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2019-2020年新人教高一生物《細胞凋亡》word教案之二 要點提煉 死亡是生命的普遍現(xiàn)象，但細胞死亡并非與機體死亡同步。正常的組織中，經(jīng)常發(fā)生“正?！钡募毎劳?，它是維持組織機能和形態(tài)所必需的。這種正常死亡是普遍存在于生物體中的細胞凋亡（cell apoptosis）現(xiàn)象。 細胞凋亡是指在生物個體生長發(fā)育過程中，由基因控制的，按照一定程序發(fā)生的細胞死亡，因而細胞凋亡又稱為程序性細胞死亡（PCD）。 細胞凋亡是由基因來控制的一個自然過程。 1.細胞凋亡的過程和機制 細胞凋亡是借用古希臘語，表示細胞像秋天的樹葉一樣凋落的死亡方式。1972年Kerr最先提出這一概念，他發(fā)現(xiàn)結(jié)扎大鼠肝的左、中葉門靜脈后，其周圍細胞發(fā)生缺血性壞死，但由肝動脈供應(yīng)區(qū)的實質(zhì)細胞仍存活，只是范圍逐漸縮小，其間一些細胞不斷轉(zhuǎn)變成細胞質(zhì)小塊，不伴有炎癥，后在正常鼠肝中也偶然見到這一現(xiàn)象。與細胞壞死是有區(qū)別的。細胞凋亡可以分為以下三個階段： ①凋亡的起始：細胞皺縮，細胞連接消失，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膨脹，染色質(zhì)固縮、分塊，位于核膜上。 ②凋亡小體的形成：核膜破裂，染色體斷裂為大小不等的片斷，與一些細胞器聚集后被內(nèi)折的細胞膜包圍，在細胞表面形成許多泡狀和芽狀的突起，這些突起叫做凋亡小體（如下圖）。 細胞凋亡發(fā)生時，器官和組織并沒有發(fā)生壞死現(xiàn)象，即不發(fā)生炎癥。而當細胞受到急性強力傷害時立即出現(xiàn)的早期反應(yīng)。包括胞膜直接破壞，然后發(fā)生炎癥（如下圖）。 ③細胞的解體：凋亡小體逐漸與細胞分離，脫落至細胞間質(zhì)，最終被周圍的細胞吞噬并消化。 細胞凋亡的過程是細胞機能的退化，進而細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的破裂，然后被吞噬細胞吞噬消化。 探究活動 細胞凋亡的機制 【實驗1】 蛙胚發(fā)育22天時，前腦兩側(cè)向外凸出，形成視泡。視泡與外面的外胚層上皮接觸，誘導后者形成晶狀體，隨后在視杯和晶狀體共同誘導下外面的表皮形成角膜。如果把視泡切下，移植到頭部任何部位，亦可誘導與其接觸的上方外胚層發(fā)育為晶狀體。在胚胎細胞分化中，誘導作用普遍存在，它對個體發(fā)生和建成具有重要意義。 要點提煉 動物在一定的胚胎發(fā)育時期，一部分細胞影響相鄰的細胞使其向一定方向分化的作用稱為胚胎誘導。眼的發(fā)生是胚胎誘導的典型例證。 【實驗2】 激素對細胞分化的影響可看作是遠距離細胞間的相互作用，這種作用在動物個體發(fā)生中比較普遍存在。例如無尾兩棲類的幼體發(fā)育要經(jīng)過一變態(tài)階段，在此階段中發(fā)生的變化有蝌蚪的尾鰭和尾部被吸收，前后肢形成等。這些變化與甲狀腺分泌的甲狀腺素有關(guān)系。幼體發(fā)育到一定時期，甲狀腺激素分泌量增加，便引起變態(tài)。人類胎兒時期，指(趾)間組織和尾部組織也發(fā)生與蝌蚪尾部退化相類似的變化。 2.細胞凋亡的意義 葉落歸根是因為樹葉的自然生命走到了盡頭，而人和生物的最基本組成元素——細胞到了一定時期也會像樹葉那樣自然死亡，但是這種死亡是對于個體的正常發(fā)育、代謝等有著重要的意義。 細胞凋亡的發(fā)生是受甲狀腺激素的調(diào)節(jié)的，甲狀腺激素對發(fā)育起促進作用。 （1）有利于清除多余、無用的細胞。這種細胞死亡對于胚胎發(fā)育是必需的，比如，蝌蚪變形成為青蛙就是如此。在人類胚胎，手指與腳趾的形成中也需要一部分細胞程序性死亡，如此才可能生成指、趾。同樣，在大腦發(fā)育的最初階段程序性細胞死亡也決定著大量神經(jīng)細胞的產(chǎn)生與消亡。 思維拓展 大腦的發(fā)育初期，具有大量的神經(jīng)細胞，發(fā)育的過程就是大量的無用神經(jīng)元的死亡。 （2）有利于清除完成正常使命的衰老細胞。無論在發(fā)育期還是在成人體內(nèi)，既有大量的新細胞產(chǎn)生，也有大量的舊細胞死亡，這是生物體的一種自然現(xiàn)象。為了維持機體組織中適宜的細胞數(shù)量，在細胞分裂和細胞死亡之間需要一種精確的動態(tài)平衡。由于這種生成與死亡的有序流程，在胚胎和成人期便維持著人體組織的適宜細胞數(shù)量。而這種精密地控制細胞的消亡過程就稱為程序性細胞死亡。 要點提煉 正常的生命需要細胞分裂以產(chǎn)生新細胞，并且也要有細胞的死亡，由此人體和生物的器官才得以維持平衡。 （3）有利于清除體內(nèi)的有害細胞。關(guān)于程序性細胞死亡的知識可以幫助我們更深刻地理解健康與疾病、生命與死亡，以及它們之間的相互關(guān)系。比如，在健康的機體中，細胞的生與死總是處在一種良性的動態(tài)平衡中，如果這種平衡被破壞，人就會患病。比如，癌癥就是該死亡的細胞沒有死亡而造成的。而在艾滋病病毒的攻擊下，不該死亡的淋巴細胞大量死亡，人的免疫力遭破壞，艾滋病便發(fā)作。 3.細胞凋亡與人類健康 （1）細胞凋亡過度造成的疾?。杭毎蛲鲆矌椭覀兝斫庖恍┎《竞图毦忠u人體細胞的機理。除了AIDS，另外一些疾病，如帕金森氏綜合癥、再生障礙性貧血（是骨髓造血功能衰竭的一組綜合癥）等都是由于很多正常細胞被不正確地啟動了程序性死亡過程而造成細胞過量死亡。 沒有了正常的細胞凋亡，人與動物體將會得病。癌癥是該死亡的細胞沒有死亡而造成的。 全析提示 帕金森氏綜合癥是以震顫、肌強直、體位反射消失為特征的綜合癥，是60歲以上老年人多發(fā)病之一，往往與老年癡呆伴發(fā)。 （2）細胞凋亡不足造成的疾病，如上面提到的腫瘤的發(fā)生等。有了對程序性細胞死亡的認識，還可把這種認識應(yīng)用和深化到一些嚴重威脅人類疾病，如癌癥的防治上。比如，目前臨床許多治療方法是建立在刺激細胞“自殺程序”的基礎(chǔ)上的。這是一種非常有意味和挑戰(zhàn)性的工作，可以預言，通過進一步研究能夠找到更精確的方式來誘發(fā)癌細胞的細胞死亡，從而戰(zhàn)勝癌癥。 思維拓展 腫瘤分子生物學的焦點可能仍然是細胞增殖的控制，因為這是許多癌基因發(fā)揮作用的地方。然而現(xiàn)在有有力證據(jù)表明必須考慮問題的另一方面，即細胞的死亡率。