套染色体相同吗？与分裂前细胞中的染色体相比相同吗？
两套染色体的形态和数目完全相同，每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同 。
★思考：后期着丝点分裂后，细胞中染色体数目 加倍 ，DNA数目 不变 ，染色单体数目 为0 。
★做一做：假设我们所观察的植物细胞中含有6条染色体，请你在下面画出处于有丝分裂后期的细胞模式图。

★拓展思考：处于有丝分裂后期的人体细胞，细胞中染色体数、姐妹染色单体数、DNA分子数（不考虑细胞质中的DNA）分别是多少？ 染色体数为92条；姐妹染色单体数为0；DNA分子数为92个 。
（4）末期：请你阅读课本，描述末期发生的重要事件。
末期 当两套染色体分别到达细胞的两极后，每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝，成为光学显微镜下不可见的形态。同时，纺锤丝逐渐消失，出现新的核膜和核仁。核膜把染色体包围起来，形成两个新的细胞核。这时候，在赤道板的位置出现了一个细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成了新的细胞壁，细胞板的形成有高尔基体参与。最后，一个细胞分裂成为两个子细胞。子细胞可以继续进入下一个细胞周期的分裂间期状态 。
3、有丝分裂的意义： 将亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性 。
★思考：回顾有丝分裂过程，染色体发生的一系列形态变化和活动都是与 染色体及DNA平均分配到两个子细胞中 相适应的。染色体的活动来自于 纺锤丝牵引 的作用。
★判断：蓝藻在分裂中期，染色体着丝点有序排列于细胞赤道板上，末期细胞中央由高尔基体囊泡形成细胞板，之后形成细胞壁。（×）
六、有丝分裂过程中染色体、染色单体与DNA的数量关系
1、计算染色体数目时，应以着丝点的数目为依据，有一个着丝点，就是一条染色体。
2、未复制的一条染色体上 无 （有、无）染色单体，有 1 个DNA分子。复制后一条染色体上有 2 个DNA分子，分别位于 同一个着丝点连接的两条染色单体 。当染色体的着丝点分裂后，原来的一条染色体就成为 两条染色体 。由于这两条染色体 由一条染色体复制 而来，所以一般情况下，二者是 完全相同 的。
七、有丝分裂过程涉及的几种变化规律
1、染色体形态变化规律：
★思考：在下面用文字和箭头写出有丝分裂过程中，染色质和染色体之间形态上的规律变化。
高度螺旋化，缩短、变粗
染色质（间期、末期） 染色体（前、中、后、末）
解螺旋，成细丝状
2、染色体行为变化规律：
★思考：在下面用文字和箭头写出有丝分裂过程中，染色体行为上的规律变化。
复制→散乱分布于纺锤体中央→着丝点排列在赤道板上→着丝点分裂→两套染色体移向两极。
3、染色体、DNA、染色单体数目变化规律：
★思考：假设二倍体生物正常体细胞细胞核中染色体数目为2N，DNA含量为2a，请完成下表。
时期 间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2a→4a 4a 4a 4a 4a→2a
染色体数目 2N 2N 2N 4N 4N→2N
染色单体数目 0→4N 4N 4N 0 0
(2)曲线：依据上表所填内容完成下面曲线的绘制。
①染色体数目变化曲线：
染色体数目
4N
2N

间 前 中 后 末 时期
②DNA含量变化曲线：
DNA含量

4a

2a


间 前 中 后 末 时期

★判断：不同生物的细胞分裂过程中染色体数目均可呈周期性变化 （×）
★判断：在有丝分裂中，DNA和染色体数目加倍均发生在分裂间期（×）
★练习：在有丝分裂过程中，DNA分子数和染色体数，依次为2∶1和1∶1的时期是 （ A ）
A.前期和后期 B．间期和后期 C．间期和前期 D．后期和末期
八、动植物细胞有丝分裂的比较：
★思考：观察课本114页动物细胞有丝分裂模式图，总结动植物细胞有丝分裂区别：
（1）前期 纺锤体形成方式不同 。具体来说，植物细胞有丝分裂由 细胞两极产生纺锤丝，形成纺锤体 。动物细胞（或低等植物细胞）有丝分裂由 两组中心粒（原来的一组中心粒在间期倍增）构成的两个中心体发出星射线形成纺锤体 。
（2）末期 细胞质分裂方式不同 。具体来说，植物细胞有丝分裂 细胞中部形成细胞板，扩展形成细胞壁，形成两个子细胞 。动物细胞有丝分裂 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，细胞最后缢裂成两部分，一个细胞分裂成两个子细胞 。
★思考：二者的相似之处是 分裂过程基本相同，染色体形态、行为、数目变化规律相同，即分裂间期复制，分裂期实现向两个子细胞的平分 。
附：二者模式图比较

★练习：下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( A )
A.分裂间期有DNA和中心体的复制 B.分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍
C.纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期 D.染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期
★练习：科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向来研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位．h)数据如图所示。下列叙述正确的是 （ B ）

A．DE阶段发生遗传物质的平均分配
B．BC阶段结束时DNA含量增一倍
C．CD阶段完成与DNA复制和有关蛋白质的合成
D．一个细胞周期(可表示为CD+DE)等于17．3小时
★练习：细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如下图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是（ D ）

A.乙组细胞正在进行DNA复制 B.细胞分裂间期的时间比分裂期长
C.丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍 D.将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少
★拓展练习：下图为动物细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是( B )
A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B.乙和丙在组成成分上差异很大
C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍
D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
★拓展练习：下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。下列叙述正确的是（A）

A．G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生
B．用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3h后,细胞都被阻断在S期
C．G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体，导致染色体数目加倍
D．胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同,但G1、S、G2和M期的时间长短不同
九、无丝分裂
无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年就在鸡胚的血细胞中看到了，因为分裂时没有纺锤丝与染色体的变化而得名。
1、过程：细胞进行无丝分裂时，首先是细胞核和核仁延长，核的中部向内凹进，呈哑铃型，缢裂成为两个细胞核；然后整个细胞从中部缢裂成两部分，即细胞质发生分裂，形成两个子细胞。
2、特点：分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，核膜、核仁也不消失，但无丝分裂中遗传物质也要复制，并且细胞要增大，当细胞核体积增大一倍时，细胞核就分裂，核中物质就分配到子细胞中去。
4、实例：这种分裂方式常出现于生活力旺盛、生长迅速的高度分化成熟的组织中，如蛙的红细胞、鸡胚血细胞、增殖迅速的肿瘤细胞等。
★判断：哺乳动物成熟的红细胞可以依靠无丝分裂快速增殖（×）
十、实验—观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1、原理：在高等植物体内，有丝分裂常见于 根尖、芽尖等分生区 细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到 处于不同分裂时期 的细胞。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内 染色体 的存在状态，就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。染色体因容易被 碱性 染料，如 龙胆紫溶液 和醋酸洋红溶液着色而得名。
2、材料用具：洋葱（葱、蒜），显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，剪子，镊子，滴管，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精，质量浓度为0.01g/ml或0.02g/ml的龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液，洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。
3、方法步骤：
（1）洋葱根尖的培养：上课前3~4天，取洋葱，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养，每天换水3次。待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
（2）临时装片的制作流程：
① 解离 ：上午10时至下午2时（洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多，这会因洋葱品种、室温等的差异而有所不同），剪取洋葱根尖 2~3mm ，立即放入盛有 盐酸和酒精混合液（1:1）的玻璃皿中，在室温下解离。时间为 3~5min 。 目的是： 使组织中的细胞相互分离开 。
② 漂洗 ：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。时间为10min。
目的是： 洗去药液，防止解离过度 。
③ 染色 ：把根尖放进盛有质量浓度为0.01g/ml或0.02g/ml的龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色。时间为3~5min。 目的是： 龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色 。
④ 制片 ：用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片。然后，用拇指轻轻地按压载玻片，使根尖成薄雾状。
目的是： 使根尖细胞分散开来，有利于观察 。
（3）洋葱根尖细胞有丝分裂的观察：
①把制成的装片先放在低倍显微镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞。再换成高倍显微镜仔细观察，首先找出分裂中期的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞，注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。
②调节显微镜的放大倍数，统计视野中处于各时期的细胞数记录在记录表中。把视野移动到分生区一个新的区域再进行统计，再记录。
4、实验现象及结论：
植物的分生组织一般位于根和茎的生长尖端，以及茎向外加粗生长的部位。洋葱根尖分生区细胞特点是 细胞呈正方形，小而排列紧密，核大，有的正在分裂，不含叶绿体和大液泡 。
各时期细胞：同一个视野中所有分裂期细胞没有全部看到，则慢慢移动装片，找全各时期细胞。间期细胞最多。
★思考：实验中为了统计的细胞分裂指数（视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比）更加科学，计数时应采取的方法是： 为了使数据更准确，误差更小，应在每组装片中观察多个视野，再取这些数据的平均值作为结果 。
★判断：在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，若持续观察视野中某一处于分裂期的细胞，将会看到该细胞分裂成两个子细胞（×）
★判断：用显微镜观察洋葱根尖有丝分裂后期的图像，可见纺锤丝牵引着染色体平均分成两组向两极缓慢移动（×）
★练习：下列关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验”的叙述中，正确的是（ A ）
①解离的目的是用药液使组织细胞彼此分离开来
②制片之前要通过漂洗洗去碱性染料，便于显微镜下观察
③压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察
④一个细胞中染色体的动态连续变化是观察的主要内容
A.①③ B.②③ C.①②③ D ①③④
★练习：完成观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验后，全班20个实验小组的实验数据汇总表如下。注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同。
细胞周期 间期 分裂期
前期 中期 后期和末期
实验小组1计数细胞个数 43 4 1 2
实验小组2计数细胞个数 44 3 0 3
…… …… …… …… ……
全班计数细胞个数 880 67 18 35
计数细胞总数 1000
各时期细胞数的百分比 88.0 6.7 1.8 3.5
若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据以上结果，计算间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间（单位：h，精确到小数点后一位）。
细胞周期 间期 分裂期
前期 中期 后期和末期
各时期细胞数的百分比 88.0% 6.7% 1.8% 3.5%
各时期所占时间（h） 10.6 0.8 0.2 0.4

★练习：洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是（B）
A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板
★拓展练习：已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是（C）

A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
★拓展练习：表中数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间（单位：小时）
周期 G1 S G2 M 合计
时长（h） 10 7 3.5 1.5 22
（1）在图中绘出该种细胞的细胞周期曲线图并注明各期名称（假设体细胞DNA相对含量为2C）

（2）若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于 期的细胞立刻被抑制，再培养 小时，则其余细胞都将被抑制在G1/S期交界处；去除抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，在所有细胞达到 期终点前，再加入DNA合成抑制剂，则全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。
（3）S期的启动需要一种蛋白质分子作为启动信号，这种蛋白质在S期之前合成并存在于S期全过程中。若将S期和G1期细胞融合，则G1期细胞核进入S期的时间将 。
（4）在电镜下观察处于M期的细胞，可见纺锤体由细胞两极的 发出。在M期中消失又出现的细胞结构是 。
【答案】（1）
（2）S； 15； G1
（3）提前
（4）中心体； 核仁（或核膜、或细胞核）



第6章细胞的生命历程
第1节细胞的增殖（学生版）
一、细胞增殖
★思考：什么是细胞增殖？增殖指 。
★思考：多细胞生物体体积的增大，即生物体的生长依靠哪两个方面实现？
（1） 。
（2） 。
不同动植物同类器官或组织的细胞 一般无明显差异，器官大小主要取决于 。
二、制约细胞体积持续增大的因素
细胞作为生命活动的基本单位，其体积大小应适应其代谢活动的要求，应有一定限度。例如，支原体是最小的细胞，直径只有100nm，大肠杆菌3μm，红细胞7μm，肝细胞20μm，变形虫100μm，人卵100μm，鸡卵细胞直径为2~3cm，鸵鸟卵细胞直径为5cm。
★思考：请你阅读课本110—111页内容，思考制约细胞体积持续增大的三个主要因素。
1、
★思考：请你谈谈对这个因素制约作用的理解。

。
2、
★思考：请你谈谈对这个因素制约作用的理解。

。
3、
★思考：请你谈谈对这个因素制约作用的理解。

。
三、细胞通过分裂进行增殖
1、细胞分裂对于生物体的重要作用。细胞分裂是生物体 的基础。
①单细胞生物体：通过细胞分裂而繁衍新个体。
②多细胞生物：从受精卵开始，经过分裂和分化逐渐发育为成体。细胞分裂也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。
2、真核细胞的分裂方式有三种： 分裂、 分裂、 分裂。
四、细胞周期
1、概念： 的细胞，从 开始，到 为止，为一个细胞周期。
★思考：（1）连续分裂的细胞才有细胞周期，如进行 分裂的细胞。
（2）细胞周期中 在前，占细胞周期的90%~95%。 在后，经历的时间短。所以用显微镜观察有丝分裂装片中处于细胞周期的细胞时，视野中大多数的细胞处于 。
★思考：如何利用细胞周期中不同时期细胞所占比例求不同时期的时间长度。
细胞周期中不同时期的时间=
★思考：不同的细胞，细胞周期相同吗？ 。
★思考：骨骼肌细胞和神经细胞具有细胞周期吗？ 。
★思考：请你举两个具有细胞周期的细胞的例子。 等。


2、细胞周期图解
（1）圆形图
甲
乙


图中箭头表示细胞周期进行的方向，则从 → 为一个细胞周期， → 为分裂间期， → 为分裂期。
（2）线段图

A B C D E
图中线段包含了 个细胞周期，分别是从 → 和从 → ，细胞周期中属于分裂间期的是 → 和 → ，属于分裂期的是 → 和 → 。
五、有丝分裂过程（以植物细胞为例）
1、分裂间期：请你阅读课本，描述分裂间期发生的重要事件。

。
分裂间期又可分为G1、S、G2三个时期。其中，S期为DNA复制的时期， G1、S和G2期均有RNA和蛋白质的合成，所以也是核糖体功能较为活跃的时期。
★思考：间期DNA复制结束后，1个DNA分子形成 ，细胞核内的DNA数目 。此时，细胞核内一条染色体（呈染色质丝状态）含 ，细胞核内染色体数目 。
2、分裂期：分裂期是连续的过程，人们为了研究方便，把分裂期分为 四个时期。分裂期RNA的合成停止，蛋白质少量合成，染色质高度螺旋化，形成浓缩的染色体。
（1）前期：请你阅读课本，描述前期发生的重要事件。
前期 。
★思考：判断图像所给细胞处于有丝分裂前期的依据是： 。
★做一做：请你在下面画出复制后的染色质丝螺旋化成为染色体的示意图，并将染色体、染色单体、DNA数目标注于示意图下方。






（2）中期：请你阅读课本，描述中期发生的重要事件。
中期 。这是染色体受附着在着丝点上纺锤丝牵引的结果。此时，细胞内染色体的形态 ，数目 ，是我们观察细胞中染色体形态和数目的最佳时期。
★思考：赤道板是一个真实的结构吗？ 。
★做一做：假设我们所观察的植物细胞中含有6条染色体，请你在下面画出处于有丝分裂中期的细胞模式图。



（3）后期：请你阅读课本，描述后期发生的重要事件。
后期 。
★思考：移向细胞两极的这两套染色体相同吗？与分裂前细胞中的染色体相比相同吗？
。
★思考：后期着丝点分裂后，细胞中染色体数目 ，DNA数目 ，染色单体数目 。
★做一做：假设我们所观察的植物细胞中含有6条染色体，请你在下面画出处于有丝分裂后期的细胞模式图。







★拓展思考：处于有丝分裂后期的人体细胞，细胞中染色体数、姐妹染色单体数、DNA分子数（不考虑细胞质中的DNA）分别是多少？ 。
（4）末期：请你阅读课本，描述末期发生的重要事件。

末期 。

3、有丝分裂的意义： 。
★思考：有丝分裂过程，染色体发生的一系列形态变化和活动都是与 相适应的。染色体的活动来自于 的作用。
★判断：蓝藻在分裂中期，染色体着丝点有序排列于细胞赤道板上，末期细胞中央由高尔基体囊泡形成细胞板，之后形成细胞壁。（ ）
六、有丝分裂过程中染色体、染色单体与DNA的数量关系
1、计算染色体数目时，应以着丝点的数目为依据，有一个着丝点，就是一条染色体。
2、未复制的一条染色体上 （有、无）染色单体，有 个DNA分子。复制后一条染色体上有 个DNA分子，分别位于 。当染色体的着丝点分裂后，原来的一条染色体就成为 。由于这两条染色体 而来，所以一般情况下，二者是 的。
七、有丝分裂过程涉及的几种变化规律
1、染色体形态变化规律：
★思考：在下面用文字和箭头写出有丝分裂过程中，染色质和染色体之间形态上的规律变化。


2、染色体行为变化规律：
★思考：在下面用文字和箭头写出有丝分裂过程中，染色体行为上的规律变化。


3、染色体、DNA、染色单体数目变化规律：
★思考：假设二倍体生物正常体细胞细胞核中染色体数目为2N，DNA含量为2a，请完成下表。
时期 间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量
染色体数目
染色单体数目
(2)曲线：依据上表所填内容完成下面曲线的绘制。
①染色体数目变化曲线：





②DNA含量变化曲线：





★判断：不同生物的细胞分裂过程中染色体数目均可呈周期性变化 （ ）
★判断：在有丝分裂中，DNA和染色体数目加倍均发生在分裂间期（ ）
★练习：在有丝分裂过程中，DNA分子数和染色体数，依次为2∶1和1∶1的时期是（ ）
A.前期和后期 B．间期和后期 C．间期和前期 D．后期和末期
八、动植物细胞有丝分裂的比较：
★思考：观察课本114页动物细胞有丝分裂模式图，总结动植物细胞有丝分裂区别：
（1）前期 不同。
具体来说，植物细胞有丝分裂由 。动物细胞（或低等植物细胞）有丝分裂由 。
（2）末期 不同。
具体来说，植物细胞有丝分裂 。动物细胞有丝分裂 。

★思考：二者的相似之处是 。
附：二者模式图比较

★练习：下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( )
A.分裂间期有DNA和中心体的复制 B.分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍
C.纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期 D.染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期

★练习：科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向来研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位．h)数据如图所示。下列叙述正确的是 （ ）

A．DE阶段发生遗传物质的平均分配
B．BC阶段结束时DNA含量增一倍
C．CD阶段完成与DNA复制和有关蛋白质的合成
D．一个细胞周期(可表示为CD+DE)等于17．3小时
★练习：细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如下图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是（ ）

A.乙组细胞正在进行DNA复制
B.细胞分裂间期的时间比分裂期长
C.丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍
D.将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少
★拓展练习：下图为动物细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是( )
A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B.乙和丙在组成成分上差异很大
C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍
D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
★拓展练习：下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。下列叙述正确的是（ ）

A．G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生
B．用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3h后,细胞都被阻断在S期
C．G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体，导致染色体数目加倍
D．胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同,但G1、S、G2和M期的时间长短不同


九、无丝分裂
无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年就在鸡胚的血细胞中看到了，因为分裂时没有纺锤丝与染色体的变化而得名。
1、过程：细胞进行无丝分裂时，首先是细胞核和核仁延长，核的中部向内凹进，呈哑铃型，缢裂成为两个细胞核；然后整个细胞从中部缢裂成两部分，即细胞质发生分裂，形成两个子细胞。
2、特点：分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，核膜、核仁也不消失，但无丝分裂中遗传物质也要复制，并且细胞要增大，当细胞核体积增大一倍时，细胞核就分裂，核中物质就分配到子细胞中去。
4、实例：这种分裂方式常出现于生活力旺盛、生长迅速的高度分化成熟的组织中，如蛙的红细胞、鸡胚血细胞、增殖迅速的肿瘤细胞等。
★判断：哺乳动物成熟的红细胞可以依靠无丝分裂快速增殖（ ）
十、实验—观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1、原理：在高等植物体内，有丝分裂常见于 细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到 的细胞。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内 的存在状态，就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。染色体因容易被 染料，如 和醋酸洋红溶液着色而得名。
2、材料用具：洋葱（葱、蒜），显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，剪子，镊子，滴管，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精，质量浓度为0.01g/ml或0.02g/ml的龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液，洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。
3、方法步骤：
（1）洋葱根尖的培养：上课前3~4天，取洋葱，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养，每天换水3次。待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
（2）临时装片的制作流程：
① ：上午10时至下午2时（洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多，这会因洋葱品种、室温等的差异而有所不同），剪取洋葱根尖 ，立即放入盛有 的玻璃皿中，在室温下解离。时间为 。 目的是： 。
② ：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。时间为10min。
目的是： 。
③ ：把根尖放进盛有质量浓度为0.01g/ml或0.02g/ml的龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色。时间为3~5min。 目的是： 。
④ ：用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片。然后，用拇指轻轻地按压载玻片，使根尖成薄雾状。
目的是： 。
（3）洋葱根尖细胞有丝分裂的观察：
①把制成的装片先放在低倍显微镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞。再换成高倍显微镜仔细观察，首先找出分裂中期的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞，注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。
②调节显微镜的放大倍数，统计视野中处于各时期的细胞数记录在记录表中。把视野移动到分生区一个新的区域再进行统计，再记录。
4、实验现象及结论：
植物的分生组织一般位于根和茎的生长尖端，以及茎向外加粗生长的部位。洋葱根尖分生区细胞特点是 。
各时期细胞：同一个视野中所有分裂期细胞没有全部看到，则慢慢移动装片，找全各时期细胞。间期细胞最多。
★思考：实验中为了统计的细胞分裂指数（视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比）更加科学，计数时应采取的方法是： 。
★判断：在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，若持续观察视野中某一处于分裂期的细胞，将会看到该细胞分裂成两个子细胞（ ）
★判断：用显微镜观察洋葱根尖有丝分裂后期的图像，可见纺锤丝牵引着染色体平均分成两组向两极缓慢移动（ ）
★练习：下列关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验”的叙述中，正确的是（ ）
①解离的目的是用药液使组织细胞彼此分离开来
②制片之前要通过漂洗洗去碱性染料，便于显微镜下观察
③压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察
④一个细胞中染色体的动态连续变化是观察的主要内容
A.①③ B.②③ C.①②③ D ①③④
★练习：完成观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验后，全班20个实验小组的实验数据汇总表如下。注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同。
细胞周期 间期 分裂期
前期 中期 后期和末期
实验小组1计数细胞个数 43 4 1 2
实验小组2计数细胞个数 44 3 0 3
…… …… …… …… ……
全班计数细胞个数 880 67 18 35
计数细胞总数 1000
各时期细胞数的百分比 88.0 6.7 1.8 3.5
若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据以上结果，计算间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间（单位：h，精确到小数点后一位）。
细胞周期 间期 分裂期
前期 中期 后期和末期
各时期细胞数的百分比
各时期所占时间（h）

★练习：洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是（ ）
A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板
★拓展练习：已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是（ ）

A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构

★拓展练习：表中数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间（单位：小时）
周期 G1 S G2 M 合计
时长（h） 10 7 3.5 1.5 22
（1）在图中绘出该种细胞的细胞周期曲线图并注明各期名称（假设体细胞DNA相对含量为2C）

（2）若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于 期的细胞立刻被抑制，再培养 小时，则其余细胞都将被抑制在G1/S期交界处；去除抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，在所有细胞达到 期终点前，再加入DNA合成抑制剂，则全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。
（3）S期的启动需要一种蛋白质分子作为启动信号，这种蛋白质在S期之前合成并存在于S期全过程中。若将S期和G1期细胞融合，则G1期细胞核进入S期的时间将 。
（4）在电镜下观察处于M期的细胞，可见纺锤体由细胞两极的 发出。在M期中消失又出现的细胞结构是 。






















第2节 细胞的分化（教师版）
一、细胞分化
生物的个体发育是指受精卵经过细胞分裂、组织分化和器官的形成，直到发育成性成熟个体的过程。在这一过程中生物体的各种性状（表现型）得以逐渐表现。例如，脊椎动物和人体细胞的类型约有200余种。这些细胞组成了各种各样的组织，这些组织各具特色而又不同。除非出现了极大的错误，肾脏不会从我们的头上长出来而我们的眼球里也不会出现牙齿。这一切看似平常，但为什么会这样？这一切太神奇了，因为我们身体里每一个细胞都是从一个受精卵增殖分化而来。这些细胞在不断分裂中开始出现差别，并形成了具有不同特异性的细胞类型，这个过程就是分化。
1、细胞分化的概念： 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，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。
2、细胞分化的过程：在细胞外观尚未出现明显变化之前，细胞分化的前途就由 遗传信息（或基因） 决定了。分化的细胞内首先出现化学物质的变化，如结构蛋白和催化化学反应的酶，进而出现细胞形态、结构和生理功能上的不同。
3、细胞分化的时期：细胞分化发生在生物体的 整个生命 过程中，在 胚胎 时期达到最大限度。
4、细胞分化的特点
（1） 持久 性：
★思考：请谈谈你对这个特性的理解。 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。持久性也有稳定性、不可逆性的含义 。
例如，我们脑中的神经元细胞和心脏中的心肌细胞，它们在我们生命个体很早期的时候形成，而后就随我们度过余生。再比如，我们的表皮，每5周就会被皮肤组织深层的持续分化的干细胞替换一遍。这些干细胞只产生新的皮肤细胞，而不会产生肌肉细胞。
（2） 普遍 性：★思考：请谈谈你对这个特性的理解。 细胞分化在生物界中普遍存在，是个体发育的基础 。
（3）高等生物比低等生物分化显著；动物比植物分化显著。
5、细胞分化的本质：
★思考：已知鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白，红细胞能合成β—珠蛋白，胰岛细胞能合成胰岛素，用编码上述蛋白质的基因分别作探针，对3种细胞中提取的总DNA的限制酶酶切片段进行杂交实验。用同样3种基因片段作探针，对上述3种细胞中提取的总RNA进行杂交实验。上述实验结果如下表，请观察并谈谈你得到的结论。


三类细胞拥有的基因相同，但三类细胞合成的RNA却不同，说明三类细胞中基因的表达情况是不同的。这种情况被称为基因的选择性表达，而基因的选择性表达就是细胞分化的实质 。
对细胞分化实质的理解：多细胞生物个体由受精卵发育为新个体是受一系列 基因 调控的，是通过 细胞增殖 和 细胞分化 实现的。这些基因在发育过程中，按照时间和空间的顺序启动和关闭，互相协调，对胚胎细胞的生长和分化进行调节，产生的众多体细胞均来自同一受精卵的 有丝 分裂，因而含有相同的 遗传物质和基因 ，但生物体不同部位的细胞表现出不同的性状，并且不同性状出现的时间并不相同，可见这是 特定的基因在特定的时间内在特定的组织中表达 的结果。这里面包含了选择性和顺序性两方面的含义。其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。从分子水平看，细胞分化意味着各种细胞内合成了 不同的专一蛋白质 。分化虽然常伴随着显著的细胞外观变化，但细胞的基因组保持不变，即细胞分化过程中，细胞中的遗传物质不改变。
★判断：不同组织细胞中可能有相同的基因进行表达（√）
★判断：某组织的细胞内都存在将葡萄糖分解为丙酮酸的酶，说明这些细胞还没有分化（×）
6、影响细胞分化的因素：细胞分化受基因控制，但细胞质、相邻的细胞、激素等也会对细胞分化产生重要影响。如体细胞核移植（克隆）。
7、细胞分化的结果：经过细胞分化，多细胞生物体形成各种 不同的细胞和组织、器官 。
8、细胞分化的意义：
①细胞分化是 生物个体发育 的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向 专门化 ，形成 具有特定形态、结构和功能的组织和器官 ，有利于提高 各种生理功能的效率 。
9、细胞分裂（增殖）和细胞分化的关系：
（1）生物的个体发育是通过细胞分裂和细胞分化过程共同实现的。细胞分裂使细胞增多，是个体发育过程中的“量变”，是生物体生长、发育和繁殖的基础，也是细胞分化的基础。细胞分化则使细胞种类多样化，是个体发育过程中的“质变”。没有细胞分化，生物体就不能正常发育。
（2）细胞在分裂的过程中通常就有分化，在有些分化过程中也有细胞分裂。
★判断：细胞分化既能使细胞数量增加，也能使细胞种类增加（×）
二、细胞的全能性
1、概念：具有 某种生物全部遗传信息的已经分化 的细胞，仍然具有 发育成完整个体 的潜能。全能性的表现需要离体，而且需要激素、营养物质等适宜的外界条件。
2、细胞具有全能性的原因：
生物体的每个细胞都含有 该物种所特有的全套遗传物质（遗传信息）或发育成为完整个体所必需的全部基因 。
3、植物细胞的全能性：高度分化的植物体细胞具有全能性，可通过植物组织培养的方式来实现。
4、动物细胞的全能性：
（1）体细胞的全能性：到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
（2）生殖细胞的全能性：某些动物的生殖细胞可发育为个体。如雄蜂、雄白蚁是由未受精的卵细胞发育而来的。
（3）细胞核的全能性：动物细胞的全能性随细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。而动物细胞的细胞核，由于含有保持本物种遗传特性所需的全套基因，因此，高度分化的细胞的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植（克隆）实验得到证实。利用（体）细胞核移植技术可以繁殖优良家畜；保护濒危物种；利用转基因动物生产珍贵医用蛋白；作为器官移植的供体；了解胚胎发育及衰老的过程；用克隆动物作疾病模型。
5、细胞全能性的高低：一般而言，细胞的分化程度越高，全能性越小。
（1）受精卵＞卵细胞（精子）＞体细胞
（2）植物体细胞＞动物体细胞
（3）早期胚胎中的胚胎干细胞也具有全能性。
什么是干细胞？在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在一定条件下分化成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细胞。即干细胞既有分化潜能又有自我更新能力。
一个成熟或者已分化的细胞进行分裂，通常只能产生同种类型的细胞，而一个干细胞则可以分化形成多种类型的细胞。
干细胞可以分为哪几类？大体上可分为成体干细胞和胚胎干细胞
人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养，在体外培育出组织和器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。这样我们就可以解决免疫排斥，或者供体过少导致的器官移植的困难了。
★思考：为什么在这样的技术中不能用肌细胞来代替干细胞呢？
动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变窄。肌细胞是已分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞 。
★思考：下列能说明某细胞已经发生分化的是：（C）
A、进行ATP的合成 B、进行mRNA的合成
C、存在血红蛋白 D、存在纤维蛋白原基因
★练习：下列有关细胞分化的叙述，不正确的是（C）
A.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础
B.细胞分化的实质是细胞中基因选择性表达的结果
C.细胞分化导致遗传物质发生改变，细胞功能随之改变
D.细胞分化的结果是产生不同种类的细胞
★练习：以下数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估计数。有关选项中不正确的是（ B ）
器官或细胞 所表达基因的估计数
眼 1932
唾液腺 186
皮肤 3043
甲状腺 2381
血细胞 23505
心脏 9400
A．上述器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达导致的
B．血细胞所表达的基因数目最多，说明其遗传物质相对含量较高
C．上述器官表达的基因有差异，表明细胞中所含蛋白质有差异
D．不同功能的细胞表达的基因不同，这是与其不同功能相适应的
★练习：在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是（B）
A. 细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B. 哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C. 细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D. 通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
★拓展练习：下图为胚胎细胞形成多种类型细胞的过程示意图。下列叙述错误的是（ D ）

A.在生物体内M细胞一般不会回到B细胞时的状态
B.调节蛋白的不同组合诱导了不同类型细胞的分化过程
C.细胞中基因的选择性表达可受调节蛋白的影响
D.G与H之间的遗传物质组成的差异一定小于G与K

第3节 细胞的衰老和凋亡（教师版）
衰老是生物界的普遍现象。衰老的人体通常表现出细胞数目减少、肌肉萎缩、行动迟缓、适应能力降低、抵抗力减退以及器官整体机能的减弱或丧失等特征。
一、个体衰老与细胞衰老的关系
1、个体衰老与细胞衰老有关，但二者又不能完全画等号。
2、对于单细胞生物来说：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
3、对于多细胞生物来说：细胞的衰老和死亡并不等于个体的衰老或死亡。
幼年个体每天都有细胞衰老或死亡，而老年个体每天也有新细胞产生。例如，人体肝细胞寿命约为18个月，小肠上皮细胞的寿命为1～2d，白细胞的寿命为5～7d。一个成年人大约有100万亿个细胞，每天人体可制造几十亿白细胞，如果有感染速度可加快3倍。任何时候血液中都会有398亿7500万个白细胞。胃每5天换一次膜，每个人每4个月彻底更新一次血液，共4.5升。
4、从总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞 普遍衰老 的过程。体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制，细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
二、细胞衰老的特征
应该说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后，最终表现出来的细胞形态、结构和功能发生变化的过程。
衰老的细胞的特征：
①细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率因此减慢。使人出现皮肤干燥、皱纹等特征。
②细胞核体积增大，核膜内折（陷），通透性改变。
③染色质收缩、染色加深，使遗传物质DNA的复制与基因的表达均受到影响。
④细胞膜流动性降低，通透性改变，选择透过性功能减弱。
⑤细胞内色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和信号传递，影响细胞生理功能。如老年人出现在皮肤，特别是面部和手背部表现为褐色斑块或斑点的老年斑。
⑥细胞内多种酶的活性降低。如头发黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，引起老年人的头发变白。
⑦细胞内细胞器，如线粒体、高尔基体数量减少，结构遭到破坏。
三、细胞衰老的原因
1、自由基学说：自由基指异常活泼的带电分子或基团。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中产生了自由基。此外，辐射及有害物质入侵也刺激细胞产生自由基。自由基产生后，会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。糟糕的是，自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基再去攻击别的分子，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤较大。此外，自由基还攻击DNA，可能引起基因突变。自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
2、端粒学说：端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由DNA重复序列和结合蛋白组成。每条染色体的两端都有一段特殊序列的端粒DNA。端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。当细胞端粒缩至一定程度时，细胞停止分裂。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。2009年诺贝尔生理学或医学奖就颁给了研究端粒和端粒酶的科学家。
四、细胞的凋亡
1、概念：细胞凋亡是由 基因所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，因而也称为 细胞编程性死亡 。
2、特点：细胞凋亡是一种自然的生理过程。
3、实例：①人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞凋亡，尾消失。
②在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是愈合在一起的，像一把铲子，后来随着指间细胞的凋亡，才发育为成形的手指。
③脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。
5、意义：
①在胚胎发育期，通过细胞凋亡清除多余的细胞，有利于器官建构，保证多细胞生物体完成正常发育。
②成熟的生物体中，通过细胞凋亡实现细胞的 更新 ，被病原体感染或发生癌变的细胞的 清除 ，从而维持 内部环境的稳定 ，即稳态。
在健康的机体中，细胞的生生死死总是处于一个良性的动态平衡中，在人体发育成熟之前的阶段，总体来说，细胞诞生的多，死亡的少，身体不断发育。一个成年人体内每天都有无数细胞诞生，同时又有无数细胞“程序性死亡”。如果这种平衡被破坏，人就会患病。如该“程序性死亡”的细胞没有死亡，就可能形成癌症，所以促进细胞凋亡可以治疗癌症。如果不该死亡的细胞过多的死亡，比如受艾滋病病毒攻击，不该死亡的T淋巴细胞大量死亡，就会破坏人体免疫能力，导致艾滋病发作。
★思考：观察下面动物机体细胞凋亡及清除示意图，你能得到哪些与我们所学知识有关的结论？

① 细胞凋亡是特异性的，过程中有新蛋白质的合成，体现了基因的选择性表达 。
② 体现了细胞膜进行信息交流的功能 。
③ 细胞凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用 。
6、细胞坏死：
（1）定义：坏死是外界不利因素引起的细胞代谢活动受损或中断而导致细胞损伤或死亡的病理现象。
（2）细胞凋亡是由特定基因控制的正常生理死亡过程，是主动性死亡，而细胞坏死是细胞的被动性死亡，是病理性死亡，往往因细胞内容物流出而导致机体炎症。
★思考：人体不同细胞的寿命和分裂能力不同，例如小肠上皮细胞寿命1~2d，能够分裂；分布于内脏器官的平滑肌细胞寿命很长，能够分裂；心肌细胞寿命很长，不能分裂；神经细胞寿命很长，绝大多数不能分裂；白细胞寿命5~7d，不能分裂。根据以上资料讨论：
①细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？比如寿命短的细胞是否一定能分裂？
②细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
③推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力如何？
④同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？
细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系。皮肤表皮细胞的寿命约为10d，生发层细胞分裂能力强。白细胞的功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快 。
2002年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了来自英国的两位和来自美国的一位科学家以表彰他们发现了在器官发育程序性细胞死亡过程中的基因规则。他们发现控制“程序性细胞死亡”的基因有两类：一类是抑制细胞死亡的，另一类是启动或促进细胞死亡的。如果能发现所有的调控基因，分析其功能，研究出能发挥或抑制这些基因功能的药物，那就可以加速癌细胞自杀，达到治疗癌症的目的。还可以提高免疫细胞的生命力，达到抵抗艾滋病的目的。
第4节 细胞的癌变（教师版）
一、癌细胞
1、概念：有的细胞受到 致癌因子 的作用，细胞中的 遗传物质（基因） 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。
肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤，前者生长缓慢，不发生转移，后者生长迅速，能发生转移，还能产生有害物质，后者也就是我们通常所说的癌症。
2、癌细胞的特征：
（1）适宜条件下，能够 无限增殖 。在人的一生中，体细胞一般能够分裂50~60次，而癌细胞却不受限制，它们迅速地生长、分裂。
（2） 形态结构 发生显著变化。癌细胞的细胞核较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大。
（3）癌细胞的表面发生变化，如细胞膜上的 糖蛋白 减少，导致癌细胞彼此之间的 黏着性显著 降低，容易在体内 分散和转移 ，即癌细胞具有迁移性。
（4）分化程度 低 。
★判断：细胞癌变，其代谢增强（√）
二、引起细胞发生癌变的原因
1、外部原因（致癌因子）：
（1） 物理 致癌因子：主要是辐射，如紫外线、X射线等高能量的物理刺激；
（2） 化学 致癌因子：非常多，可分为无机化合物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等，有机化合物如联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉素等；
（3） 病毒 致癌因子：致癌病毒能够引起细胞发生癌变，主要是因为它们含有 病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列 。它们通过感染人的细胞后，将其 基因组整合进人的基因组中 ，从而诱发人的细胞癌变。
2、内因：
★思考：肿瘤是基因病吗？它遗传吗？请你带着这两个问题阅读课本内容并尝试回答。
肿瘤是基因病，但并非是遗传的 。
（1）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。
★思考：从功能来看，原癌基因是维持机体正常生命活动所必需的吗？
原癌基因是维持机体正常生命活动所必需的，在进化上高度保守 。
（2）抑癌基因：抑癌基因也称为抗癌基因。功能是阻止 细胞不正常的增殖 ，促进细胞分化和抑制细胞迁移，因此起负调控作用。抑癌基因的丢失、突变或失去功能，使 突变的癌基因 发挥作用而致癌。
3、由此可见，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 失控进而变成癌细胞。
根据大量病例分析，癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5~6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。因此，生活中的致癌因子很多，但是癌症发生的频率并不是很高，而且易患癌症的多为老年人。
三、癌症的预防和治疗
1、预防：（1）注意防护，避免接触各种致癌因子。（2）增强体质，保持心态健康。（3）养成良好的生活习惯。
2、治疗：
传统治疗手段有手术、放疗、化疗。手术治疗中，如果癌细胞没转移，可以通过手术切除挽救患者生命，一旦部分癌细胞脱离原发病部位，通过血管或淋巴管转移至其他部位继续生长，治疗就非常困难了。
随着科学技术的进步，还有一些科学家正在积极研究并不断取得研究成果的疗法，比如癌症免疫疗法、溶瘤病毒疗法等治疗方法可能会逐渐走进临床治疗。
★生活小提示：雾霾时，应该戴专业的过滤颗粒物的那些口罩。颗粒物有不同性质，如油性的、非油性的，我国的雾霾几乎全是非油性的。正规的雾霾口罩应该在明显的位置上标注规范，GB2626是国标，N95是美标，EN149、FFP1是欧标在过滤PM2.5上的规范。在口罩上如果没有这些字样，又说自己是防雾霾，那基本就是没认证过的小品牌。
★练习：在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞，有关癌细胞特点的叙述错误的是（A）
A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加
B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化
C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少
★练习：下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述,正确的是（C）
A．.癌细胞的分裂失去控制,但其增殖是有限的
B．癌细胞表面粘连蛋白的增加,使其易扩散转移
C．有些物理射线可诱发基因突变,导致细胞癌变
D．癌变是细胞异常分化的结果,此分化大多可逆
★练习：在人体生长发育过程中，通常不会发生（ D ）
A.通过细胞分裂增加细胞数目 B.通过细胞分化增加细胞种类
C.通过细胞凋亡实现细胞数量调控 D.通过细胞衰老实现个体衰老
★练习：下列有关细胞生命历程的叙述，不正确的是（ B ）
A．衰老细胞中多种酶的活性降低
B．分化方向不同的细胞中mRNA种类完全不同
C．细胞凋亡对生物的个体发育具有重要作用
D．与癌变有关的基因并非只存在于癌细胞中
★拓展练习：下列与细胞相关的叙述，错误的是（C）
A．动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递
B．叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中
C．癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞
D．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程



















第2节 细胞的分化（学生版）
一、细胞分化
生物的个体发育是指受精卵经过细胞分裂、组织分化和器官的形成，直到发育成性成熟个体的过程。在这一过程中生物体的各种性状（表现型）得以逐渐表现。例如，脊椎动物和人体细胞的类型约有200余种。这些细胞组成了各种各样的组织，这些组织各具特色而又不同。除非出现了极大的错误，肾脏不会从我们的头上长出来而我们的眼球里也不会出现牙齿。这一切看似平常，但为什么会这样？这一切太神奇了，因为我们身体里每一个细胞都是从一个受精卵增殖分化而来。这些细胞在不断分裂中开始出现差别，并形成了具有不同特异性的细胞类型，这个过程就是分化。
1、细胞分化的概念： 的过程，叫做细胞分化。
2、细胞分化的过程：在细胞外观尚未出现明显变化之前，细胞分化的前途就由 决定了。分化的细胞内首先出现化学物质的变化，如结构蛋白和催化化学反应的酶，进而出现细胞形态、结构和生理功能上的不同。
3、细胞分化的时期：细胞分化发生在生物体的 过程中，在 时期达到最大限度。
4、细胞分化的特点
（1） 性：
★思考：请谈谈你对这个特性的理解。
。
例如，我们脑中的神经元细胞和心脏中的心肌细胞，它们在我们生命个体很早期的时候形成，而后就随我们度过余生。再比如，我们的表皮，每5周就会被皮肤组织深层的持续分化的干细胞替换一遍。这些干细胞只产生新的皮肤细胞，而不会产生肌肉细胞。
（2） 性：
★思考：请谈谈你对这个特性的理解。 。
（3）高等生物比低等生物分化显著；动物比植物分化显著。
5、细胞分化的本质：
★思考：已知鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白，红细胞能合成β—珠蛋白，胰岛细胞能合成胰岛素，用编码上述蛋白质的基因分别作探针，对3种细胞中提取的总DNA的限制酶酶切片段进行杂交实验。用同样3种基因片段作探针，对上述3种细胞中提取的总RNA进行杂交实验。上述实验结果如下表，请观察并谈谈你得到的结论。


。
对细胞分化实质的理解：多细胞生物个体由受精卵发育为新个体是受一系列 调控的，是通过 和 实现的。这些基因在发育过程中，按照时间和空间的顺序启动和关闭，互相协调，对胚胎细胞的生长和分化进行调节，产生的众多体细胞均来自同一受精卵的 分裂，因而含有相同的 ，但生物体不同部位的细胞表现出不同的性状，并且不同性状出现的时间并不相同，可见这是 的结果。这里面包含了选择性和顺序性两方面的含义。其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。从分子水平看，细胞分化意味着各种细胞内合成了 。分化虽然常伴随着显著的细胞外观变化，但细胞的基因组保持不变，即细胞分化过程中，细胞中的遗传物质不改变。
★判断：不同组织细胞中可能有相同的基因进行表达（ ）
★判断：某组织的细胞内都存在将葡萄糖分解为丙酮酸的酶，说明这些细胞还没有分化（ ）
6、影响细胞分化的因素：细胞分化受基因控制，但细胞质、相邻的细胞、激素等也会对细胞分化产生重要影响。如体细胞核移植（克隆）。
7、细胞分化的结果：经过细胞分化，多细胞生物体形成各种 。
8、细胞分化的意义：
①细胞分化是 的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向 ，形成 ，有利于提高 。
9、细胞分裂（增殖）和细胞分化的关系：
（1）生物的个体发育是通过细胞分裂和细胞分化过程共同实现的。细胞分裂使细胞增多，是个体发育过程中的“量变”，是生物体生长、发育和繁殖的基础，也是细胞分化的基础。细胞分化则使细胞种类多样化，是个体发育过程中的“质变”。没有细胞分化，生物体就不能正常发育。
（2）细胞在分裂的过程中通常就有分化，在有些分化过程中也有细胞分裂。
★判断：细胞分化既能使细胞数量增加，也能使细胞种类增加（ ）
二、细胞的全能性
1、概念：具有 的细胞，仍然具有 的潜能。全能性的表现需要离体，而且需要激素、营养物质等适宜的外界条件。
2、细胞具有全能性的原因：
生物体的每个细胞都含有 。
3、植物细胞的全能性：高度分化的植物体细胞具有全能性，可通过植物组织培养的方式来实现。
4、动物细胞的全能性：
（1）体细胞的全能性：到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
（2）生殖细胞的全能性：某些动物的生殖细胞可发育为个体。如雄蜂、雄白蚁是由未受精的卵细胞发育而来的。
（3）细胞核的全能性：动物细胞的全能性随细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。而动物细胞的细胞核，由于含有保持本物种遗传特性所需的全套基因，因此，高度分化的细胞的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植（克隆）实验得到证实。利用（体）细胞核移植技术可以繁殖优良家畜；保护濒危物种；利用转基因动物生产珍贵医用蛋白；作为器官移植的供体；了解胚胎发育及衰老的过程；用克隆动物作疾病模型。
5、细胞全能性的高低：一般而言，细胞的分化程度越高，全能性越小。
（1）受精卵＞卵细胞（精子）＞体细胞
（2）植物体细胞＞动物体细胞
（3）早期胚胎中的胚胎干细胞也具有全能性。
什么是干细胞？在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在一定条件下分化成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细胞。即干细胞既有分化潜能又有自我更新能力。
一个成熟或者已分化的细胞进行分裂，通常只能产生同种类型的细胞，而一个干细胞则可以分化形成多种类型的细胞。
干细胞可以分为哪几类？大体上可分为成体干细胞和胚胎干细胞。
人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养，在体外培育出组织和器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。这样我们就可以解决免疫排斥，或者供体过少导致的器官移植的困难了。
★思考：为什么在这样的技术中不能用肌细胞来代替干细胞呢？
。
★思考：下列能说明某细胞已经发生分化的是：（ ）
A、进行ATP的合成 B、进行mRNA的合成
C、存在血红蛋白 D、存在纤维蛋白原基因
★练习：下列有关细胞分化的叙述，不正确的是（ ）
A.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础
B.细胞分化的实质是细胞中基因选择性表达的结果
C.细胞分化导致遗传物质发生改变，细胞功能随之改变
D.细胞分化的结果是产生不同种类的细胞
★练习：以下数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估计数。有关选项中不正确的是（ ）
器官或细胞 所表达基因的估计数
眼 1932
唾液腺 186
皮肤 3043
甲状腺 2381
血细胞 23505
心脏 9400
A．上述器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达导致的
B．血细胞所表达的基因数目最多，说明其遗传物质相对含量较高
C．上述器官表达的基因有差异，表明细胞中所含蛋白质有差异
D．不同功能的细胞表达的基因不同，这是与其不同功能相适应的
★练习：在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是（ ）
A. 细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B. 哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C. 细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D. 通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
★拓展练习：下图为胚胎细胞形成多种类型细胞的过程示意图。下列叙述错误的是（ ）

A.在生物体内M细胞一般不会回到B细胞时的状态
B.调节蛋白的不同组合诱导了不同类型细胞的分化过程
C.细胞中基因的选择性表达可受调节蛋白的影响
D.G与H之间的遗传物质组成的差异一定小于G与K
第3节 细胞的衰老和凋亡（学生版）
衰老是生物界的普遍现象。衰老的人体通常表现出细胞数目减少、肌肉萎缩、行动迟缓、适应能力降低、抵抗力减退以及器官整体机能的减弱或丧失等特征。
一、个体衰老与细胞衰老的关系
1、个体衰老与细胞衰老有关，但二者又不能完全画等号。
2、对于单细胞生物来说：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
3、对于多细胞生物来说：细胞的衰老和死亡并不等于个体的衰老或死亡。
幼年个体每天都有细胞衰老或死亡，而老年个体每天也有新细胞产生。例如，人体肝细胞寿命约为18个月，小肠上皮细胞的寿命为1～2d，白细胞的寿命为5～7d。一个成年人大约有100万亿个细胞，每天人体可制造几十亿白细胞，如果有感染速度可加快3倍。任何时候血液中都会有398亿7500万个白细胞。胃每5天换一次膜，每个人每4个月彻底更新一次血液，共4.5升。
4、从总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞 的过程。体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制，细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
二、细胞衰老的特征
应该说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后，最终表现出来的细胞形态、结构和功能发生变化的过程。
衰老的细胞的特征：
①细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率因此减慢。使人出现皮肤干燥、皱纹等特征。
②细胞核体积增大，核膜内折（陷），通透性改变。
③染色质收缩、染色加深，使遗传物质DNA的复制与基因的表达均受到影响。
④细胞膜流动性降低，通透性改变，选择透过性功能减弱。
⑤细胞内色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和信号传递，影响细胞生理功能。如老年人出现在皮肤，特别是面部和手背部表现为褐色斑块或斑点的老年斑。
⑥细胞内多种酶的活性降低。如头发黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，引起老年人的头发变白。
⑦细胞内细胞器，如线粒体、高尔基体数量减少，结构遭到破坏。
三、细胞衰老的原因
1、自由基学说：自由基指异常活泼的带电分子或基团。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中产生了自由基。此外，辐射及有害物质入侵也刺激细胞产生自由基。自由基产生后，会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。糟糕的是，自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基再去攻击别的分子，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤较大。此外，自由基还攻击DNA，可能引起基因突变。自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
2、端粒学说：端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由DNA重复序列和结合蛋白组成。每条染色体的两端都有一段特殊序列的端粒DNA。端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。当细胞端粒缩至一定程度时，细胞停止分裂。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。2009年诺贝尔生理学或医学奖就颁给了研究端粒和端粒酶的科学家。
四、细胞的凋亡
1、概念：细胞凋亡是由 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，因而也称为 。
2、特点：细胞凋亡是一种自然的生理过程。
3、实例：①人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞凋亡，尾消失。
②在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是愈合在一起的，像一把铲子，后来随着指间细胞的凋亡，才发育为成形的手指。
③脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。
5、意义：
①在胚胎发育期，通过细胞凋亡清除多余的细胞，有利于器官建构，保证多细胞生物体完成正常发育。
②成熟的生物体中，通过细胞凋亡实现细胞的 ，被病原体感染或发生癌变的细胞的 ，从而维持 ，即稳态。
在健康的机体中，细胞的生生死死总是处于一个良性的动态平衡中，在人体发育成熟之前的阶段，总体来说，细胞诞生的多，死亡的少，身体不断发育。一个成年人体内每天都有无数细胞诞生，同时又有无数细胞“程序性死亡”。如果这种平衡被破坏，人就会患病。如该“程序性死亡”的细胞没有死亡，就可能形成癌症，所以促进细胞凋亡可以治疗癌症。如果不该死亡的细胞过多的死亡，比如受艾滋病病毒攻击，不该死亡的T淋巴细胞大量死亡，就会破坏人体免疫能力，导致艾滋病发作。
★思考：观察下面动物机体细胞凋亡及清除示意图，你能得到哪些与我们所学知识有关的结论？

① 。
② 。
③ 。
6、细胞坏死：
（1）定义：坏死是外界不利因素引起的细胞代谢活动受损或中断而导致细胞损伤或死亡的病理现象。
（2）细胞凋亡是由特定基因控制的正常生理死亡过程，是主动性死亡，而细胞坏死是细胞的被动性死亡，是病理性死亡，往往因细胞内容物流出而导致机体炎症。
★思考：人体不同细胞的寿命和分裂能力不同，例如小肠上皮细胞寿命1~2d，能够分裂；分布于内脏器官的平滑肌细胞寿命很长，能够分裂；心肌细胞寿命很长，不能分裂；神经细胞寿命很长，绝大多数不能分裂；白细胞寿命5~7d，不能分裂。根据以上资料讨论：
①细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？比如寿命短的细胞是否一定能分裂？
②细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
③推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力如何？
④同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？

。
2002年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了来自英国的两位和来自美国的一位科学家以表彰他们发现了在器官发育程序性细胞死亡过程中的基因规则。他们发现控制“程序性细胞死亡”的基因有两类：一类是抑制细胞死亡的，另一类是启动或促进细胞死亡的。如果能发现所有的调控基因，分析其功能，研究出能发挥或抑制这些基因功能的药物，那就可以加速癌细胞自杀，达到治疗癌症的目的。还可以提高免疫细胞的生命力，达到抵抗艾滋病的目的。






第4节 细胞的癌变（学生版）
一、癌细胞
1、概念：有的细胞受到 的作用，细胞中的 发生变化，就变成 的、 的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤，前者生长缓慢，不发生转移，后者生长迅速，能发生转移，还能产生有害物质，后者也就是我们通常所说的癌症。
2、癌细胞的特征：
（1）适宜条件下，能够 。在人的一生中，体细胞一般能够分裂50~60次，而癌细胞却不受限制，它们迅速地生长、分裂。
（2） 发生显著变化。癌细胞的细胞核较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大。
（3）癌细胞的表面发生变化，如细胞膜上的 减少，导致癌细胞彼此之间的 降低，容易在体内 ，即癌细胞具有迁移性。
（4）分化程度 。
★判断：细胞癌变，其代谢增强（ ）
二、引起细胞发生癌变的原因
1、外部原因（致癌因子）：
（1） 致癌因子：主要是辐射，如紫外线、X射线等高能量的物理刺激；
（2） 致癌因子：非常多，可分为无机化合物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等，有机化合物如联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉素等；
（3） 致癌因子：
致癌病毒能够引起细胞发生癌变，主要是因为它们含有 。它们通过感染人的细胞后，将其 ，从而诱发人的细胞癌变。
2、内因：
★思考：肿瘤是基因病吗？它遗传吗？请你带着这两个问题阅读课本内容并尝试回答。
。
（1）原癌基因：主要负责调节 ，控制 的进程。
★思考：从功能来看，原癌基因是维持机体正常生命活动所必需的吗？
。
（2）抑癌基因：抑癌基因也称为抗癌基因。功能是阻止 ，促进细胞分化和抑制细胞迁移，因此起负调控作用。抑癌基因的丢失、突变或失去功能，使 发挥作用而致癌。
3、由此可见，环境中的 会损伤细胞中的 分子，使 和 发生 ，导致正常细胞的 失控进而变成癌细胞。
根据大量病例分析，癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5~6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。因此，生活中的致癌因子很多，但是癌症发生的频率并不是很高，而且易患癌症的多为老年人。
三、癌症的预防和治疗
1、预防：（1）注意防护，避免接触各种致癌因子。（2）增强体质，保持心态健康。（3）养成良好的生活习惯。
2、治疗：
传统治疗手段有手术、放疗、化疗。手术治疗中，如果癌细胞没转移，可以通过手术切除挽救患者生命，一旦部分癌细胞脱离原发病部位，通过血管或淋巴管转移至其他部位继续生长，治疗就非常困难了。
随着科学技术的进步，还有一些科学家正在积极研究并不断取得研究成果的疗法，比如癌症免疫疗法、溶瘤病毒疗法等治疗方法可能会逐渐走进临床治疗。
★生活小提示：雾霾时，应该戴专业的过滤颗粒物的那些口罩。颗粒物有不同性质，如油性的、非油性的，我国的雾霾几乎全是非油性的。正规的雾霾口罩应该在明显的位置上标注规范，GB2626是国标，N95是美标，EN149、FFP1是欧标在过滤PM2.5上的规范。在口罩上如果没有这些字样，又说自己是防雾霾，那基本就是没认证过的小品牌。
★练习：在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞，有关癌细胞特点的叙述错误的是（ ）
A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加
B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化
C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少
★练习：下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述,正确的是（ ）
A．.癌细胞的分裂失去控制,但其增殖是有限的
B．癌细胞表面粘连蛋白的增加,使其易扩散转移
C．有些物理射线可诱发基因突变,导致细胞癌变
D．癌变是细胞异常分化的结果,此分化大多可逆
★练习：在人体生长发育过程中，通常不会发生（ ）
A.通过细胞分裂增加细胞数目 B.通过细胞分化增加细胞种类
C.通过细胞凋亡实现细胞数量调控 D.通过细胞衰老实现个体衰老
★练习：下列有关细胞生命历程的叙述，不正确的是（ ）
A．衰老细胞中多种酶的活性降低
B．分化方向不同的细胞中mRNA种类完全不同
C．细胞凋亡对生物的个体发育具有重要作用
D．与癌变有关的基因并非只存在于癌细胞中
★拓展练习：下列与细胞相关的叙述，错误的是（ ）
A．动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递
B．叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中
C．癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞
D．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程


6

4

2

时间（h）

0

6C
4C
2C





DNA
相
对
含
量




10

8

6

1条染色体
2个DNA
2条染色单体

1条染色体
2个DNA
2条染色单体（染色质丝）

螺旋缠绕
缩短变粗

4

2

时间（h）

0

6C
4C
2C





DNA
相
对
含
量

12

14

16

18

20

22

24

M

G2

S

G1

DNA
相
对
含
量

6C
4C
2C





0

时间（h）

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

8

10

12

14

16

18

20

22

24

膜受体

凋亡诱导因子

结合

凋亡
信号

激活

凋亡相关
基因

执行

细胞
凋亡

吞噬细胞

清除
凋亡
细胞

膜受体

凋亡诱导因子

结合

凋亡
信号

激活

凋亡相关
基因

执行

细胞
凋亡

吞噬细胞

清除
凋亡
细胞



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