細胞的分化、癌變和衰老

教學目標

知識目標
1、了解細胞分化與生物體發育的關系
2、了解細胞的全能性及其在科學研究中的應用
3、了解細胞癌變的病因和誘因，了解如何預防癌癥。
4、了解細胞衰老的表現和原因

能力目標
1、培養學生分析比較的能力。
2、培養學生聯系實際靈活運用知識的能力。

情感目標
1、通過學習使學生體會生命的運動性、體會內因和外因對生命進程的影響等哲學思想。
2、引導學生關注當今世界面臨的重大社會問題和人類的健康問題。激發社會責任感和使命感。激發學生關愛生命的美好情感。

教學建議

教材分析
一個細胞周期可能很短暫也可能相對長久些，而這些細胞的不同前程基本上是在他們產生時就已經被決定了。高等生物在胚胎發育過程中，細胞的增殖行為會出現差異。有連續分裂能力的細胞產生后它的使命就是去產生新一代細胞——通過細胞分裂增生來保證生物體的生長或生殖。有的細胞則不可逆地失去分裂能力——通過細胞分化形成具有一定形態和結構的功能體，通過新陳代謝展現自身的生命價值。還有一些細胞暫時失去分裂能力不進行增殖，但是在適當的刺激下還可以恢復增值能力。
有關細胞分化的知識在初中階段已經有了初步的了解，粗淺地知道了組織和器官的形成原因是細胞分化的結果。在這里需要簡單介紹一下細胞分化的原理。主要目的是讓學生對細胞的生活有個較為完整的了解，也為學習生物的生殖發育、基因控制蛋白質的合成等知識以及了解最新生物學技術如克隆、細胞工程的原理奠定基礎，這部分知識講解要適度，不能過度展開更不能無限加深。
由于當今世界范圍內環境污染比較嚴重，癌癥成了威脅人類健康的頭號殺手。因此了解癌癥的病因、了解誘發癌癥的主要因素就會使我們減少患病機會，這對提高全民健康水平提高人口質量有非常重要的意義。因此用科學的眼光去發現發生在我們身邊的種種危險和錯誤的生活方式就顯得很有意義。
本節知識與當今許多科技新進展熱點問題都有緊密地聯系，因此能聯系實際了解或解決一些實際題就顯得很重要。也會激發學生了解科學的積極性，也是激發學生社會責任感的良好契機。

教學設計方案

教學題目：第三節（建議1課時完成）
教學重點：1、細胞的分化及其結果
2、細胞分化與細胞分裂的關系
教學難點：1、細胞分化、癌變和衰老的機理
2、細胞分化的特點
教學過程：
復習：細胞周期的概念。
引入新課：經過細胞分裂產生的子細胞中有一部分會進入下一個細胞周期繼續通過細胞分裂產生新的子細胞；但是也有相當多的細胞不再進行DNA的復制，轉而進入細胞的生長發育階段。細胞生長是由于構成細胞的化合物大量積累造成的，這一階段細胞的同化作用大大強于異化作用。在生物體生長的同時細胞的形態結構也逐漸開始發生了改變，在胚胎期逐漸形成各種不同的組織和器官……。這就是細胞的分化過程，細胞分化是生物體發育的直接原因。細胞的分裂和分化如果出現異常將會導致細胞癌變。與細胞分裂和細胞分化一樣細胞的衰老和死亡也是生命過程中必經的的正常環節。

第三節

一、細胞的分化
1、細胞分化的概念（41頁）
細胞分化是一種普遍的生命現象。由受精卵發育成為一個成熟個體的過程實際上就是一個細胞由全能性向專能穩定性發展的過程。細胞的分工加強，生命活動的效能得到了提高。與此同時已分化的細胞的發育潛能也逐漸受到抑制。細胞開始出現形態、結構和功能上的特異性，而且這種變化具有明顯的區域性。形態結構相同的細胞通過細胞識別作用聚集粘連在一起，最終形成了一個個具有較明顯差異的細胞群。細胞由同型到異型的發展過程就是細胞的分化過程。細胞分化的結果就是組織的形成。
討論：多細胞生物體在胚胎早期隨著細胞的有絲分裂，細胞數目迅速增加。這些細胞的遺傳物質相同嗎？（復習有絲分裂特點）從理論上講具有同樣的遺傳性的體細胞就應該表現出相同的形態、結構和功能特點。事實果真如此嗎？為什么？
教師提示（最好是引導學生回答）：“一切生命活動都離不開蛋白質。”“核酸對于生物體的遺傳變異和蛋白質的生物合成有極重要的作用。”
2、細胞分化的原因
決定細胞分化方向的根本原因是：雖然多細胞生物不同部位細胞內的遺傳物質相同，但是由于它們所處的相對位置不同，因此它們控制蛋白質合成的狀況就不完全相同，因而導致不同特定部位的細胞內的蛋白質和酶等重要生命物質的組成有區別，這最終導致了細胞的形態、結構和功能就會不同。從表象上看就是細胞分化，形成了不同的組織和器官。由上可以看出細胞質在細胞分化過程中對細胞核的活動是有影響的。生命活動的發展方向和最終結果是內因和外因工作的結果。細胞分化在胚胎期達到了最大限度，出生以后的胚后發育只是原有組織體積的增加，不再增加組織的新類型。
3、細胞分化的特點與細胞的全能性：

細胞分化的穩定性與細胞分化程度有關，分化顯著的細胞穩定性會更強。一般情況下分化的細胞將失去繼續分裂的能力，尤其是動物細胞最為顯著。植物細胞在特定的環境下還有可能逆轉，重新恢復分裂能力。恢復分裂能力的細胞在特定環境條件下仍可重新再分化。動物細胞的細胞核在離開原有的特定環境后，如果新的環境條件適宜也仍有可能恢復分裂能力。這是因為細胞分化過程中遺傳物質并沒有遭到破壞。細胞仍然保有該物種應有的全套遺傳物質。這就是細胞的全能性。
4、知識應用：
學生討論交流：以上科學原理在生產實際和科學研究領域中的應用
（105頁克隆技術可以應用于珍稀動物的保護；42頁的組織培養技術廣泛地應用于名貴花卉、珍稀草藥、優良物種的迅速繁殖等；醫學上組織器官的體外培養擴增可以用于移植手術；骨髓中造血干細胞的體外培養和定向分化可以挽救許多血液病人的生命……）
細胞的分裂和分化如果出現異常將會造成什么后果呢？
二、細胞的癌變：（可以通過學生閱讀后歸納總結也可以由教師講解）
1、癌細胞的產生原因：
在細胞內有專門控制細胞分裂、分化、衰老和死亡的遺傳信息DNA片斷（基因）。當這些基因受到干擾發生程序紊亂或生理功能失衡時，細胞的分裂和分化就會失常。正常情況下細胞分裂不會超過50～60次，如果失控就會形成腫瘤和癌。癌細胞就是一團失去正常生理功能的惡性增殖的細胞群。
2、癌細胞的特點：（學生閱讀后交流）
（1）無限惡性增生
（2）形態結構異常
（3）細胞膜異常，細胞容易分離擴散
癌癥種類繁多，如肝癌、血癌（白血病）、骨癌、腸癌、膀胱癌等。隨著環境的污染癌癥的發病率急速提升，而且有低年齡化的趨勢。因此癌癥是當今世界上威脅人類健康的頭號殺手。癌癥已經無情地奪走了很多人的生命，嚴重地影響了人類的生活質量，縮短了人類的壽命。人體為什么會換上癌癥，誘發癌癥的因素是哪些？癌的特點是什么？如何有針對性地積極采取適當的方法加以預防和治療？……
3、致癌因素與癌癥的預防：
在學生交流的基礎上進行歸納整理（注意進行內因和外因關系的哲學教育）
（1）內因：人體內有致癌基因和抑癌基因
經過科學工作者的研究，目前已經發現了許多與癌癥有關的基因。這些基因大體分成兩類，普遍存在于人體的染色體上。是否患癌取決于兩類基因是否被激活，是否能在適當的時間和空間內正常發揮作用。這屬于生物體內的動態調節問題。
（2）外因：
①物理因素：各種有害輻射（如X射線、紫外線和核輻射等）
②化學因素：有害化學藥物、制劑（如砷、苯、煤焦油等）
③生物因素：病毒引入。
學生交流討論：致癌因素究竟離我們有多遠？在我們的日常生活中，上述有害環境我們接觸到了多少？
吸煙和被動吸煙、廚房煙霧、汽車尾氣、裝修涂料中溢散的有害氣體、過量的防腐劑、化妝品中的添加劑、色素香精、黃曲霉素、各種噴霧劑、制冷劑等等是否含有致癌物質？與癌癥是否有直接或間接的關系。
日光浴的度如何把握？醫院里是否有會誘發癌癥的因素？如何防范？
目前癌癥治療的方法主要靠那些手段？原理是什么？
三、細胞的衰老和死亡
首先要明確：這是一個正常的生理過程。學生例舉細胞自然衰老死亡的例子。
提示:人體紅細胞、皮膚的表皮細胞、骨髓腔壁上的細胞、根冠細胞等。
1、特點：
對5個特點進行分析，認識因果關系。共同點都是對細胞新陳代謝物質交換和物質轉化的阻礙作用，導致新陳代謝減緩、變弱。最終結果就是細胞死亡。
2、原因：
簡要介紹有關假說（教參中有相關內容）
3、細胞的死亡：
細胞死亡有正常凋亡和異常死亡兩類。正常的細胞死亡是在細胞遺傳物質的控制下進行的主動過程，它有一套嚴格的程序。
它對于生物體的正常發育具有重要的影響。比如胚胎發育期手的發育如果沒有細胞的調亡就不會有纖細的手指；如果沒有正常的細胞調亡，蝌蚪的尾部就不會消失，它將永遠不能變成青蛙……。正常的細胞調亡骸肩負著維持各種組織器官固有體積和形態的功能；還會使機體內異常的細胞得到及時清除，去處潛在的隱患；例如癌癥就是異常的細胞沒有及時死亡的結果……。因此細胞的正常死亡是生物體的一種非常重要的調節機制，是機體平衡細胞增殖，調節機體細胞樹木恒定的方式，是必不可少的生命過程。
對細胞的生命現象進行總結。

探究活動

到互聯網上查找有關最新生物熱點的信息
到網上查找有關克隆、組織培養、細胞工程、胚胎擴大培養等相關信息，更深入地了解有關原理。
形式：根據每個人自己整理的資料進行交流。
目的：使課內知識與課外生產、生活實踐相聯系；與相關領域科研相聯系。培養學生的知識遷移能力、知識的應用能力；培養學生查找資料并用學習的知識對素材進行分析甄別的自學能力。
（1）辦專刊展示個人或小組整理的資料，供大家交流使用。
（2）準備一或幾個專題研討會進行交流。

其他探究活動
1.查看有關癌癥的信息，了解日常生活中可能誘發癌癥的因素、癌癥的治療方法及原理、向家人及所在社區做保護環境預防癌癥的宣傳。（可以鍛煉社會工作能力）
（1）可以通過辦專欄或宣傳窗的形式在學校或社區進行宣傳。
（2）編排成文藝節目形式如小品、校園短劇等進行宣傳。
（3）在做好準備的情況下與父母一起對家居環境進行調查。找出污染致癌的不良環境因素，制定整治改進措施。
（4）與家庭中有吸煙習慣的成員進行交談，把自己學習到的有關知識傳授給家人。做一回小老師，使科學知識、科學健康的生活方式以及相關衛生保健知識在家庭里得到普及。
2.查看有關白血病的相關知識，了解骨髓捐獻的常識。
（1）可以上網查資料；也可以查找有關書籍資料
（2）可以去醫學院校或紅十字會等有關機構進行采訪。
（3）可以請有關部門的老師、學者或專家做專題科普講座。
3.調查自己家居環境中以及日常生活中是否存在可以誘發癌癥的污染源。