必修1细胞与分子教案
必修1细胞与分子教案
第四节细胞核
必修1 细胞与分子
第二章 细胞的结构 第四节细胞核
一、教材分析
本节内容是浙科版必修1《分子与细胞》第二章《细胞的结构》第四节的内容，包括细胞核的结构和功能，动植物细胞的比较等。在学习了细胞膜、细胞质、细胞壁等结构和功能之后，学生对细胞的结构功能已经有了一定的认识，为细胞核的学习奠定了基础。本节内容是细胞结构的最后一部知识，学习了细胞核的知识，学生对细胞的结构会有更全面的认知，确立了生物体结构与功能，局部与整体，多样性与共同性相统一的辩证观点。同时，为第三章细胞的代谢，第四章细胞的增殖与分化做好知识的铺垫。
二、学情分析
经过前面的学习，学生对细胞的基本结构有了初步的认识，本节内容是细胞结构的总结，激发学生学习的兴趣。由于细胞核知识比较抽象，在中以具体的实例，结合多媒体，形象直观的展现细胞核结构图示，有利于学生的理解。本节课进行了多个实验探究，分析细胞核的功能，活跃课堂气氛，也加深了学生对知识的理解，提高学生探究学习的能力。
三、目标：
1．知识目标：①概述细胞核的结构和功能。
②比较动植物细胞结构。
2．能力目标：①学会运用模型的方法清晰图示细胞的结构。
②学会综合运用、分析、归纳、综合等科学思维方法。
③学会运用实验探究的方法学习。
3．情感目标：①认同细胞核是细胞生命系统的控制中心
②确立生物体结构与功能，局部与整理，多样性与共同性相统一的辩证观点。
③培养学生团结协作的学习态度。
四、重点难点
1．教学重点：细胞核的结构和功能；比较动植物细胞结构。
2．教学难点： 细胞核是细胞生命系统的控制中心
通过实验探究，比较分析，得出结论，理解细胞是生命系统的控制中心。
五、课前准备
多媒体课件、
六、教学过程
教学流程教师活动学生活动教学意图
引入新课：比较真核细胞和原核细胞的区别
第四节细胞核
一、细胞核的功能
1、细胞核控制着细胞的遗传
2、细胞核控制着细胞的遗传
二、细胞核的结构
三、原核细胞和真核细胞的比较【创设情景】植物细胞图片和细菌图片，要求学生观察比较两者的不用，同时说出细胞内各结构的名称。（既是对细胞壁、细胞膜、细胞质等知识的复习，又能从两者的区别引出细胞核。）
【讲述】原核细胞和真核细胞最主要的区别是有无细胞核，以及细胞核中结构的区别，等我们学完这节课之后，再来完成两者细胞核的不同之处。
展示三种细胞：植物成熟筛管细胞，人的成熟红细胞、横纹肌细胞
细胞核是细胞中最大的细胞器，一般而言，1个细胞有1个细胞核，少数细胞有多个细胞核，极少数细胞没有细胞核。
【提问】细胞核在细胞中发挥什么作用呢？
资料一：多莉羊的培育过程，使学生对细胞核的功能有初步的认识。
多莉的介绍：1997年2月22日， 英国生物遗传学家维尔穆特成功地克隆出了一只羊。克隆 羊“多莉”的诞生震惊了世界。克隆是英语Clone的音译，指人工诱导的无性繁殖。 动物克隆试验的成功在细胞工程方面具有划时代的意义。但是多莉在6岁多的时候就出现早衰现象，在2003年2月15日死亡，
多莉的死亡引起了人们对克隆动物健康的关注，对克隆技术发展的再思考。
【提问】多莉最像哪只羊？为什么？
从多莉的培育过程，你得出什么结论？
实验探究：验证细胞核控制着细胞的遗传
实验目的：验证细胞核控制着细胞的遗传。
实验材料：伞藻（伞形帽和花朵帽）
实验设计思路：
伞藻的介绍：伞藻(Acetabularia)是海生绿藻，高5cm～7cm，基部有假根，茎顶有伞状“生殖器官”。表面看来，伞藻像根、茎、叶俱全的高等植物，其实它只是一个细胞(图14－3)，它的细胞核通常位于假根中。伞藻的再生能力很强，切去伞可再生一个伞，切去伞和假根，剩下的无核的茎有时也能再生新伞和假根，甚至再生两个新伞。这是因为无核的茎中贮存有mRNA分子，能合成蛋白质，因而能再生新的伞和假根，但最终总要死去。（假根起着固着器，没有疏导组织）
依据学生的设计思路，以图示来表示：
【小结】伞藻的嫁接实验说明细胞核控制着细胞的遗传。
资料二：变形虫实验
【提问】变形虫实验得出什么结论？
【小结】通过以上的实验，我们得出结论，细胞核是细胞进行生命活动所必需的。
【讲述】结构与功能相适应，那么细胞核的结构是如何呢？
【提问】大家阅读课本，思考：细胞核由哪些结构组成和相应的功能？
【追问】染色质和染色体有什么联系？
【小结】细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
【提问】那么原核细胞中核区的功能与真核细胞的细胞核是否一样？结构又有什么不同呢？
（根据学生的回答，完成表格。）
学生观察，回忆，说出各结构名称，同时通过比较，得出两者的区别。
植物细胞：有细胞核和各种细胞器，为真核细胞
细菌细胞：没有细胞核，只有核区，只有核糖体，为原核细胞。
通过观察，发现不同的细胞，细胞核的个数不一样。
学生观察多莉的培育过程，回答：多莉最像B母羊。因为B母羊提供细胞核；得出的结论是细胞核控制着细胞的遗传。
学生通过讨论，提出设计思路：
嫁接实验
１、切开
２、重组
学生观察，并回答：
结论：细胞核控制着细胞的代谢。
学生通过阅读，回答：细胞核包括：核膜（2层膜，有核孔，是大分子物质出入的通道）、核仁（与核糖体的形成有关），染色质（由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体）
染色质与染色体是同种物质在不同时期的两种不同的存在形式。
核区的功能是细胞遗传和代谢的控制中心；
在结构上，核区没有核膜、核仁，只有裸露的DNA，没有染色体。
培养学生观察、比较、分析的科学思维能力。
通过比较突出细胞核的重要性，自然的引出本节课的主题：细胞核。
用一个学生都熟悉，但又不能完全理解的一个实例，激发学生的学习兴趣，同时也引出细胞核的功能，进入下一个教学环节。
将课本中的知识以实验探究的形式呈现，一方面使学生建立实验探究的意识；另外，该实验内容来自课本，降低了实验设计难度，适合高二学生。
以变形虫的实验引出细胞核的另一个功能。
结构与功能相适应，从细胞核的功能过渡到细胞核的结构。
细胞核的结构属于了解层次，所以由学生阅读课本归纳。
从实验现象得出实验结论，再对结论进行应用。
首尾呼应，突出课堂设计的严密性。
七、知识结构
第二章 第四节 细胞核
一、细胞核的功能
1、控制着细胞的遗传
2、控制着细胞的代谢
二、细胞核的结构
外膜
核膜 内膜
核孔： 大分子物质进出细胞核的通道
核仁：与核糖体的形成有关
染色质： DNA 遗传物质的主要载体
蛋白质
染色体
三：原核细胞和真核细胞的比较
教学反思
内环境与稳态
内环境与稳态
【目的】
理解内环境的知识；理解体内细胞物质交换是通过内环境而实现的；理解内环境稳态的概念及其意义。
【重点难点】
重点：稳态的概念及其意义。
难点：稳态的概念。
【过程】
1、内环境
（1）内环境的概念
（2） 内环境的组成和关系
内环境是细胞外液构成的体内细胞赖以生存的液体环境。体内细胞和内环境之间可以进行物质交换。血浆中的水分和一切能透过毛细血管壁的物质都可以通过毛细血管壁进入组织细胞间隙形成组织液，绝大部分组织液可以通过毛细血管壁又回到血浆中，小部分组织液可透过毛细淋巴管形成淋巴；淋巴液经淋巴循环到达左右锁骨下静脉回到血液中。
2、稳态的概念
（1）缓冲物质
概念
组成
作用
（2）稳态概念
（3）意义
【疑难辨析】
一、体内细胞的气体交换
（一）单细胞动物的气体交换 直接与环境进行气体交换
（二）多细胞动物的气体交换 通过呼吸系统和内环境而实现的。
包括：1、外呼吸
2、气体在血液中的运输
3、内呼吸
二、体内细胞与外界的物质交换
与新陈代谢直接有关的四个系统是循环、呼吸、消化、泌尿系统。 但其他各种器官、系统与新陈代谢也都有一定的关系，例如：内分泌、神经系统对新陈代谢起着调节作用。
三．尿液的形成：
⑴肾小球的过滤作用 将血液过滤,形成原尿(每日约150----180升); ⑵ 肾小管的重吸收作用 将原尿中对人体有用的物质重新吸收回血液，剩余物为尿液（含尿素、水和部分无机盐）, 排尿不仅是排出废物，而且对调节体内水和无机盐的含量，使内环境成分保持相对稳定起重要作用。
四．排泄和泌尿的区别：排泄是将体内代谢终产物排出体外的过程。代谢终产物是指含氮废物（如尿素、尿酸等）、二氧化碳、代谢中产生的多余的水分和无机盐。
排泄有三条途径：人体中除二氧化碳以外的大部分代谢终产物通过泌尿系统排出体外；二氧化碳的排出是由呼吸系统完成的，同时也排出了少量的水分；出汗也是一种排泄方式，可排出少量的水、无机盐和尿素，并且出汗还具有调节体温的作用。
由此可知泌尿是一种排泄途径，但排泄的概念远比泌尿为大。此外，粪便的主要成分是食物残渣，故排粪不能称作为排泄，而称作排遗
【练习】
1人体中占体液总量百分比最大的是 （ ）
A.细胞内液 B.细胞外液 C.血液 D.淋巴液
2在下列物质中，不属于人体内环境组成成分的是 （ ）
A.血液和组织液 B.组织液和淋巴 C.淋巴和血液 D.血浆
3毛细淋巴管壁由单层上皮细胞组成，这层细胞所生活的具体内环境是 （ ）A.淋巴 B.组织液 C.血浆 D.淋巴和组织液
4血浆中的水自 （ ）
A.组织液、细胞液 B.消化道、组织液、淋巴
C.淋巴、组织液 D.血浆、消化道
5脂类物质被小肠绒毛上皮细胞吸收后，输送到各部分组织细胞，依次经过的内环境是（ ） ①血浆②组织液③淋巴
A。①③② B。②③① C。①② D。②③①②
6下列各项中，是血液中一对缓冲物质的是 （ ）
A.H2CO3/NaHCO3 B.NaHCO3/Na2CO3 C.HCl/NaOH D.HNO3/NaNO3
7图是人体内细胞与内环境物质交换示意图,请据图回答:
(1)指出图中各部分的名称:① ;② ;③ ;④
(2)组成内环境成分的是图中标号 .
8图是高等动物体内细胞与外界进行物质交换图。
（1）图中虚线内物质总称为其中A代表 ，B代表 ，C代表
（2）填写图中D、E系统的名称：D ；E ；
9运动员在剧烈运动时，肌肉中产生大量的乳酸和碳酸等物质，并且进入血液，但血液中的PH值始终在7.35-7.45之间,请分析原因 。
细胞的类型和结构
学习目标
1.区别原核细胞与真核细胞。
2.概述细胞膜和细胞核的结构和功能。
3.说明主要细胞器的结构和功能。
学习提示
细胞膜、细胞核以及各种细胞器的结构和功能是本节的重点。
一、原核细胞和真核细胞
1.原核细胞
原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核，遗传物质集中存在于细胞的一个或几个区域中，这些 区域中物质密度较低，但与周围高密度的细胞质无明确的分界，把这种低密度区称拟核。大多数原核细胞体积较小，平均只有1～10μm，但支原体、立克次体要更 小一些，只有0.2～0.3μm，原核细胞也有大的，如蓝藻中的颤藻，其细胞直径可达60μm。原核细胞的形态结构较简单，内含有细胞质和拟核，外面包有细胞膜，多数在细胞膜外还有一层硬的细胞壁，使细胞保持一定形状，大多数原核细胞其细胞中没有由膜隔开的特化区域，但含有高密度的核糖体颗粒。
2.真核细胞
真核细胞最主要的特点，是细胞内由膜把细胞区分成了许多功能区。最明显的是含有由膜包围的细胞核，此 外还有由膜围成的细胞器，如线粒体、叶绿体等。
二、细胞膜和细胞 壁
1.细胞膜的化学成分
细胞膜主要含有脂类和蛋白质两大类物质，蛋白质约占膜干重的20%～70%，脂类约占30%～80%，各种膜所含的蛋白质与脂类的比例同膜的功能有关，机能活动较旺盛的膜，其蛋白质含量高，因为膜的功能活动主要由蛋白质来承担。此外，细胞膜还含有10%的糖类，但糖类均和膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或 糖脂，分布于细胞膜的外表面。
2.细胞膜的结构
两层磷脂分子（磷脂双分子层）构成了细胞膜的基本骨架，磷脂双分子层的表面是磷脂分子的亲水端，内部是磷脂分子疏水的脂肪酸链。磷脂双分子层有屏障作用，使膜两侧的水溶性物质不能自由通过，这对细胞正常结构和功能的保持是很重要的，蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。细胞膜的内外表面上，脂类和蛋白质分布不均衡，这也反映了膜两侧的功能不同。
3.积极思维：人细胞与鼠细胞为什么能融合
细胞融合又称细胞杂交，真核生物的体细胞经过培养，两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象，称为融合。动物细胞融合一般要用灭活的 病毒或化学物质做诱导剂来形成杂交细胞。1970年，L.D.frye和H.Edidin做了人鼠细胞融合实验，他们用结合有绿色荧光染料的专一抗体 标记在培养的鼠细胞表面，而将培养的人体细胞，用结合有荧光染料的专一抗体进行了标记，用灭活的仙台病毒诱导融合后，最初一半显红色，一半显绿色，但37°C，40分钟以后，两种标记物完全混匀。
该实验反映了细胞膜具有一定的流动性，即活细胞的细胞膜总是处于流动变化之中，磷脂分子和蛋白质分子均可做侧向流动。
4.细胞膜的功能
细胞膜是细胞进行生命活动的重要结构基础。它能够有选择地允许物质 通过扩散、渗透和主动运输等方式出入细胞，从而保证 细胞正常代谢的进行，此外，大多数细胞膜上还存在激素的受体、抗原结合点以及其他有关细胞识别的位点，所以细胞膜在激素作用、免疫反应和细胞通讯等过程中起着重要作用。
5.细胞壁
植物细胞的细胞膜之外还有细胞壁，它是无生命的结构，其组成成分是纤维素和果胶，都是细胞分泌的产物，细胞壁的功能是支持和保护，同时还能防止细胞吸胀而破裂 ，保持细胞正常的形态。
二、细胞质和细胞器
1.细胞质基质
在细胞质基质中含有水、无机盐离子、脂类、糖类、蛋白质、氨基酸和核苷酸等物质，还有很多种酶，为生命活动提供了所需要的物质、如ATP、氨基酸和核苷酸等，也提供了一定的环境条件，是生物体进行新陈代谢的主要场所。此外细胞质基质还能影响细胞的形状、分裂和运动，以及细胞器的运转。
2.细胞器
（1）线粒体
线粒体是各类真核细胞中广泛存在的一种细胞器，一般呈条形或粒状，但在不同生理条件下，其形态有所不同，线粒体体积大都与细菌近似，不同细胞线粒体含量有所不同，一般说来，动物细胞中比植物细胞要多，同一细胞不同生理状态，线粒体数量也不同。线粒体最外面的膜是外膜，外膜对各种物质的通透性很高，内膜对各种物质的通透性很低，内膜上有多种与有氧呼吸有关的酶，基质中除了有各种酶之外 ，还有小的核糖体和环状DNA等。
（2）液泡
液泡是细胞质 中由单层膜围成的充满水液的泡，普遍存在于植物细胞中。原生动物的伸缩泡也是一种液泡，年幼的细胞只有很少的分散的小液泡，成熟植物细胞有中央大液泡，液泡中的液体成为细胞液 ，其中溶有无机盐、氨基酸、糖类以及各种色素，特别是花青素等，细胞液是高渗，所以植物细胞才能经常处于吸胀饱满的状态，细胞液中的花青素与植物颜色有关，花、果实和叶的紫色、深红色都决定于花青素。
（3）叶绿体
叶绿体是发现最早的细胞器，叶绿体的形态、数目、大小随不同植物和不同细胞而不同，生长在不同环境中的植物，叶绿体大小不一样，背阴区的植物与向阳区的植物相比，叶绿体体积要大，叶绿 素含量也多。叶绿体由双层膜构成，内部有基质，基质中有由膜围成的扁囊和管网，成为类囊体，类囊体像一摞硬币一样垛叠成基粒，类囊体膜上含有叶绿素，类囊体膜上和基质中有与光合作用有关的酶，基质中有少量DNA和核糖体，能合成某些蛋白质。
（4）内质网和核糖体
细胞质内有一系列囊腔和细管，彼此相通，形成一个隔离于细胞质的管道系统，就是内 质网。内 质网向内与核被膜的外膜相通，两层核膜间的腔就是内质网腔的一部分。内质网的结构和细胞膜一样，也是以脂类双分子层为基础的。内质网分为滑面内质网和粗面内质网两种，滑面内质网的膜上没有核糖体颗粒，这种内质网比较少见，但在与脂类代谢有关的细胞中却很多。粗面内质网的膜上附有核糖体颗粒，核糖体是细胞合成蛋白质的场所，所以粗面内质网的功能是合成并运输蛋白质。除附着在内质网上的核糖体外，细 胞质中还有游离的核糖体，两种核糖 体在合成蛋白质时有所分工，输出细胞外的蛋白质，如分泌粒等都是在内质网上的核糖体上合成，存留在细胞质中的蛋白质，如各种膜中的结构蛋白是在游离的核糖体上合成的。
（5）高尔基体
1898年，意大利医生高尔基用银染法显示出，猫头鹰和猫的小脑蒲金野氏细胞（一种神经细胞）中有一种网状结构，当时高尔基将其定名为内网器，后人为了纪念他，改名为高尔基体。
高尔基体最基本的成分是由单层膜围成的扁囊，扁囊的边缘部分为分支的小管和圆泡。高尔基体的主要功能之一是形成和包装分泌物，分泌颗粒通过外排作用被输往细胞外。有些蛋白质的合成是先形成无生物活性的前体物，这种前体物要经过高尔基体加工才能活化。植物细胞含有纤维素和果胶的细胞壁物质也是在高尔基体中合成的。在植物细胞分裂过程中，高尔基体形成了多糖，并加以包装 形成高尔基小泡，移至赤道面上，相互融合为细胞板，细胞板中所含的细胞壁物质形成了细胞壁。
（6）中心体
中心体是1888年首先由Boveri发现的。动物细胞和几种原始藻类细胞，在核的附近有两个（或多个）圆管状的短筒结构，称为中心粒。中心体由中心粒及中心粒周围物质共同组成。中心粒由9组三联体微管围 成的圆筒状结构，一个细胞中成对的两个中心粒总是在一端相互垂直排列。中心粒的功能是形成鞭毛和参加有丝分裂。中心粒在细胞内具有自我装配能力。在分裂后的子细胞中，一对中心粒在一端互相垂直排列。G1时期，两个中心粒略微分开，到将进入S期时，在每一中心粒的近端附近出现一短的中心粒，称为前中心粒。到分裂前期，前中心粒延长，从而形成两对成熟的中心粒。其中一对中心粒向另一极移动，与另一对中心粒逐渐分开，在前期末移到核的对侧，这样，便确定了细胞的两极。
四、边做边学：使用高倍显微镜观察细胞结构讨论
1.细胞质中的叶绿体不是静止不动的，因为细胞质时刻处于流动状态，它会随细胞质的流动而运动。
2.叶绿体呈扁平的椭球形或球形，可以减少运动时的阻力，有利于叶绿体的运动。叶绿体在细胞质中 散乱地分布，相互不重叠，有利于每个叶绿体充分接受光照，在不同光照条件下，叶绿体可以运动，改变椭球体的方向，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤。在弱光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，在强光下，以其椭球体的正面朝向光源。
五、细胞核
1.细胞核的形态
细胞核大多呈球形或卵圆形，但也随物种和细胞类型的不同有很大差别，在哺乳动物中嗜中性白细胞的核为多叶形，而平滑肌的细胞核则为杆状。
2.细胞核的结构
细胞核的最外围是一双层膜结构，称为核膜，在核膜外层的表面上有颗粒状的核糖体，有合成蛋白质的功能，核膜并不是完全连续的，有许多部位，核膜内外两层互相连接，形成了穿过核膜的小孔，称为核孔。核孔是核内物质与细胞质进行物质交换的重要通道。细胞进行有丝分裂时，于前期末核膜破裂，到末期核膜又重新形成。真核细胞的间期核有一个或几个浓密的球形小体，称为核仁，因为它较周围的核液要浓密得多，所以在光学显微镜下清晰可见，核仁的形状、大小、数目 ，因生物种类和生理状态不同而有所不同，一般生理活动旺盛的细胞，核仁大，不太活动的细胞，核仁就小，核仁无膜包围，核仁的功能是转录rRNA和组装核糖体亚单位。在光学显微镜下还可以看到细胞核中有一种嗜碱性很强的物质，称为染色质，染色质的基本成分是DNA和蛋白质，蛋白质包括组蛋白和非组蛋白，染色质中DNA和组蛋白的重量比例很固定， 总是1∶1。在细胞分裂的间期是细丝状的染色质，进入分裂期，高度螺旋化成为染色体。
3.细胞核的功能
细胞核在 细胞的代谢、生长和分化中，都起着重要的作用。遗传物质主要是位于核中，它的复 制也主要在细胞核中进行，所以细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心，是细胞结构中最重要 的部分
知识阅读??细胞工程研究的进展
细胞是生物体的结构单位和功能单位。细胞工程就是利用 细胞的全能性，采用组织与细胞培养技术对动、植物进行修饰，为人类提供优良品种、产品和保存珍贵物种。细胞工程主要包括体细胞融合、核移植、细胞器摄取和染色体片段的重组等。
体细胞融合是指两个不同种类的细胞，加上融合剂，在一定条件下，彼此融合成杂交细胞，使来自两个亲本细胞的基因有可能都被表达，这就打破了远源生物不能杂交的屏障，提供了创造新物种的可能。用这种体细胞融合的技术，如今已在动物间实现了小鼠和田鼠，小鼠和小鸡，甚至于小鼠和人等许多远源和超远源的体细胞杂交。虽然目前动物的杂交细胞还只停留在分裂传代的水平，不能分化发育成完整的个体，但在理论研究和基因定位上都有重大意义。而植物间的体细胞融合所得到的杂交细胞，已达到了完整的植株水平，获得了新的杂交植物，如我们所熟悉的“西红柿马铃薯”“拟南芥油菜”和 “蘑菇白菜”等。
细胞核移植对动物优良杂交种的无性繁殖具有重大意义。1981年瑞士学者伊梅恩斯等用灰鼠的细胞核注入到除去了精核和卵核的黑鼠的受精卵内，然后再将这个由黑鼠细胞质和灰鼠细胞核组成的卵体外培养4～5天，形成胚胎后再移植到白色雌鼠的子宫里，经过21天的发育，得到的仔鼠是灰色的。说明仔鼠的性状取决于细胞核的来源。这一技术的成功与完善对于优良家禽的无性繁殖和濒临绝迹的珍贵动物的传种意义重大。
细胞分化
[目标]
1、知识目标：
①举例说明细胞分化的概念；
②简述细胞分化的特点及意义,描述细胞分化的过程及原因；
③列举说明细胞全能性的概念；
④解释细胞具有全能性的原因；
⑤描述细胞衰老的特征, 举例说出细胞凋亡的含义及个体衰老与细胞衰老的关系；、
⑥描述细胞癌变的原因、癌细胞的特征和癌症的防治。
2、能力目标：
通过搜集干细胞的研究进展与人类的关系，学会鉴别、选择、运用和交流信息的能力
3、德育目标：
通过对细胞增殖、分化、衰老和癌变的学习，培养学生珍惜生命的情感。
[重点与难点]
①细胞有丝分裂各时期的重要特征；
②有丝分裂各时期DNA和染色体数量的规律性变化。
[课 时] 3课时
[教学重难点]：
1．细胞分化的概念和细胞分化的过程
2．细胞的衰老和凋亡
[教学安排]：3课时
[教学程序]：
〖引入人是由一个受精卵生长发育而来，为何一个细胞能发育为这么多种不同的细胞呢？这主要是 的结果。在个体发育过程中一方面通过 ，细胞的数量越来越多；另一方面，又通过 使细胞在 ， ， 上发生特异性的变化。
一．细胞分化：
1．概念：由 的细胞经 后，逐渐在 和
上形成稳定性差异，产生不同的细胞类型的过程称为 。例如人体的骨髓干细胞经过 可形成 ， ， ， ， 。 2．原因：细胞分化是 的结果。
[知识拓展]：细胞分化的特点：
（1）.细胞分化的持久性：发生整个生命进程中，但在胚胎时期分化程度达到最大。
（2）.细胞分化的差异性：高等生物比低等生物分化显著；动物比植物分化显著。
（3）.细胞分化具有相对的稳定性：一般情况下细胞分化是不可逆转的过程。
3．细胞分化的过程中，细胞中的遗传物质 发生变化。
4．生物体的细胞通过分化能够增加细胞的 。具有一定 和 的细胞有机地结合在一起就形成了 。例如，植物的叶肉细胞形成 ，导管和筛管形成 ，动物和人的神经细胞形成 ，肌细胞形成 等。由多种组织形成具有一定功能的 ，再进一步形成 和 的生物体。
例1.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为（ ）
A．细胞丧失了全能性； B．基因的表达有选择性
C．不同的细胞内基因不完全相同；
D. 在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化
二．细胞的全能性
1．概念：是指植物体中单个已经分化的细胞具有发育成 的全部 ，在适宜的条件下，仍然能够发育成 的潜能。
2．应用：（1）将离体的植物组织或细胞培育成正常植株的技术，如 ， 等。
（2）植物组织培养技术的应用：
①．原理： ．
②条件：a..离体条件下培养。
b.需要提供充足的营养物质：如无机营养、有机营养等。
c.需要添加相关的激素：如植物生长素等。
③．过程：
离体细胞的组织和细胞——??－> 愈伤组织—??—>胚状体—>试管苗 —>新植株。
例2．胡萝卜的韧皮部细胞通过组织培养，能发育成新的植株。下列有关的叙述中不正确的是 （ ）
A．说明高度分化的植物细胞具有全能性 B．植物细胞的全能性得以表达要离开母体
C．新植株的形成是细胞分裂和分化的结果 D．高度分化的动物细胞也具有全能性
三．细胞的衰老和凋亡
1．细胞衰老：
（1）细胞正常的生命现象：产生——>分化——>衰老——>死亡
（2）细胞衰老最终反映在细胞的 、 和 上发生变化。例如， ,、 、 、 、 、 , 、 、 . .。
（3）通过[知识海洋]的探究实验可知细胞的增殖能力是 的。体细胞的衰老是由
决定的以及调控细胞衰老的物质是存在于 中。
[知识拓展]：人体衰老与细胞衰老的关系？
1.单细胞生物体：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；
2. 多细胞生物个体总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
例3．检测某一植物组织细胞，发现分解有机物缓慢，酶的催化效率极低，则该细胞正在( )
A．分化 B．分裂 C．衰老 D．癌变
2．细胞凋亡：
（1）细胞凋亡又被称为 。是一个主动的由 决定的 或 的过程。
（2）与细胞凋亡不同的是，细胞坏死是极端的 、 因素或严重的 引起的细胞损伤和死亡。在细胞坏死时， 释放到胞外，对周围细胞产生 ，引起 。而凋亡细胞的 没有逸散到胞外环境去，不会导致 。
例4．下列对凋亡的叙述和理解不正确的是( )
A．蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙
B．细胞的凋亡有助于消除体内衰老的细胞
C．细胞凋亡是由致病因子引发的急性损伤，引起细胞破裂，导致炎症反应
D．细胞凋亡的特征是散在的、逐个地从正常组织中死亡和消失，机体无炎症反应
四、细胞的癌变
１、癌细胞的形成的原因：
（１）外因：
致癌因子：大致分为三类： 、 、 。
（2）内因：
人的正常细胞中存在着 基因和 基因，它们在受到致癌因子的作用时，就可能发生 ，导致细胞过度增殖，从而引发细胞癌变。
2、癌细胞的特征：
与正常细胞相比，具有以下特征：
①在适宜条件下，癌细胞能够 。
（正常细胞的分裂次数只有 次）
②癌细胞没有 。
（一般人体细胞生长到彼此接触时，分裂活动就停止，具有接触抑制）
③癌细胞具有 性。由于细胞膜上的 等物质减少，使得癌细胞彼此之间的 显著降低，容易在体内 和 。
④癌细胞能够逃避 。
（正常细胞通过细胞表面的 相互识别，）
⑤癌细胞的形态发生显著变化。 如肌细胞梭形，癌细胞变成球形。
3、在癌症的诊治
癌症的治疗，目前一般采取 、 、 等方法。以后还可以通过基因治疗。
[校本作业]
1、通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是 ( A )
A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞B.分化的体细胞丢失了某些基因
C.二者功能有差异，但形态没有差异D.二者基因组相同，且表达的基因相同
2、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，那么胰岛细胞中 （ C ）
A.只有胰岛素基因B.比人受精卵的基因要少?
C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因
D.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
3、年人皮肤色素沉积出现“老年斑”，原因是（多选） ( BC )
A.细胞呼吸速率加快B.细胞中抗氧化作用的酶活性降低?
C.细胞膜通透性改变D.紫外线照射引起色素沉积
4、关于细胞增殖、分化、衰老、死亡、癌变的叙述，不合理的是 （ C ）
A.细胞总体的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于机体的衰老?
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.脱分化与再分化都是植物组织培养的环节
5、过程中不属于细胞分化的是 ( C )
A.B淋巴细胞形成浆细胞B.胚胎干细胞形成神经细胞?
C.质壁分离植物细胞的复原D.蜥蜴断尾再生
6、动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是 （ D ）
A.a过程表示干细胞能自我更新?
B.b、c过程表示干细胞具有分化能力?
C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同?
D.b过程形成的细胞可直接组成器官，供器官移植使用
7、下列关于细胞衰老的叙述中，不正确的是 （ B ）
A.细胞衰老是细胞生理生化发生复杂变化的过程?
B.白化病人的头发白色是头发基部黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致?
C.衰老细胞的细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低?
D.衰老细胞内水分减少，体积变小，代谢速度减慢
8、人体的表皮细胞和神经细胞同属外胚层细胞的后代，但它们的形态、结构和生理功能却迥然不同。这两种细胞的差异是稳定不变的，它们都不能恢复到原来外胚层细胞的形态和结构，这说明 (B )
A.细胞分化具有持久性B.细胞分化一般是不可逆的?
C.细胞分化是基因选择性表达的结果D.分化的细胞仍具有全能性
9、下列有关细胞分化的叙述，正确的是 (A )
A.种子形成幼苗与细胞的分裂和分化直接相关?
B.红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关?
C.胡萝卜叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不再具有全能性?
D.癌细胞的产生与细胞的畸形分化无直接关系
10、下列有关细胞癌变的叙述，错误的是 ( B )
A.细胞癌变后细胞膜表面糖蛋白减少B.癌症病人的染色体上无抑癌基因?
C.经常食用腌熏制品易导致细胞的癌变D.癌症的发生与个人的身心状况有关
11、癌症是严重威胁人类健康的疾病之一，下列有关描述正确的是 ( D )
A.长期接触癌症患者的人细胞癌变几率增加
B.癌症是致癌因子引发的，患病几率与年龄无关?
C.艾滋病患者与正常人患癌症的几率相同
D.亚硝酸盐可通过改变基因的结构而致癌
12、导致正常细胞发生癌变的根本原因是 ( C )
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发生突变 D.原癌基因和抑癌基因以外的其它基因突变
13、下列哪项叙述最符合癌细胞的特征 （ C ）
A.细胞核增大，染色较深 B.膜的通透性增强，运输功能降低?
C.能在组织中转移，形态发生了改变D.细胞内酶的活性降低
15、细胞是梭形的，变成球形；球形的囊胚细胞变成梭形分别为 ( A )
A.前者是癌变，后者是分化B.前者细胞膜上的糖蛋白增加，后者减少?
C.前者不受环境影响，后者易受环境影响D.前者细胞中酶活性降低，后者升高
16、下列关于人和动物细胞的叙述，正确的一组是 (B )
①正常细胞癌变后在人体内将成为抗原，在体外可连续培养?②细胞内水分减少，代谢速度减慢可能是衰老?③癌变是细胞原癌基因从激活状态转为抑制状态的过程?④动物细胞的细胞膜表面的糖蛋白具有特异性，是细胞间相互识别和联络用的语言或文字?⑤癌细胞容易在体内转移与其细胞膜上糖蛋白等物质减少有关?
A.①②③⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③⑤
17、.下图是有关生物细胞生活史的概括。请据图分析回答问题：?
（1）②所示的变化，在生物学上称为 。
（2）目前认为引起④过程的因子据其属性不同可分为 、 、
三类。
（3）F→G→H过程的技术，在植物学上叫 ，其理论基础是 。该植株的产生与“克隆羊”的产生都属于 繁殖。
?答案 （1）细胞分化 （2）物理致癌因子 化学致癌因子 病毒致癌因子 （3）组织培养 细胞的全能性 无性?
18、根据图中所示人体细胞的形态、数目变化分析下列问题：?
（1）图①②③过程分别表示 、 、 。
（2）三个过程中已发生了遗传物质改变的是 ，有可能发生基因突变的是
（3）④过程与①过程在特点上的重要区别是
《物质跨膜运输的方式》说课稿
第三节《物质跨膜运输的方式》说稿
各位老师,上午好.今天我说的题目是《物质跨膜运输的方式》.本节是新程教材第四内容,知识虽然抽象但是并不难掌握,通过本节的学习能更进一步的提高学生提出问题解决问题的能力,和解读图表数据的能力.
对于本节,我将从"教材分析,学情分析,方法,过程,反馈练习,总结反思"这样六个方面进行剖析.
一,教材分析
1. 教材的地位和作用
《物质跨膜运输的方式》是人教版必修一第四第三节的内容,本模块第3已经介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜结构以及大致的功能,本节着重介绍细胞膜控制物质进出这一重要功能,包括小分子或离子进出细胞的方式和大分子物质进出细胞的方式,通过对几种跨膜运输方式的探究,并运用数学坐标图表达三种方式的规律和特征,可以培养学生对图表数据的解读能力,即信息解读和知识迁移转化的能力.这部分内容和前面所学的"分泌蛋白的合成和运输"有关联的地方,同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证.对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义.
2.教学目标
根据教学大纲的要求和教材的具体内容,结合学生现有的知识水平,拟定了下列几个教学目标:
(1)知识与技能目标
a,能举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点.
b,通过学习,自己能理解并说出被动运输与主动运输方式的异同点.
c,阐述主动运输对细胞生活的意义.
d,正确解读坐标数据图表
(2)能力目标
培养学生积极思考的学习习惯,参与集体讨论和合作勇于探索的科学态度
(3)情感目标
a,养成自主学习,合作学习的意识,培养严谨的科学精神
b,通过对生命现象的阐释,体会生命的伟大与神奇,培养尊重生命,
尊重生命科学的情感态度
3.教学重点,难点
教学重点
(1)物质进出细胞的方式
(2)图表数据的解读
教学难点:
(1)主动运输的特点,过程和意义
(2)图表数据的解读
4. 时安排:一时
二,学情分析
本节的授对象是高一的学生,在初中阶段,学生对物质交换有了很肤浅的了解,通过前几的学习,学生已经具备了细胞膜的结构,水分跨膜运输实例的基础,掌握了蛋白质多样性的知识,为新知识的学习奠定了认知基础.并且还具备了一定的认知能力,思维的目的性,连续性和逻辑性也已初步建立,能独立思考,对生活现象提出疑问,并通过多种途径找出解决的办法.同时经过前阶段的新程学习,他们具备了群体讨论,并大胆说出自己的想法和理论依据的能力.对事物的探究有激情,但往往对探究的目的性及过程,结论的形成缺乏理性的思考,需要教师的引导.
三,教学方法
根据上述对教材和学生情况的分析,本节采用以下的教法和学法突破教学重难点:
教法:本节的教学采用教师主导,学生自主,合作和交流讨论相结合的方法,总体思路为:展示现象→ 提出问题→ 解释原理 →总结概念,使学生综合运用到程标准所提到的"观察,描述,比较,概括,分析,解读图表"等技能,并配以多媒体辅助教学.
学法:主动运输是本节的教学难点,要掌握好这点,必须运用对比的方式进行学习,通过观察讨论的方式让学生自己找出被动运输和主动运输的主要区别掌握该难点.
四,教学过程:
(一)复习回顾
复习细胞膜的成分和结构,让学生对基础内容进行复习,为本节内容的学习做好铺垫.
(二)创设情景导入新
利用"问题探讨",用多媒体展示,提出问题:⑴,这个脂双层膜模拟的是不是生物膜 ⑵,什么样的分子能够通过 什么样的分子不能通过 ⑶,葡萄糖不能通过该膜,但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,如何解释 ⑷,观察此图,联系已有知识,你还能提出其他问题吗 能不能对所提出的问题作出尝试性的回答 引导学生观察,并归纳出答案
教学说明:设立问题情景,创设物质跨膜运输的思维平台,为学生的有效发散思维提供背景,培养学生的主动思维能力,为进一步突破难点做铺垫,激发学生学习激情.
(三)几种物质运输方式
1.小分子和离子的跨膜运输
(1)多媒体展示扩散现象,引出物质运输的两种方式被动运输和主动运输的概念,让学生分析水分子进入细胞的原因和方式,是不是和上述扩散相似,总结出自由扩散的概念,多媒体动画展示自由扩散的过程,组织学生讨论,得出自由扩散的特点.
教学说明:该部分内容简单,通过多媒体展示,使抽象内容形象化,便于学生理解
(2)进一步提出问题:葡萄糖不能通过人工合成的脂质双分子层,但对于细胞说,葡萄糖又是必需的,它是怎样通过细胞膜进入细胞的 激发学生的学习兴趣和探索激情,让学生尝试作出解释,再指出载体蛋白的作用,总结出协助扩散的概念,多媒体动画展示协助扩散的过程,组织学生讨论,得出协助扩散的特点.
提出问题:①自由扩散与协助扩散需要消耗能量吗 ②自由扩散与协助扩散有什么相同点 有什么不同点 ③自由扩散与协助扩散为什么被称为被动运输
组织学生思考和讨论,得出答案.
(3)更进一步提出问题:如果只有被动运输能满足细胞生命活动的需要吗
多媒体展示相关资料,思考:以上资料说明了什么 组织学生分析讨论物质逆浓度梯度跨摸运输的现象,提出问题:为什么这些物质可以逆浓度梯度运输 进行解释,总结主动运输的概念,多媒体动画展示主动运输的过程,组织学生讨论,得出主动运输的特点,
提出问题:主动运输与被动运输的区别是什么 主动运输对于生命现象有什么重要意义 学生总结.
为了使抽象内容具体化,模拟现实生活中的三个常见现象,通过三个动画的展示,运用类比的方法,使学生对三种运输方式的认识更加直观化.
教学说明:该部分为本节的重点内容,通过图形展示引出问题,并层层深入,展示出物质运输的几种方式,动画展示更加具体和形象化,同时,组织学生针对问题进行探讨,既极大的调动了学生的学习激情,深入开发了学生比较,概括和分析能力,又增进师生互动,活跃了堂气氛.
(4)提出问题:三种运输方式有哪些异同 组织学生分析填表,反馈和纠正.
提出问题:影响自由扩散,协助扩散和主动运输速度的主要因素各是什么 画出细胞对某物的自由扩散,协助扩散和主动运输速度随细胞外浓度的改变而变化的曲线图
组织学生分组讨论,并作图,展示各组的成果.
教学说明:本环节巩固理论知识是对本知识扩展和对重点,难点内容的深入理解和总结,只有理解了三种运输方式的异同,才能完成本环节教学任务,既突显书本知识,又培养学生的团结协作的精神,提高学生制做图表的能力和抽象化思维能力的形成.
2.大分子的运输
引导学生回忆分泌蛋白的分泌过程,得出胞吐现象,提出问题:那大家知道白细胞是如何吃掉病菌的吗 显示有关图片.
强调:胞吞和胞吐作用都需要能量
提出问题:胞吞和胞吐体现了细胞膜结构的特点是什么 与书本前面知识相联系.
(四)与社会的联系
简单描述囊性纤维病的机理以及病毒感染中,药物比较难杀灭病毒的原因
(五)技能训练
指导学生就《技能训练》部分进行讨论
五,反馈练习
1.教师小结几种运输方式,特别是自由扩散,协助扩散和主动运输的特点
2.随堂训练
本部分习题,针对物质跨膜运输方式的特点和不同而设计,让学生思考完成具有针对性的练习,进行知识巩固和教学效果反馈,及时纠正错误的理解和片面的认识.
六,总结反思
本节比较符合新标的理念,改变了以往填鸭式的教法,体现了教师为主导,学生为主体的教学模式.这部分内容本身并不难,学生在学习的过程中相对轻松,但是如果不把新旧知识进行整合,在解题的时候还是存在一定困难.在分组讨论中,虽然学生的回答不一定完整,但还是从多角度对学生给予积极的肯定,从而增强了学生的自信心.在教学节奏的把握上,由于学生讨论和交流比较花费时间,容易出现前紧后松或是前松后紧的情况,因此在时间上应当注意控制
新陈代谢与ATP
新陈代谢与ATP
【目的】
1、理解ATP是新陈代谢所需能量的直接——直接能物质
2、理解掌握ATP结构简式、ATP的形成途径以及ATP与ADP的相互转化。
【重点难点】
1、理解ATP是新陈代谢所需能量的直接——直接能物质
2、理解掌握ATP结构简式、ATP的形成途径以及ATP与ADP的相互转化。
【过程】
1、ATP是新陈代谢的直接能物质
2、ATP的名称：三磷酸腺苷
3、ATP的结构简式：A—P～P～P
4、ATP与ADP的相互转化
（1）转化式 合成酶
ATP ADP + Pi + 能量
水解酶
（2）ATP的水解
在有关酶的作用下，分子 ATP中远离腺苷的高能磷酸键 易水解，释放大量的能量。能量用于 各项生命活动 如：细胞分裂、矿质元素吸收、肌肉收缩、物质的合成、神经传导、生物电等。
（3）ATP的合成
在另一种酶的作用下，ADP可以接受 能量 ，同时与一个 磷酸 结合，从而转化为 ATP ，储存能量。
（4）ATP的形成途径
在人和动物形成的能量是 细胞内呼吸作用中分解有机物释放的能量
在绿色植物形成的能量是 细胞内呼吸作用中分解有机物释放的能量
和 光合作用
（5）转化的意义
细胞内能物质贮存大量且稳定的化学能，但不利于及时灵活地利用。ATP解决了“稳定贮存”和“灵活利用”的矛盾。具有“能量货币”的功效。
【疑难辨析】
1、生物体生命活动的直接能——（ ATP ）， 主要能——（ 糖类 ），
最终能——（ 太阳能 ）， 能物质——（ 糖类、脂质、蛋白质 ），
最常利用的能物质——（ 葡萄糖 ）
2、理解ATP与ADP的相互转化
合成酶
ADP + Pi + 能量 ATP
水解酶
（1）从反应条上看：酶是不同的（合成酶、水解酶）
（2）从能量上看：能量的不同
ATP合成的能量主要自细胞内呼吸作用中分解有机物释放的化学能
和光合作用吸收和转化的太阳能。
ATP水解释放的能量主要是储存在ATP中远离A的高能磷酸键内的化学能。
（3）从反应场所上看：不同
ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体的基粒。
ATP水解的场所较多
（4）物质变化可逆，但能量变化不可逆。
资料显示，正常人每天ATP的转变量几乎接近于体重（40g），但体内ATP的量是很少的。ATP与ADP在细胞内总是处在不断转化的动态平衡中。
3、ATP虽然在动物和人体内普遍存在，含量却不多，不能大量储存。在动物和人体的细胞特别是肌细胞内，还含有磷酸肌酸，它也是一种高能化合物，由于能量大量消耗而使细胞中ATP含量过分减少时，在酶的作用下，磷酸肌酸中的磷酸基连同能量就一起转移给ADP，生成ATP和肌酸。
磷酸肌酸是能量的一种储存形式,但是不能直接利用,对于动物和人说,磷酸肌酸在能量的释放、转移和利用之间起缓冲作用，使细胞内ATP的含量保持相对的稳定。
4、O2量与ATP生成量的关系曲线 温度与ATP生成量的关系曲线
5、ATP供能与运动类型
3秒以内：细胞内原有ATP供能
3—25秒：启用磷酸肌酸合成ATP
25—1分：无氧呼吸为主生成ATP，乳酸生成量大。
1分钟以后：有氧呼吸为主生成ATP，乳酸生成量少。
【练 习】
1、根据反应式 ATP ADP+Pi+能量 以下说法正确的是（ B ）
A、物质和能量都是可逆的 B、物质是可逆的，能量是不可逆的
C、能量是可逆的，物质是不可逆的 D、两者都不可逆的
2、人的骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时3秒钟以内的能量供给。某运动员参加 短跑比赛过程中肌细胞中ATP的含量变化如图。据图回答
（1）a---b 的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量用于 各种生命活动
（2）b---c过程中ATP含量增加说明 呼吸作用 加强，释放更多 能量 ，供ADP形成ATP，以补充细胞中ATP含量的不足；
（3）从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明 ATP的生成和分解是同时进行的，细胞中的ATP的含量总是处于动态平衡中。
【教 后 感】
ATP与上一节中酶都是关于新陈代谢的条的知识，既都是新陈代谢的基础物质，这一点需要让学生们弄清楚。让学生弄清每一节在高中生物中的位置这很重要。本节重要的是要学生理解ATP的结构，形成途径。
细胞凋亡
第2节 细胞凋亡
［背景知识互动］
1.人的自然寿命是多少岁？人的寿命的长短与什么有关？
2.人体每天都有哪些细胞死亡？举例说明。
答案: 1.人的自然寿命是120岁。人的寿命与细胞衰老有直接关系。
2.人体每天死亡的细胞有小肠上皮细胞、皮肤细胞、血红细胞等。知识链接
人体的衰老与细胞的衰老有关。
人体内每天都有大量的细胞死亡。
［典型例题探究］
【例1】什么是细胞凋亡？
解析：高等真核生物的大多数细胞，在丧失生理功能或严重受损时，激活固有的细胞自杀程序而自灭。这一过程称为细胞程序化死亡。细胞凋亡这个词指细胞程序化死亡所表现的生理变化和形态变化，其中包括细胞收缩、膜泡化、染色质浓缩和降解成小片段。
答案：细胞凋亡是指生物体生长发育过程中，由基因控制的，按照一定的程序发生的细胞死亡，因而细胞凋亡又称为程序性死亡。规律发现
细胞凋亡中的细胞经常降解成为膜包裹的凋亡体，被巨噬细胞或邻近的细胞吞噬或消化，但不产生炎症反应。
【例2】细胞凋亡的大致过程可分为三个阶段，它们是：________、________、________。
解析：.细胞凋亡的过程的三个阶段为：
凋亡的起始：细胞皱缩，细胞连接消失，内质网膨胀，染色体固缩并沿着核膜分布，但细胞膜依然完整。
凋亡小体的形成：核膜破裂，染色体断裂为大小不等的片段，与一些细胞器聚集后被内折的细胞膜包围，在细胞表面形成了许多泡状和芽状的突起，这些突起叫做凋亡小体。
细胞的解体：凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被周围的细胞吞噬并消化。
答案：凋亡的起始 凋亡小体的形成 细胞的解体注意对细胞凋亡过程的掌握。
细胞凋亡
［学习目标导航］
探讨细胞的凋亡与人体健康的关系（情感性目标：经历或感受水平）。学习提示
细胞凋亡的研究是一个新的成果，通过查资料来进行学习。
［教材习题研讨］
巩固提高：
1.解析：死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机体死亡同步。正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。这种正常死亡是普遍存在于生物体中的细胞凋亡（cell apoptosis）现象。
答案：细胞凋亡的意义表现在：
有利于清除多余、无用的细胞；有利于清除完成正常使命的衰老细胞；有利于清除体内的有害细胞；维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。方法点拨
细胞凋亡对于个体的正常发育、代谢等有着重要的意义。
2.解析：老年性痴呆是由德国精神病医生艾尔茨西莫于1906年首先发现的一种精神病，故又称艾尔茨西莫氏症，这种疾病表现为不知不觉中大脑功能发生紊乱。初期是记忆力衰退，对近期发生的事往往记不住。进而可以发展到刚吃过饭就忘了吃的是什么菜，连自己有几个子女也答不对，理解力、分析综合能力下降，行为异常，易怒，无故打人骂人。最终失去讲话表达能力，不能思维，生活不能自理。
答案：（1）预防高血压病最为重要。因为老年性痴呆中几乎有一半病例与脑动脉硬化有关。饮食中要少盐，每天食盐的摄入量控制在10g以内。已经患了高血压病则应积极治疗，防止血管硬化。目前我国60岁以上的老人已达1.2亿，大约有500万老年性痴呆患者。估计到2025年，我国老年人口将占全国人口的20％左右。国内外研究提示，随着年龄的增长，老年性痴呆的发病率将逐步增高，80岁以上老年人痴呆的发病率可达80％。
（2）积极参加体育锻炼。最好每天上、下午各步行30分钟（约3000~4000 m）。适当的锻炼可增强血管弹性，并可减肥。肥胖会增加心脏的负担，也是动脉硬化的诱因。
（3）吸烟会使血压升高，促进血管硬化。烟雾中的一氧化碳还会减弱脑细胞的功能。所以，吸烟是老年性痴呆的促进剂，必须戒除。
（4）适当多用脑，保持精神健康。养成看书学习的习惯，每天用半小时写日记，对活跃脑细胞很有益。对新事物要有兴趣，多思多想，但应避免过多的精神负担和不良刺激。
（5）多吃新鲜蔬菜水果，必要时服些维生素A、C、E类药物。适当补充钙、锌、镁、锰、硒、锗等矿物质和微量元素。这些元素通常存在于一些海产品中。每日服一粒施尔康片，可以保证大部分维生素和微量元素的供给。
（6）多吃鱼和黄豆制品。鱼类食品含有大量DHA（甘二碳六烯酸），这是大脑营养必不可少的不饱和脂肪酸。老年人经常食用富含DHA的鱼类，虽然不能使已经死亡的脑细胞再生，但尚存的脑细胞突触在DHA的作用下可延伸，脑细胞间的网状结构得到加强，从而改善老年人的脑功能，防止记忆力衰退，预防和阻止老年性痴呆的发生和发展。但油炸可以破坏部分DHA，蒸、煮是比较好的烹调方法。黄豆中含有丰富的卵磷脂，后者进入人体能集结并释放乙酰胆碱。乙酰胆碱是神经细胞传递信息的化学物质，参与调节思维、记忆和控制肌肉活动。所以，多吃黄豆及豆腐、豆浆等很有益处。
（7）不少中药能益智健脑，如中医古籍记载，何首乌能“益精髓，固精，益肾”；五加皮“添精补髓，不忘事”；杜仲“补中益精气，强肾气”；枸杞“填精，补髓”；黑芝麻“填脑髓，最益老人”；仙茅“填骨髓，久服通神，强记忆，长精神”等等。特别是火麻仁，气味芬芳，富含油质，炒熟熬汤常服，不仅可益智，还能延寿。适当服用这些药物，或与食物做成药膳，有助于防止本病的发生。老年性痴呆正成为一个严重影响老人及其家庭生活质量的疾病，老年性痴呆的防治是每一个家庭必须面对的问题。
3.答案：老是人体发展的自然规律，它的形成机制十分复杂。从免疫学的角度来看，人们早就发现细胞免疫功能是随年龄的老化而降低，例如产生胸腺随着年龄的增长就急剧萎缩，当免疫功能生理性衰退发展到一定程度，机体就会出现病理性衰老，即老年人易为病原菌所感染，并罹患自身免疫病和肿瘤。新近发现一种“老化基因”，由它所编码表达的蛋白可阻止未成熟的细胞停止分裂，这种“老化蛋白”在老年人的淋巴细胞上亦有表达。
细胞凋亡异常可导致某些疾病的发生发展，如细胞凋亡功能受抑可见于肿瘤、自身免疫病(AID)、病毒感染等；细胞凋亡功能增强则见于艾滋病、骨质疏松、神经退变性疾病等细胞生理性的正常死亡对于机体清除自身反应淋巴细胞是十分重要的，与细胞凋亡功能下降有关的自身免疫病还有类风湿性关节炎、Ⅰ型糖尿病(IDDM)、银屑病等。
分析讨论:细胞凋亡是当今医学界研究的热点之一，已渗透到生物学、基础医学、临床治疗和药物筛选等许多领域。对细胞凋亡(Ap)机制的探讨，为临床上研究某些疑难病症如AIDS、肿瘤、自身免疫病等发病机制及治疗策略开辟了新的领域。
1.探索细胞的分化方向除了细胞内部有着决定因素外，细胞间的相互作用必然要对其要有重要的影响。
2.动物在一定的胚胎发育时期，一部分细胞影响相邻的细胞使其向一定方向分化的作用称为胚胎诱导。眼的发生是胚胎诱导的典型例证。
细胞凋亡的发生是受甲状腺激素的调节的，存在甲状腺激素对发育的促进作用。细胞凋亡是细胞按照发育程序进行的一种自杀性死亡的过程。
［教材优化全析］要点提炼
死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机体死亡同步。正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。这种正常死亡是普遍存在于生物体中的细胞凋亡（cell apoptosis）现象。
细胞凋亡是指在生物个体生长发育过程中，由基因控制的，按照一定程序发生的细胞死亡，因而细胞凋亡又称为程序性细胞死亡（PCD）。细胞凋亡是由基因来控制的一个自然过程。
1.细胞凋亡的过程和机制
细胞凋亡是借用古希腊语，表示细胞像秋天的树叶一样凋落的死亡方式。1972年Kerr最先提出这一概念，他发现结扎大鼠肝的左、中叶门静脉后，其周围细胞发生缺血性坏死，但由肝动脉供应区的实质细胞仍存活，只是范围逐渐缩小，其间一些细胞不断转变成细胞质小块，不伴有炎症，后在正常鼠肝中也偶然见到这一现象。与细胞坏死是有区别的。细胞凋亡可以分为以下三个阶段：
①凋亡的起始：细胞皱缩，细胞连接消失，内质网膨胀，染色质固缩、分块，位于核膜上。
②凋亡小体的形成：核膜破裂，染色体断裂为大小不等的片断，与一些细胞器聚集后被内折的细胞膜包围，在细胞表面形成许多泡状和芽状的突起，这些突起叫做凋亡小体（如下图）。细胞凋亡发生时，器官和组织并没有发生坏死现象，即不发生炎症。而当细胞受到急性强力伤害时立即出现的早期反应。包括胞膜直接破坏，然后发生炎症（如下图）。
③细胞的解体：凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被周围的细胞吞噬并消化。细胞凋亡的过程是细胞机能的退化，进而细胞形态结构的破裂，然后被吞噬细胞吞噬消化。
探究活动
细胞凋亡的机制
【实验1】 蛙胚发育22天时，前脑两侧向外凸出，形成视泡。视泡与外面的外胚层上皮接触，诱导后者形成晶状体，随后在视杯和晶状体共同诱导下外面的表皮形成角膜。如果把视泡切下，移植到头部任何部位，亦可诱导与其接触的上方外胚层发育为晶状体。在胚胎细胞分化中，诱导作用普遍存在，它对个体发生和建成具有重要意义。要点提炼
动物在一定的胚胎发育时期，一部分细胞影响相邻的细胞使其向一定方向分化的作用称为胚胎诱导。眼的发生是胚胎诱导的典型例证。
【实验2】 激素对细胞分化的影响可看作是远距离细胞间的相互作用，这种作用在动物个体发生中比较普遍存在。例如无尾两栖类的幼体发育要经过一变态阶段，在此阶段中发生的变化有蝌蚪的尾鳍和尾部被吸收，前后肢形成等。这些变化与甲状腺分泌的甲状腺素有关系。幼体发育到一定时期，甲状腺激素分泌量增加，便引起变态。人类胎儿时期，指(趾)间组织和尾部组织也发生与蝌蚪尾部退化相类似的变化。
2.细胞凋亡的意义
叶落归根是因为树叶的自然生命走到了尽头，而人和生物的最基本组成元素——细胞到了一定时期也会像树叶那样自然死亡，但是这种死亡是对于个体的正常发育、代谢等有着重要的意义。 细胞凋亡的发生是受甲状腺激素的调节的，甲状腺激素对发育起促进作用。
（1）有利于清除多余、无用的细胞。这种细胞死亡对于胚胎发育是必需的，比如，蝌蚪变形成为青蛙就是如此。在人类胚胎，手指与脚趾的形成中也需要一部分细胞程序性死亡，如此才可能生成指、趾。同样，在大脑发育的最初阶段程序性细胞死亡也决定着大量神经细胞的产生与消亡。思维拓展
大脑的发育初期，具有大量的神经细胞，发育的过程就是大量的无用神经元的死亡。
（2）有利于清除完成正常使命的衰老细胞。无论在发育期还是在成人体内，既有大量的新细胞产生，也有大量的旧细胞死亡，这是生物体的一种自然现象。为了维持机体组织中适宜的细胞数量，在细胞分裂和细胞死亡之间需要一种精确的动态平衡。由于这种生成与死亡的有序流程，在胚胎和成人期便维持着人体组织的适宜细胞数量。而这种精密地控制细胞的消亡过程就称为程序性细胞死亡。要点提炼
正常的生命需要细胞分裂以产生新细胞，并且也要有细胞的死亡，由此人体和生物的器官才得以维持平衡。
（3）有利于清除体内的有害细胞。关于程序性细胞死亡的知识可以帮助我们更深刻地理解健康与疾病、生命与死亡，以及它们之间的相互关系。比如，在健康的机体中，细胞的生与死总是处在一种良性的动态平衡中，如果这种平衡被破坏，人就会患病。比如，癌症就是该死亡的细胞没有死亡而造成的。而在艾滋病病毒的攻击下，不该死亡的淋巴细胞大量死亡，人的免疫力遭破坏，艾滋病便发作。
3.细胞凋亡与人类健康
（1）细胞凋亡过度造成的疾病：细胞凋亡也帮助我们理解一些病毒和细菌侵袭人体细胞的机理。除了AIDS，另外一些疾病，如帕金森氏综合症、再生障碍性贫血（是骨髓造血功能衰竭的一组综合症）等都是由于很多正常细胞被不正确地启动了程序性死亡过程而造成细胞过量死亡。没有了正常的细胞凋亡，人与动物体将会得病。癌症是该死亡的细胞没有死亡而造成的。
全析提示
帕金森氏综合症是以震颤、肌强直、体位反射消失为特征的综合症，是60岁以上老年人多发病之一，往往与老年痴呆伴发。
（2）细胞凋亡不足造成的疾病，如上面提到的肿瘤的发生等。有了对程序性细胞死亡的认识，还可把这种认识应用和深化到一些严重威胁人类疾病，如癌症的防治上。比如，目前临床许多治疗方法是建立在刺激细胞“自杀程序”的基础上的。这是一种非常有意味和挑战性的工作，可以预言，通过进一步研究能够找到更精确的方式来诱发癌细胞的细胞死亡，从而战胜癌症。思维拓展
肿瘤分子生物学的焦点可能仍然是细胞增殖的控制，因为这是许多癌基因发挥作用的地方。然而现在有有力证据表明必须考虑问题的另一方面，即细胞的死亡率。
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