细胞的衰老和凋亡教案

细胞的衰老和凋亡教案（精选9篇）

1.细胞的衰老和凋亡教案 篇一

教学准备

教学目标

1.描述细胞衰老的特征。

2.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。

3.探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。

教学重难点

1.教学重点

(1)个体衰老与细胞衰老的关系,细胞衰老的特征。

(2)细胞凋亡的含义。

2.教学难点

细胞凋亡的含义以及与细胞坏死的区别。

教学过程

导课

观看图片和视频,感受个体衰老过程。

一、细胞的衰老

1、讨论细胞衰老与个体衰老的关系。

单细胞生物 个体衰老=细胞衰老

多细胞生物 个体衰老=细胞的普遍衰老

2、通过实例归纳细胞衰老的特征。

1.形态变化:细胞萎缩、体积变小。

2.成分变化:水分减少、色素积累。

3.结构变化:

(1)细胞膜:通透性改变。

(2)细胞核:体积增大,核膜内折,染色质收缩, 染色加深。

4.功能变化:细胞内多种酶的活性降低,细胞新 陈代谢的速率减慢,呼吸速率减 慢,物质运输功能降低。

二、细胞衰老的原因

1.自由基学说:

异常活泼的带电分子或基团,称为自由基。

2.端粒学说:

随着细胞分裂次数的增加,端粒DNA序列载短,端粒内侧正常的基因DNA序列受到损伤,使细胞活性渐趋异常。

三、细胞的调亡

学生观看图片及视频,阅读课本。

1、定义:是一种自然的生理过程,由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。

2、原因:细胞凋亡受严格的遗传机制的程序性控制

3、细胞凋亡的类型:个体发育中细胞的编程性死亡、保证多细胞生物体正常发育、成熟个体中细胞的自然更新。

4、细胞凋亡的意义:维持内部环境稳定、被病原体感染的细胞的清除、抵御外界干扰。

四、细胞凋亡与细胞坏死

1、细胞凋亡:

是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。(细胞生理性死亡)

2、细胞坏死:

指在种.种不利因素影响下,由于细胞的正常代谢活动受损或中断引起的细胞的损伤和死亡。(细胞病理性死亡)

课后习题

检测

1、老年人有老年斑,对此最合理的解释是( D )

A、细胞内水分减少,细胞萎缩;

B、细胞核体积增大,染色体固缩,染色加深;

C、细胞中的酪氨酸酶活性降低;

D、细胞内脂褐素占有的面积增大。

2、下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中,错误的是( D )

A、细胞凋亡是一种自然的生理过程;

B、细胞坏死是一种病理性变化;

C、蝌蚪尾的消失,是有基因决定的细胞自动结束生命的过程;

D、被病原体感染的细胞,因为细胞坏死而被清除。

2.细胞的衰老和凋亡教案 篇二

【考点分析】

分析近年来各地的高考试题不难看出, 本部分的考点相对单一, 主要就是“细胞的分化、癌变、衰老和凋亡”的主要特征、形成机理及其在生产生活、医药卫生中的应用;而设置新情境, 结合遗传学和选修三知识背景, 要求解释生产生活中的生物学现象, 如癌细胞的发生、控制、治疗、衰老现象的产生, 细胞分化、衰老、凋亡与基因表达的关系等, 则是本部分内容在命题时的一个显著特色。

【基础盘点】

考点一、细胞分化

1.概念:在个体发育中, 相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

2.过程:受精卵→细胞→组织→器官→系统→生物体。

3.结果:形成形态、结构和功能都有很大差别的组织和器官。

4.特点:持久性、稳定性与不可逆转性。

思考:如何理解不可逆转性与脱分化?

已经分化为根的细胞, 就不可能再分化为茎细胞, 即为不可逆转性, 其前提是要在自然条件下;而在人工条件下, 借助现代科技, 分化的细胞能脱分化, 从而再回到分化前的状态, 乃至发育为一个完整植株 (脱分化是指使已分化的细胞重新回到未分化状态的过程) 。

5.原因:各种细胞具有完全相同的遗传物质, 即携带有本物种的全部遗传信息。

6.实质:细胞中基因的选择性表达。遗传信息的执行情况不同, 但细胞内的遗传物质不变。

思考:联系转录、翻译, 考虑分化后的不同组织内的细胞哪些物质相同或不同?

7.畸形分化:极少数细胞由于致癌因子的作用, 引起基因突变, 导致细胞内遗传物质改变, 细胞连续恶性增殖, 最终引起癌变。

8.细胞的全能性:高度分化的植物细胞具有全能性, 如由胡萝卜的韧皮部细胞可培养得到完整植株;高度分化的动物细胞全能性受到抑制, 到目前为止, 从未由一个高度分化的动物细胞 (生殖细胞除外) 培养得到一个动物体;高度分化的动物细胞的细胞核仍具全能性, 如克隆羊的培育。

考点二、细胞癌变

1.癌细胞特征:不受机体控制、形态结构发生改变、细胞表面发生变化, 易分散转移。

2.癌细胞形成:致癌因子激活原癌基因, 从而使正常细胞畸形分化为癌细胞。

3.癌细胞防治:远离致癌因子;手术+放疗+化疗。

思考:放疗与化疗对身体有哪些不良影响?怎样处理既可杀灭癌细胞, 又可保护正常细胞?据你所掌握的知识, 你认为最具发展潜力的抗癌方法可能是什么?

放疗是利用激光与射线直接杀灭癌细胞;化疗是利用化学药物阻止癌细胞DNA分子的复制, 达到抑制癌细胞增殖的目的。这些过程抑制癌细胞的同时, 都不可避免地杀死正常细胞, 对身体的影响非常大。如果用细胞工程制备的单克隆抗体制成的生物导弹处理癌细胞 (癌细胞可看成抗原) , 由于抗原与抗体的特异性, 抗体可“直奔”抗原, 而抗体上又带着抗癌药物, 这样, 就不会影响正常细胞。癌症是由原癌基因突变引起, 所以, 如能阻止原癌基因的表达, 则可从根本上达到抗癌目的。

考点三、细胞衰老与凋亡

1.细胞衰老的特征。

“一大”:细胞核变大, 染色质固缩、染色加深;“一小”:细胞内水分减少, 萎缩变小、细胞代谢减慢;“一多”:细胞内色素逐渐增多。

2.个体衰老与细胞衰老的关系。

对单细胞生物来说, 个体衰老就是细胞衰老;对多细胞生物来说, 细胞的衰老不等于个体的衰老, 如幼年个体中每天也有细胞的衰老;机体的衰老也不等于细胞的衰老, 如老年个体每天也有新的细胞产生。当个体衰老时, 组成个体的细胞往往表现为普遍衰老的现象。

3.细胞的凋亡。

(1) 概念:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

(2) 意义:对于多细胞生物体完成正常发育, 维持内部环境的稳定, 以及抵御外界各种因素的干扰都有非常关键的作用。

(3) 细胞死亡:包括细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡是细胞程序性死亡, 是正常死亡;细胞坏死是细胞在外界因素作用下的死亡, 是非正常的细胞死亡。

【误区剖析】

一、细胞分裂与细胞分化的区别

思考:试解释在使用洋葱做实验材料时, 为什么观察染色体要选用根尖分生区, 而进行质壁分离实验要选用鳞片叶细胞?

在生物体中, 高度分化的细胞一般不再进行细胞分裂, 而分化程度较低的细胞具有一定的分裂再生能力。只有具备分裂能力的细胞中才可出现染色体, 否则是以染色质的形式存在;只有具有大液泡的成熟的植物细胞才可发生质壁分离。根尖分生区细胞分化程度低, 细胞分裂能力强, 而鳞片叶细胞为成熟的植物细胞。

二、细胞分化与细胞全能性的区别

说明:1.细胞分化不会导致遗传物质改变。已分化的细胞都含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质, 因而都具有全能性。

2. 细胞分化的实质是基因的选择性表达, 因此同一个体的不同部位的细胞中核DNA相同, mRNA和蛋白质存在差异, 从而使细胞在形态、结构和功能上出现差异。

3.当然不同细胞的全能性大小有别, 其与细胞分化程度及细胞种类有关, 如:植物细胞>动物细胞, 生殖细胞>体细胞, 分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。受精卵的全能性最高;高度分化的细胞一般不能再次分化, 但如果处于离体、激素作用等特定条件下, 可先脱分化, 后再分化。

思考:一棵树上有许多个细胞, 为什么上面不能长出许多小树?细胞表现出全能性的条件是什么?

若要使细胞表现出全能性, 首先必须具备的条件是细胞要离开原来生活的个体;其次, 离体后的细胞要在一定的营养物质、激素和其他适宜外界条件下, 细胞才能表现其全能性。

三、细胞凋亡与细胞坏死的区别

说明:细胞凋亡主要有三种类型, (1) 细胞的编程性死亡; (2) 细胞的自然更新; (3) 被病原体感染后的细胞的清除。

【疑难辨析】

一、细胞的生命历程有哪些?对人体分别产生什么影响?

细胞的生命历程包括分裂、分化、癌变、衰老、凋亡、坏死等。从对生物个体的影响来说, 细胞的衰老是正常的生命历程, 分裂、分化、凋亡是有益的生命历程, 而细胞的癌变与坏死则是有害的生命历程。细胞分裂与细胞分化、衰老、癌变、凋亡的关系可用如下直观的概念图表示:

二、联系分裂、分化与转录、翻译的关系, 想一想分化后的组织与器官中细胞内的相应物质哪些相同, 哪些不同?

上图中, A表示细胞的分裂, B表示细胞的分化。b1~b4, c1~c4, d1~d4, e1~e4分别表示一种组织, 而b1~e4间的所有细胞构成某种器官。遗传功能的执行情况如下:

思考:细胞生命历程与遗传物质变化的关系怎样?

细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死中细胞的遗传物质都没有发生改变, 而细胞癌变时发生了遗传物质的改变 (如原癌基因与抑癌基因的改变) 。

【拓展延伸】

神奇的干细胞

干细胞是指生物体生命进程中出现的一类未分化或未完全分化的细胞, 一旦需要, 它可以按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。动物胚胎干细胞即为未分化的一类细胞, 应在受精卵之后, 卵裂与囊胚之前获得, 因为原肠胚期细胞已经开始分化, 成为专能干细胞。如原肠胚外胚层细胞将来发育为表皮及其附属结构、神经系统和感觉器官。现代医学上可运用胚胎干细胞增殖动物器官或组织, 治疗人类疾病。

【典例剖析】

例1. (2013·安徽安庆师范高中模拟卷) 研究发现, 线粒体促凋亡蛋白Smac是细胞中一个促进细胞凋亡的关键蛋白。在正常的细胞中, Smac存在于线粒体中。当线粒体收到释放这种蛋白质的信号时, 就会将它释放到线粒体外, 然后Smac与凋亡抑制蛋白 (IAPs) 反应, 促进细胞凋亡。下列有关叙述不正确的是 ()

A.Smac从线粒体释放时需消耗能量

B.癌细胞中Smac从线粒体释放可能受阻

C.癌细胞的无限增殖, 可能与癌细胞中IAPs过度表达有关

D.Smac与IAPs在细胞凋亡中的作用相同

【解析】Smac属于大分子物质, 以类似胞吐的方式排出线粒体, 因此需消耗能量。由题意可知, Smac从线粒体中释放出来后与IAPs反应才能促进细胞凋亡, 所以在癌细胞中Smac从线粒体中释放可能受阻。IAPs过度表达可能与癌细胞的无限增殖有关。Smac是线粒体促凋亡蛋白, 而IAPs是凋亡抑制蛋白, 所以二者在细胞凋亡中作用相反。

【答案】D

【试题评价】本题情境特别新颖, 涉及两种陌生的字母符号与两种陌生的蛋白质名称。理清它们的作用机理及相互关系是正确作答的前提。

例2. (2013·江苏卷) 关于细胞的分化、衰老、凋亡与癌变, 下面选项中表述正确的是 ()

A.细胞的高度分化改变了物种的遗传信息

B.细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动

C.原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症, 因此癌症可遗传

D.良好心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能, 从而延缓衰老

【解析】分化只是基因的选择性表达, 并没有改变遗传信息。细胞的衰老和凋亡属于细胞的正常活动, 为细胞的编程性死亡。原癌基因和抑癌基因的突变是在体细胞中发生的, 因此不遗传给后代。良好心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能, 使机体代谢旺盛, 进而可以延缓衰老。

【答案】D

【试题评价】此题对细胞的分化、衰老、凋亡和癌变进行全面考查, 需要对基础知识有清晰的认识, 属于识记理解层面的考查。

例3. (2013·天津卷) 对下列生命现象及其生物学意义表述正确的是 ()

A.光合作用推动碳循环过程, 促进了生物群落中的能量循环

B.细胞分裂使细胞趋向专门化, 提高了机体生理功能的效率

C.主动运输使膜内外物质浓度趋于一致, 维持了细胞的正常代谢

D.细胞凋亡使细胞自主有序死亡, 有利于生物体内部环境的稳定

【解析】生物群落中的能量单向流动、逐级递减, 不能循环。细胞分化使细胞趋向专门化, 提高了机体生理功能的效率, 细胞分裂只是增加了细胞的数量。主动运输可逆浓度梯度进行, 使细胞内外物质浓度差进一步增大, 满足了细胞对营养物质的摄取需要。细胞凋亡使细胞自主有序死亡, 以免衰老病变的细胞在生物体内积累, 有利于生物体内部环境的稳定。

【答案】D

【试题评价】本题以生命现象为依托, 综合考查了物质循环、能量流动、细胞的分裂和分化、物质跨膜运输的方式、细胞凋亡等相关内容, 跨度较大, 但较易得分。

例4. (2013·山东卷) 将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞, 细胞分化及肌纤维形成过程如图所示。下列叙述正确的是 ()

A.携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞

B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否

C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维

D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变

【解析】将表达载体导入动物细胞常用显微注射法, A项错误。核糖体蛋白是构成核糖体的结构蛋白, 图中三种细胞都具有, B项错误。完成分化的细胞不再具有分裂的能力, C项错误。未分化的肌肉前体细胞具有分裂能力, 受到电离辐射时比不能分裂的肌肉细胞更容易发生癌变, D项正确。

【答案】D

【试题评价】本题考查目的基因的导入方式, 细胞的分裂、分化、癌变等知识, 意在考查考生的理解能力和应用能力。

例5.细胞衰老是一种正常的生命现象。科学家提出的“端粒学说”阐述了细胞衰老的某些可能的机制。端粒是染色体末端的一种特殊结构, 其DNA末端含有由简单的串联重复序列 (如下图中的-TTAGGG-) 组成的单链突出段, 它们在细胞分裂时不能被完全复制, 因而随分裂次数的增加而缩短, 除非有端粒酶的存在。端粒酶由RNA和蛋白质组成, 其RNA含有与端粒DNA重复序列互补的一个片段 (如下图中的-AAUCCC-) , 是合成端粒DNA的模板;其蛋白质催化端粒DNA的合成, 催化的一种机制如下图。研究表明:如果细胞中不存在端粒酶的活性, 染色体将随每次分裂而变得越来越短, 而且细胞的后代会因必需基因的丢失, 最终死亡。培养中少数变得长生不老的癌细胞表现出有活性的端粒酶和稳定长度的端粒。

(4) 依据“端粒学说”, 请提出一种可以抗肿瘤的药物的作用机制。

【解析】本题需要根据提供的新材料, 在理解新信息的基础上分析具体问题, 结合已有的关于逆转录酶的功能、DNA复制的结果等知识, 做出新的判断, 得出与新材料相应的结论。由题意可知, 正常细胞中因为没有有活性的端粒酶, 因而随细胞分裂, 端粒越来越短, 最终导致染色体随每次分裂而变得越来越短, 后代因必需基因 (存在于丢失的染色体上) 的丢失, 最终死亡。有端粒酶参与的复合过程, 其实就是由RNA→DNA的逆转录过程 (题中RNA上出现的三种碱基为C、A、U) 。

【答案】 (1) 3逆转录酶 (2) 不完全相同正相关 (3) 端粒酶活性的丧失 (4) 抑制端粒酶基因的表达 (或剔除端粒酶基因;或抑制端粒酶的活性)

【试题评价】解答这类试题要求学生具备一定的获取新信息的能力, 同时对旧知识的准确掌握也是必备的基础和前提。第 (4) 小题具有一定的开放性, 只要是围绕抑制端粒酶的生成和活性提出合理机制的均可。

【热点演练】

1. 细胞分化的主要机制是 ()

A.由于遗传物质的改变

B.由于基因的重组

C.由于转录水平的控制

D.翻译水平的控制

2. 哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示, 图中除成熟红细胞外, 其余细胞中均有核基因转录的RNA, 下列叙述错误的是 ()

A.成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳

B.网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质

C.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同

D.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达

3. 细胞与器官衰老是一种正常的生命现象。无论是细胞或器官, 在衰老过程中不会出现的是 ()

A.蛋白质合成停止

B.细胞内某些酶的活性减弱, 细胞内呼吸速度减慢

C.动物细胞内色素增加

D.植物体的衰老器官比幼嫩器官含钾量高

4. 下图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段的示意图, 图中 (1) ~ (7) 为不同的细胞, a~c表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是 ()

A.与 (1) 相比, (2) (3) (4) 的分裂增殖能力加强, 分化能力减弱

B. (5) (6) (7) 的核基因相同, 细胞内的蛋白质种类和数量也相同

C. (2) (3) (4) 的形成过程中发生了基因分离和自由组合

D.进入c过程的细胞, 酶活性降低, 代谢减慢继而出现凋亡小体

5. 近年来, 有关肿瘤细胞特定分子的靶向治疗研究进展迅速。研究发现, 蛋白X是细胞膜上的一种受体, 由原癌基因X编码, 在一些肿瘤细胞中, 原癌基因X过量表达会持续激活细胞内的信号传导, 启动细胞DNA的复制, 导致细胞异常增殖。利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体, 可用于诊断和治疗原癌基因X过量表达的肿瘤。请回答下列问题:

(3) 将体外扩增的BAK基因导入癌细胞诱导细胞凋亡, 有望成为癌症治疗的新途径。用实验验证导入的BAK基因在胃癌细胞中大量表达所起的作用, 结果如下图。请你完善实验步骤, 分析实验结果。

参考答案

1.C 2.D 3.A 4.D

5. (1) 亲代细胞通过有丝分裂将复制后的核DNA平均分配到两个子细胞中

(2) (转录的) mRNA (翻译的) 蛋白X原癌基因X的表达具有 (组织) 特异性

(3) 维持细胞周期, 控制细胞生长和分裂的进程

(4) 蛋白X浆细胞记忆细胞

(5) 该单克隆抗体与肿瘤细胞表面的蛋白X特异性结合, 从而阻断蛋白X介导的信号传导

6. (1) 基因 (遗传)

(2) 原癌基因和抑癌基因降低

3.例析细胞衰老、凋亡和癌变 篇三

生长和衰老、出生和死亡，都是生物界的普遍现象，生物的个体如此，作为基本生命系统的细胞也是如此。

例1 下图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图，图中①~⑦为不同的细胞，a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是（ ）

[肠上皮细胞][平滑肌细胞][神经细胞][衰老、死亡][a][b][b][b][c][①][②][③][④][⑥][⑤][⑦] […]

A．与①相比，②③④的分裂增殖能力加强，分化能力减弱

B．⑤⑥⑦的核基因相同，细胞内的蛋白质种类和数量也相同

C．②③④细胞的形成过程中发生了基因分离和自由组合

D．进入c过程的细胞，酶活性降低，代谢减慢继而凋亡

解析 随细胞分裂次数的增加，细胞的分裂增殖能力减弱；⑤⑥⑦是由同一细胞分化而来的，细胞内的核基因相同，但由于基因选择性表达，细胞内的蛋白质种类和数量不一定相同；基因分离和自由组合发生在减数分裂中，②③④的形成是有丝分裂。

答案 D

点拨 个体衰老与细胞衰老有关，但二者不能划等号。（1）个体衰老的过程是组成个体细胞普遍衰老的过程。（2）对单细胞生物体说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。（3）对多细胞生物来说，细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡，如幼年个体中每天都有细胞衰老、死亡。个体的衰老不等于细胞的衰老，如老年个体中每天有新细胞产生。

二、细胞衰老的特征

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的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。

例2 关于衰老细胞特征的描述，不正确的是（ ）

A．细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩。中年人鱼尾纹的出现就缘于此，所以中年妇女设法皮肤保水以葆青春

B．细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，体现在老年人身上的是皱纹的出现

C．细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，体现在老年人身上的是吸收能力下降

D．细胞内多种酶的活性降低，体现在老年人身上的是头发变白

解析 细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，体现在老年人身上就是出现“老年斑”，皱纹的出现则是细胞内水分减少、细胞萎缩导致的。

答案 B

点拨 细胞衰老是细胞内发生的生理生化过程，衰老细胞在形态、结构和功能上都发生明显的变化。①形态上的变化：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小；②结构上的变化：细胞核体积增大，染色质收缩，溶酶体数目增加；③功能上的变化：线粒体数目减少，使呼吸速率减慢，一些酶的活性降低，细胞膜通透性功能改变。

三、细胞凋亡的本质

基因决定细胞自动结束生命的过程，叫细胞凋亡。细胞凋亡严格受到由遗传机制决定的程序性调控，对维持内部环境稳定，以及抵御外界各种因素干扰都起着非常关键的作用。

例3 2002年，诺贝尔生理学和医学奖分别授予了英国科学家悉尼·布雷内、美国科学家罗伯特·霍维次和英国科学家约翰·苏尔斯顿，以表彰他们发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。“程序性细胞死亡”是细胞的一种生理性、主动性的自觉自杀行为，这些细胞死亡很有规律，似乎是按照编好的“程序”进行的，犹如秋天片片落叶的凋落。所以这种细胞死亡又称为“细胞凋亡”。以下说法错误的是（ ）

A．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

B．发育成熟后，人体内细胞的诞生和死亡处于一个动态的平衡阶段

C．应该死亡的细胞没有死亡是机体抗性强的表现

D．“程序性细胞死亡”是基因调控的结果

解析 本题考查同学阅读资料，结合所学知识进行信息加工的能力。细胞的程序性死亡是基因调控的结果，在不同的生长发育阶段，新生细胞和死亡细胞的相对数量不同，发育成熟之前，新生细胞比死亡细胞多，发育成熟后，二者处于动态平衡，机体开始衰老时，死亡细胞比新生细胞多。细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象，如果该死亡的细胞没有死亡，可能细胞发生了癌变。

答案 C

四、细胞癌变的主要特征

正常机体内细胞的生长、分裂、分化和凋亡都是在机体的精确调控之中的。但有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。

例4 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而变成癌细胞。下列关于癌细胞的叙述，错误的是（ ）

A．癌细胞具有无限增殖的能力

B．细胞癌变可以由病毒感染引发

C．原癌基因只存在于癌细胞中

D．癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有关

答案 C

点拨 癌细胞的主要特征包括：①适宜条件下，无限增殖；②癌细胞的形态结构发生了变化，例如体外培养中的正常成纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形；③癌细胞的表面发生了变化，由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间黏着性显著降低，导致癌细胞容易在体内到处游走分散，进行分裂、繁殖，形成肿块。

原癌基因与抑癌基因的关系：①原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。只有当原癌基因突变成癌基因（或称激活、活化）后，细胞才会恶性增殖；②抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖，从而遏制肿瘤形成的基因，抑癌基因的丢失或失活，可能导致肿瘤发生；③抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。

1．下列有关细胞衰老主要特征的描述，属于结构改变并且错误的是（ ）

A．细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低

B．细胞核体积增大，染色质收缩

C．核孔是离子、水分子等的运输通道

D．人的衰老细胞萎缩，体积变大、

2．下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是（ ）

A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的

B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的

C．细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死是由外界因素引起的

D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的

3．衰老的红细胞具有以下哪些特征（ ）

①水分减少，细胞萎缩 ②新陈代谢的速度减慢 ③某些酶的活性降低 ④呼吸速率上升 ⑤色素积累增多 ⑥呼吸速率减慢 ⑦细胞核的体积增大 ⑧细胞膜的通透性功能发生改变

A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥⑦⑧

C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧

4. 下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。

[凋亡诱导因子][凋亡相关基因][细胞凋亡][消除凋亡细胞][凋亡信号][膜受体][结合][激活][执行][吞噬细胞][①][②]

据图分析，不正确的是（ ）

A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能

B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达

C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程

D．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

4.细胞衰老与凋亡教案 篇四

2、意义：细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。

3、与细胞坏死的区别：细胞坏死是在种.种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。

细胞凋亡是一种正常的自然现象。

细胞衰老与凋亡教案

5.细胞的衰老和凋亡教案 篇五

古镇高级中学 陈逸霞

一、教学反思

（一）课前反思

在教学前，我根据考纲的要求，通过查阅近几年各地的高考卷，对考点进行了分析。发现考查内容集中在：细胞的分化和全能性与植物组织培养、动物克隆的关系；细胞衰老、凋亡对生物体发育的意义；细胞癌变与人体健康。考查形式主要是选择题，细胞癌变的内容有时会出现在非选择题中。因此对本内容的复习，重点强调学生对基础知识的识记、理解和巩固。在这样的思路指导下，我在课前要求学生认真看书，在书上对重点、难点的地方做好标记。然后闭卷完成《名师经典》里面的基础知识梳理，从中发现还没理解或记住的知识点。通过这样的课前预习方式，使学生对即将要复习的内容有个清楚的认识。

（二）课中反思

在教学过程中，我先采用问题串和举例的方式，引导学生将基础知识的内容串联起来。因为课前学生已经进行了预习，因此整个过程非常的流畅，说明学生对基础知识的识记效果还是不错的。然后指出学生易混的知识点，这时主要通过表格对比的方式进行教学。学生根据教师提供的表格内容，自主思考、合作讨论，完成表格。这样充分的体现了学生的自主学习和合作学习，使学生能对知识记忆、理解的更深刻。对于学生难以理解的知识点，我主要采用为学生提供相应的资料和信息，引导学生对资料和信息进行整理、分析、得出结论。这样培养了学生分析信息和用文字表达的能力。复习完相应的内容后，通过例题和一道练习题来看学生对知识的掌握情况。最后要求学生将所学内容构建简单的知识网络，形成知识的衔接。

（三）课后反思

这两节课采用学生自主构建概念和合作探究的方式，学生之间的互动学习得到充分的发展，学生的主体地位得到充分体现。我深深地感觉到，我们教师在实施新课程的过程中，不但要接受新理念，还要在实践中进一步认识新理念，在实践中感受新理念的魅力。探究不一定都是以实验的形式来进行，事实上，在平时教学中，问题引导式的探究可能是最常用的，而且也是可行性较高，效率较高的一种形式，这两节课主要是使学生的思维积极参与思考和探究。

1、用身边的事例创设情景，激发学生学习的兴趣。如结合自己积累的知识及资料呈现的内容，用自己的语言分析细胞衰老的特征、癌细胞的发病原因、预防方式等问题

2、上课时教师应勇于“让位”于学生，激起学习的信心。如引导学生分析 1 细胞分化的特点；分析细胞分化实质时让学生提出问题，继而讨论得出结论等。为他们的自我展示和认可提供了安全、愉悦的空间。

3、充分利用教学资源，寓德育教育于学科教育之中，让学生感受到生命科学的新进展，提高学生的思想觉悟。

二、教学建议

1、适用教育对象及条件：本模块内容来自人民教育出版社高中生物必修1《分子与细胞》中第六章第二、三、四节的内容。用了两个课时来完成。适用于高二教师作为复习课使用。在实施过程中，需要借助多媒体辅助教学。因此适合于具备多媒体设施、学生基础普遍较好的学校和教师使用。

2、使用本教学设计时的建议：

本节教学设计主要是在高二理科班进行教学，如果学生的生物基础相对来说来比较好，而且有较好的理解能力和自主学习能力，那基础知识复习的内容可以再简化，知识网络的构建要求详细一些，并将重点放在重难点的分析和相应习题的操练上。如果学生的生物基础相对来说一般或不太好，而且自学能力比较差，那可以按可教学设计进行，引导学生将知识点串联起来，知识网络的构建需要容易一些，帮助学生形成有效的记忆。

三、科组评价意见

本节课的教学设计整体上较完整，创新之处在于强调学生在学习过程中的主体性，重视学生主动建构知识的过程。注意对学生学习兴趣的激发，让学生学习探索、解决问题的方法，使学生能灵活运用和重视有关的信息，尤其是将生活经验与知识紧密联系起来，通过经验来理解知识，又应用知识去解决生活中的事例。在教学中把想要传授的教学内容变成学生自己的知识建构对象。复习的方式多样化，充分利用信息技术与学科的整合促进教学手段的最优化和教学效率的最大化，使教学目标落到实处。

6.细胞衰老与凋亡说课稿 篇六

尊敬的各位老师、同学们：

大家好！我说课的题目是《细胞的衰老与凋亡》，首先我对本节内容进行分析。

一、说教材

《细胞的衰老和凋亡》是教材高一生物必修本第6章第3节内容。在此之前，学生们已经在第一节和第二节的学习中学习了细胞的增殖和分化，细胞的分裂、分化、衰老、死亡是生命的必然。因此，细胞的衰老和凋亡是生命活动中必不可少的过程。对于细胞衰老和凋亡的学习，能使学生对细胞的整个生命过程有个完整的认识。同时细胞衰亡机制的研究与生物科技的发展息息相关。对细胞衰亡知识的学习，有助于培养学生的科学兴趣，培养学生的创新意识。而细胞的衰老与凋亡是细胞必须经过的阶段，因此，本节内容在细胞的生命历程中具有不容忽视的重要地位。

根据本教材的结构和内容分析，结合着高一年级学生他们的认知结构及其心理特征，我制定了以下7个教学目标： 知识目标：

1.描述细胞衰老的特征；

2.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别；

3.分析细胞衰老的原因，认识细胞的衰老、凋亡与人类健康的关系。能力目标

1.进行与社会老龄化相关问题的资料搜集与分析；

2.通过学习细胞衰老和凋亡知识，培养自学能力、分析理解能力、理论联系实际能力。情感目标

1.探讨细胞的衰老与凋亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况； 2.通过有关细胞衰老的问题的讨论，树立科学发展观。

综合考虑本节内容在整个细胞生命历程知识体系中的地位和作用，以及高一学生的认知水平，我确定了以下的教学重点和难点： 教学重点：个体衰老与细胞衰老的关系和细胞衰老的特征

重点的依据：衰老是生物界的普遍现象，只有掌握了细胞衰老的特点，才能进一步掌握细胞衰老与个体衰老的区别，并且可以在本节课的讨论中，联系到个体衰老的特征。

教学难点：细胞凋亡与细胞坏死的区别

难点的依据：在掌握细胞凋亡的概念后，理清细胞凋亡与细胞坏死的区别，从而肯定细胞凋亡的生物学意义，可通过观看图片，认识个体生长过程中的细胞凋亡。

二、说教法

我们都知道生物是一门培养人的实践能力的重要学科。因此，在教学过程中，不仅要使学生“知其然”，还要使学生“知其所以然”。我们在以师生既为主体，又为客体的原则下，展现获取理论知识、解决实际问题方法的思维过程。

考虑到高一年级学生的现状，我主要采取学生活动的教学方法，让学生真正的参与活动，而且在活动中得到认识和体验，产生践行的愿望。培养学生将课堂教学和自己的行动结合起来，充分引导学生全面的看待发生在身边的现象，发展思辨能力，注重学生的心理状况，当然，教师自身也是非常重要的教学资源。教师本人应该通过课堂教学感染和激励学生，充分调动起学生参与活动的积极性，激发学生对解决实际问题的渴望，并且要培养学生以理论联系实际的能力，从而达到最佳的教学效果。同时也体现了课改的精神。

基于本节课内容的特点，我主要采用了以下的教学方法： ①直观演示法：

利用图片的投影等手段进行直观演示，比如在讲到细胞衰老的特征时，可用图片进行比较，以此来激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，促进学生对知识的掌握。

②活动探究法

引导学生通过创设情境等活动形式获取知识，以学生为主体，使学生的独立探索性得到充分的发挥，培养学生的自学能力、思维能力、活动组织能力。比如在第一部分讲到个体衰老时，可让学生运用自己的经验来说说老人身上与我们相比有哪些不同，培养学生的总结组织能力等； ③集体讨论法

针对课堂上提出的问题，组织学生进行集体和分组讨论，促使学生在学习中解决问题，培养学生解决问题的能力以及团结协作的精神。比如在比较细胞凋亡与坏死是区别时可以让学生先进行小组讨论，再进行总结，而不是单一地接受教师传授的观点。

三、说学法

我们常说：“现代的文盲不是不懂字的人，而是没有掌握学习方法的人”，因而，我在教学过程中特别重视学法的指导。让学生从机械的“学答”向“学问”转变，从“学会”向“会学”转变，成为真正的学习主人。在本课的学习中，教师指导学生在自主学习的基础上，通过小组讨论，分析比较，归纳对比等方法完成学习任务，在学习过程中，教师可以将学生分为若干学习小组，让成员间协作学习，进行讨论，从而创设一个自主的良好的学习氛围，让每个学生积极参与其中，认真思索，充分体现主体作用。

四、说教学程序

由于细胞的衰老和凋亡与人的衰老和寿命有关，学生易感兴趣。可从人体衰老的特征入手，引出细胞衰老的特征，借助多媒体辅助教学，化抽象为具体，在此基础上对比个体衰老与细胞衰老的区别，并讨论如何延缓衰老，延长寿命，倡导健康的生活方式。因此本节课主要围绕细胞衰老与细胞凋亡的特征及与机体的关系展开，分4个环节来设计教学程序

（一）导入新课（5min）

展示图片：受精卵、胚胎、婴儿、少年、青年、成年、老年，让学生总结出人的生长发育过程，得出衰老是生命进程中的一个自然的必经的过程，向学生提问“人体的衰老都表现出哪些特征？”学生思考后回答问题，达到活跃课堂气氛，发散思维的效果，总结学生的发言。通过对人体衰老的认识，引出细胞衰老，向学生提出问题“细胞是否也会衰老”，导入本节课的内容，进入第二环节。

（二）学习新课（30min）

首先让学生阅读课本回答前面提出的问题，教师总结细胞与机体一样也会经历衰老死亡。通过描述人体衰老的特征，讨论如何延缓衰老，延长寿命，引出个体衰老与 细胞衰老的关系。个体衰老与细胞衰老有关，但二者又不能划等号。a.单细胞生物体：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；

b.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。

可围绕这一问题创设问题情境，让学生展开课堂短时讨论，并为讲述细胞衰老的特征做铺垫。

接下来介绍细胞衰老特征，其中可通过图片比较来总结细胞衰老的特征。细胞衰老的原因一直是研究的热点和难点，至今有多种学说，学生接受起来有一定的难度。但同时这个问题与现实生活联系紧密，学生易感兴趣。这方面教科书处理为选学内容，可适当介绍给学生。

最后从生物的寿命引入，探讨细胞的死亡。强调细胞死亡有两种形式：a.细胞坏死，它是由某些外界因素造成细胞急速死亡，是一种被动性死亡；b.细胞凋亡，这是一种由特定基因控制的主动性死亡。细胞坏死与细胞凋亡在形态学和生物化学上有着明显区别。细胞凋亡有广泛的生物学意义，比如胚胎发育期手的发育如果没有细胞的凋亡就不会有纤细的手指；如果没有正常的细胞凋亡，蝌蚪的尾部就不会消失，它将永远不能变成青蛙。正常的细胞凋亡还肩负着维持各种组织器官固有体积和形态功能，还会使机体内异常的细胞得到及时消除，去除潜在的隐患，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是一种非常重要的调节机制，是机体平衡细胞增殖，调节机体细胞树目恒定的方式，是必不可少的生命过程。

（三）课堂小结（5min）

可以把课堂传授的知识尽快地转化为学生的素质；简单扼要的课堂小结，可使学生更深刻地理解政治理论在实际生活中的应用，并且逐渐培养学生具有良好的个性。以提问的方式，引导学生将本节课所讲的重点难点进行总结整理，明确其中的重要概念，带领学生再次温习一遍主要脉络，巩固知识结构，查漏补缺。

（四）布置课后作业（5min）

对学生进行关爱他人、关注社会问题的情感教育，并引导学生课后进行书本中的关于社会老龄化相关问题的资料搜集和分析，要求以小组为单位书写一份社会老龄化的相关问题的活动报告。

[板书设计]

第3节

细胞的衰老和凋亡

一、个体的衰老与细胞衰老的关系

单细胞生物：细胞衰老＝个体衰老

多细胞生物：细胞衰老≠个体衰老，细胞时刻在更新

二、细胞衰老的特征

三、细胞衰老的原因及预防措施

四、细胞凋亡以及与细胞坏死的区别

五、说教学成果分析

各位领导、老师们，本节课根据高一级学生的心理特征及其认知规律，采用直观教学和活动探究的教学方法，以“教师为主导，学生为主体”，教师的“导”立足于学生的“学”，以学法为重心，放手让学生自主探索的学习，主动参与到知识形成的整个思维过程，充分调动学生的学习兴趣，发挥学生的能动性，力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平，从而达到预期的教学效果。本节课的教学，在确定目标和教学实施等过程中，教师不仅备了“知识点”，而且深入挖掘了其中的“情感生长点”和“能力培养点”。以“细胞衰老与个体衰老的关系—细胞衰老的特征—细胞凋亡和坏死”为知识教学的主线，通过课前的资料收集和课中的资料分析，在传授知识的同时突出培养了学生利用资料探究问题的能力，在这一过程中将“关注老龄化问题、关爱老人”等情感教育主题有机地、自然地融入教学，使教学目标在三个维度上都得到了很好的达成。

这节课的具体教学方式呈现多样化，有PPT演示、讲授和资料搜集和分析等，在联系学生生活经验和以往所学知识解决问题的过程中，体现了民主和谐的师生关系和求真求实的氛围，通过学生的自学教材、阅读资料、相互讨论与交流等环节充分突出了学生学习的自主性。

7.高一生物细胞凋亡教案2 篇七

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。细胞凋亡是由基因来控制的正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，它是维持组织一个自然过程。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）。

1.细胞凋亡的过程和机制 细胞凋亡发生时，器官和组细胞凋亡是借用古希腊语，表示细胞像秋天的树叶一样凋织并没有发生坏死现象，即不发落的死亡方式。1972年Kerr最先提出这一概念，他发现结扎大生炎症。而当细胞受到急性强力鼠肝的左、中叶门静脉后，其周围细胞发生缺血性坏死，但由伤害时立即出现的早期反应。包肝动脉供应区的实质细胞仍存活，只是范围逐渐缩小，其间一括胞膜直接破坏，然后发生炎症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（如下图）。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。

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。

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。

【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

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

育起促进作用。

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。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。

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。

思维拓展

8.细胞凋亡与细胞色素C 篇八

细胞凋亡与细胞色素C

细胞凋亡是动植物最基本的生命活动,是一个有一系列酶参与的,并且由基因控制的主动的、高度有序的.死亡过程.线粒体除了为细胞提供能量外,在细胞凋亡中也起着中心调控作用.研究发现,线粒体释放的细胞色素C是细胞凋亡过程的关键因素,已是近些年研究的热点.本文就细胞色素C从线粒体释放的机制及在凋亡中的作用进行综述.

作 者：许守明 陈双喜 何艳霞 作者单位：河南大学生命科学学院,农业生物技术研究所,河南开封,475004刊 名：安徽农学通报英文刊名：ANHUI AGRICULTURAL SCIENCE BULLETIN年，卷(期)：15(15)分类号：Q255关键词：细胞凋亡 细胞色素C 线粒体

9.细胞凋亡检测方法小结 篇九

一、定性和定量研究

只定性的研究方法：常规琼脂糖凝胶电泳、脉冲场倒转琼脂糖凝胶电泳、形态学观察（普通光学显微镜、透射电镜、荧光显微镜）

进行定量或半定量的研究方法：各种流式细胞仪方法、原位末端标记法、ELISA定量琼脂糖凝胶电泳。

二、区分凋亡和坏死

可将二者区分开的方法：琼脂糖凝胶电泳，形态学观察（透射电镜是是区分凋亡和坏死最可靠的方法），Hoechst33342/PI双染色法流式细胞仪检测，AnnexinV/PI双染色法流式细胞仪检测等。

不能将二者区分开的方法：原位末端标记法、PI单染色法流式细胞仪检测等。

三、样品来源不同选择 组织：主要用形态学方法(HE染色，透射电镜、石蜡包埋组织切片进行原位末端标记，ELISA或将组织碾碎消化做琼脂糖凝胶电泳)。

四、细胞凋亡检测

1、早期检测: 1)PS(磷脂酰丝氨酸)在细胞外膜上的检测 2)细胞内氧化还原状态改变的检测 3)细胞色素C的定位检测 4)线粒体膜电位变化的检测

2、晚期检测：

细胞凋亡晚期中，核酸内切酶在核小体之间剪切核DNA，产生大量长度在180-200 bp 的DNA片段。

对于晚期检测通常有以下方法：

1)TUNEL(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记)2)LM-PCR Ladder(连接介导的PCR检测)3)Telemerase Detection(端粒酶检测)

3、生化检测：

1）典型的生化特征：DNA 片段化

2）检测方法主要有：琼脂糖凝胶电泳、原位末端标记（TUNEL）等 3）TUNEL（末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记）4）通过DNA末端转移酶将带标记的 dNTP（多为dUTP）间接或直接接到DNA片段的3’-OH端，再通过酶联显色或荧光检测定量分析结果。可做细胞悬液、福尔马林固定或石蜡处理的组织、细胞培养物等多种样本的检测。

4、LM-PCR Ladder(连接介导的PCR检测)当凋亡细胞比例较小以及检测样品量很少（如活体组织切片）时，直接琼脂糖电泳可能观察不到核DNA的变化。通过LM-PCR,连上特异性接头，专一性地扩增梯度片段，从而灵敏地检测凋亡时产生梯度片段。此外，LM-PCR 检测是半定量的，因此相同凋亡程度的不同样品可进行比较。如果细胞量很少，还可在分离提纯DNA后，用32P-ATP和脱氧核糖核苷酸末端转移酶（TdT）使DNA标记，然后进行电泳和放射自显影，观察凋亡细胞中DNA ladder的形成。

上述两种方法都针对细胞凋亡晚期核DNA断裂这一特征，但细胞受到其它损伤（如机械损伤，紫外线等）也会产生这一现象，因此它对细胞凋亡的检测会受到其它原因的干扰。需结合其它的方法来检测细胞凋亡。其它方法：

1）Telemerase Detection(端粒酶检测)端粒酶是由RNA和蛋白组成，它可以自身RNA为模板逆转录合成端粒区重复序列，使细胞获得“永生化”。正常体细胞是没有端粒酶活性的，每分裂一次，染色体的端粒会缩短，这可能作为有丝分裂的一种时钟，表明细胞年龄、复制衰老或细胞凋亡的信号。研究发现，90%以上的癌细胞或凋亡细胞都具有端粒酶的活性。2）mRNA水平的检测

研究者们发现了很多在细胞凋亡时表达异常的基因，检测这些特异基因的表达水平也成为检测细胞凋亡的一种常用方法。据报道，Fas 蛋白结合受体后能诱导癌细胞中的细胞毒性T细胞（cytotoxic T cells）等靶细胞。Bcl-2 和bcl-X(长的)作为抗凋亡（bcl-2 和bcl-X）的调节物，它们的表达水平比例决定了细胞是凋亡还是存活。用荧光定量PCR技术来检测基因表达水平无疑比之前者更快更准确。通过检测fas, bax-alpha 和 bcl-X(长的)基因的 mRNA表达水平来进行细胞凋亡的检测。

5、细胞内氧化还原状态改变的检测：

正常状态下,谷光苷肽(GSH)作为细胞的一种重要的氧化还原缓冲剂。细胞内有毒的氧化物通过被GSH还原而定期去除，氧化型的GSH又可被GSH还原酶迅速还原。这一反应在线粒体中尤为重要，许多呼吸作用中副产物的氧化损伤将由此被去除。当细胞内GSH的排除非常活跃时，细胞液就由还原环境转为氧化环境，这可能导致了凋亡早期细胞线粒体膜电位的降低，从而使细胞色素C（三羧酸循环中的重要组分）从线粒体内转移到细胞液中，启动凋亡效应器caspase的级联反应。

6、细胞色素C的定位检测

细胞色素C作为一种信号物质，在细胞凋亡中发挥着重要的作用。正常情况下，它存在于线粒体内膜和外膜之间的腔中，凋亡信号刺激使其从线粒体释放至细胞浆，结合Apaf-1（apoptotic protease activating factor-1）后启动caspase级联反应：细胞色素C/Apaf-1复合物激活caspase-9，后者再激活caspase-3和其它下游caspase。

7、线粒体膜电位变化的检测：

1）线粒体跨膜电位的耗散与细胞凋亡有密切关系

2）近年来陆续有报道说明线粒体跨膜电位的耗散早于核酸酶的激活，也早于磷酯酰丝氨酸暴露于细胞表面。而一旦线粒体跨膜电位耗散，细胞就会进入不可逆的凋亡过程。

3）在细胞凋亡过程中线粒体跨膜电位的耗散主要是由于线粒体内膜的通透性转变，这是由于生成了动态的由多个蛋白质组成的位于线粒体内膜与外膜接触位点的通透性转变孔道(PT孔道)能稳定线粒体跨膜电位就能防止细胞凋亡。线粒体在细胞凋亡作用中的进一步证据：

1）若将纯化的正常的线粒体与纯化的细胞核在一起保温，并不导致细胞核的变化。但若将诱导生成PT孔道的线粒体与纯化的细胞核一同保温，细胞核即开始凋亡变化。2）形态学观察，看到细胞数目有限，统计学上的准确性受影响；

3）凝胶电泳检测DNA破坏了细胞的完整性也不能测出凋亡细胞占总细胞的比例； 4）流式细胞术可检测细胞、亚细胞及分子水平的特征性变化。用于流式细胞仪检测的染料：

PI、Hoechst、EB、DAPI、丫啶橙等，其中PI、Hoechst最常用。PI和Hoechst33342双标：

PI、Hoechst33342均可与细胞核DNA（或RNA）结合。但是PI不能通过正常的细胞膜，Hoechst则为膜通透性的荧光染料，故细胞在处于坏死或晚期调亡时细胞膜被破坏，这时可为PI着红色。正常细胞和中早期调亡细胞均可被Hoechst着色，但是正常细胞核的Hoechst着色的形态呈圆形，淡兰色，内有较深的兰色颗粒；而调亡细胞的核由于浓集而呈亮兰色，或核呈分叶，碎片状，边集。

故PI着色为坏死细胞；亮兰色，或核呈分叶状，边集的Hoechst着色的为调亡细胞。PI和Annexin-V双标：

磷脂酰丝氨酸（PS）正常位于细胞膜的内侧，但在细胞凋亡的早期（或细胞损伤时）PS可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜的表面，暴露在细胞外环境中。

Annexin-V（green）可以和磷脂酰丝氨酸（PS）特异性结合。因此细胞处于调亡或坏死时，Annexin-V可为阳性（早期的坏死细胞可能为阴性）。但是只有坏死的细胞PI是阳性

五、形态学观察

1、普通光学显微镜观察

2、透射电子显微镜观察

3、荧光显微镜观察

1、普通光镜下观察：

1)用苏木素-伊红（HE）染色：细胞核固缩碎裂、呈蓝黑色、胞浆呈淡红色（凋亡细胞），正常细胞核呈均匀淡蓝色或蓝色，坏死细胞核呈很淡的蓝色或蓝色消失

2)Giemsa染色法、瑞氏染色法等，正常细胞核的色泽均一，凋亡细胞染色变深，坏死细胞染色浅或没染上颜色 直接用倒置显微镜观察： 1）细胞体积变小，全面皱缩；

2）凋亡小体为数个圆形小体围绕在细胞周围。

2、透射电子显微镜观察

凋亡细胞体积变小，细胞质浓缩。

细胞凋亡过程中细胞核染色质的形态学改变分为三期：Ⅰ期的细胞核呈波纹状或呈折缝样，部分染色质出现浓缩状态；Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化；Ⅱb期的细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体。

3、荧光显微镜

常用的荧光染料：丫啶橙、PI、DAPI、Hoechst33258 和Hoechst33342、EB等

Hoechst 33342、Hoechst 33258、DAPI三种染料与DNA的结合是非嵌入式的，主要结合在DNA的A-T碱基区。紫外光激发时发射明亮的蓝色荧光。1）PI双染色法基本原理

Hoechst是与DNA特异结合的活性染料，能进入正常细胞膜而对细胞没有太大得细胞毒作用。Hoechst 33342在凋亡细胞中的荧光强度要比正常细胞中要高。DAPI为半通透性，用于常规固定细胞的染色。碘化丙啶(PI)是一种核酸染料，它不能透过完整的细胞膜，但在凋亡中晚期的细胞和死细胞，PI能够透过细胞膜而将细胞核染红。因此将Annexin-V与PI匹配使用，就可以将凋亡早晚期的细胞以及死细胞区分开来。

注意事项：细胞凋亡时，其DNA可染性降低被认为是凋亡细胞的标志之一，但这种DNA可染性降低也可能是因为DNA含量的降低，或者是因为DNA结构的改变使其与染料结合的能力发生改变所致。在分析结果时应该注意。

六、细胞凋亡的分子生物学检测方法: 细胞凋亡中染色体DNA的断裂是个渐进的分阶段的过程，染色体DNA首先在内源性的核酸水解酶的作用下降解为50-300kb的大片段。然后大约30 ﹪的染色体DNA在Ca ²+和Mg²+依赖的核酸内切酶作用下，在核小体单位之间被随机切断，形成180～200bp核小体DNA多聚体。DNA双链断裂或只要一条链上出现缺口而产生的一系列DNA的3’-OH末端可在脱氧核糖核苷酸末端转移酶（TdT）的作用下，将脱氧核糖核苷酸和荧光素、过氧化物酶、碱性磷酸化酶或生物素形成的衍生物标记到DNA的3’-末端，从而可进行凋亡细胞的检测，这类方法一般称为脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法（TUNEL）。由于正常的或正在增殖的细胞几乎没有DNA的断裂，因而没有3’-OH形成，很少能够被染色。低分子量的DNA分离后，也可使用DNA聚合酶进行缺口翻译（nick translation），使低分子量的DNA标记或染色，然后分析凋亡细胞。TUNEL或缺口翻译法实际上是分子生物学与形态学相结合的研究方法，对完整的单个凋亡细胞核或凋亡小体进行原位染色，能准确的反应细胞凋亡最典型的生物化学和形态特征，可用于石蜡包埋组织切片、冰冻组织切片、培养的细胞和从组织中分离的细胞的细胞凋亡测定，并可检测出极少量的凋亡细胞，灵敏度远比一般的组织化学和生物化学测定法要高，因而在细胞凋亡的研究中已被广泛采用。过氧化物酶标记测定法

原理：脱氧核糖核苷酸衍生物地高辛[（digoxigenin）-11-dUTP]在TdT酶的作用下，可以掺入到凋亡细胞双链或单链DNA的3-OH末端，与dATP形成异多聚体，并可与连接了报告酶（过氧化物酶或碱性磷酸酶）的抗地高辛抗体结合。在适合底物存在下，过氧化物酶可产生很强的颜色反应，特异准确的定位出正在凋亡的细胞，因而可在普通光学显微镜下进行观察。

毛地黄植物是地高辛的唯一来源。在所有动物组织中几乎不存在能与抗地高辛杭体结合的配体，因而非特异性反应很低。抗地高辛的特异性抗体与脊椎动物甾体激素的交叉反应不到1％，若此抗体的Fc部分通过蛋白酶水解的方法除去后，则可完全排除细胞Fc受体非特异性的吸附作用。

本方法可以用于福尔马林固定的石蜡包埋的组织切片、冰冻切片和培养的或从组织中分离的细胞凋亡测定。(一)试剂配制

1、磷酸缓冲液PBS（pH7.4）：磷酸钠盐 50mM，NaCl 200mM。

2、蛋白酶K（200μg/ml，pH7.4）：蛋白酶K 0.02g；PBS 100ml。

3、含2%H2O2的PBS缓冲液（pH7.4）：H2O2 2.0ml；PBS缓冲液 98.0ml。

4、TdT酶缓冲液（新鲜配）：Trlzma碱 3.63g用 0.1N HCl调节pH至 7.2，加ddH2O定容到1000ml；再加入二甲砷酸钠 29．96g和氯化钴0.238g。

5、TdT酶反应液：TdT酶32μl；TdT酶缓冲液 76μl，混匀，置于冰上备用。

6、洗涤与终止反应缓冲液：氯化钠 17.4g；柠檬酸钠 8.82g；ddH2O 1000ml 7、0.05％二氨基联苯（DAB）溶液：DAB 5mg；PBS 10ml，pH7.4, 临用前过滤后，加过氧化氢至0.02%。8、0.5％甲基绿（pH4.0）：甲基绿0.5g；0.1M乙酸钠100ml。9、100％丁醇，100％、95％、90％、80％和70％乙醇，二甲苯，10％中性甲醛溶液，乙酸，松香水等。

10、过氧化物酶标记的抗地高辛抗体（ONCOR）

（二）实验步骤

1、标本预处理：（1）石蜡包埋的组织切片预处理：将组织切片置于染色缸中，用二甲苯洗两次，每次5min。用无水乙醇洗两次，每次3min。用95％和75％乙醇各洗一次，每次3min。用PBS洗5min 加入蛋白酶K溶液（20ug／ml），于室温水解15min，去除组织蛋白。用蒸馏水洗4次，每次2min，然后按下述步骤2进行操作。

（2）冰冻组织切片预处理：将冰冻组织切片置10％中性甲醛中，于室温固定10min后，去除多余液体。用PBS洗两次，每次5min。置乙醇：乙酸（2：1）的溶液中，于-20℃处理5min，去除多余液体。用PBS洗两次，每次5min，然后按下述步骤2进行操作。

（3）培养的或从组织分离的细胞的预处理：将约 5 × 107个/ml细胞于 4％中性甲醛室温中固定 10min。在载玻片上滴加 50～100μl细胞悬液并使之干燥。用PBS洗两次，每次5min，然后按下述步骤2进行操作。

2、色缸中加入含2％过氧化氢的PBS，于室温反应5min。用PBS洗两次，每次5min。

3、用滤纸小心吸去载玻片上组织周围的多余液体，立即在切片上加2滴 TdT酶缓冲液，置室温1～5min。

4、用滤纸小心吸去切片周围的多余液体，立即在切片上滴加 54μl TdT酶反应液，置湿盒中于37C反应 1hr（注意：阴性染色对照，加不含TdT酶的反应液）。

5、将切片置于染色缸中，加入已预热到37℃的洗涤与终止反应缓冲液，于37℃保温30min，每10min将载玻片轻轻提起和放下一次，使液体轻微搅动。

6、组织切片用PBS洗 3次，每次 5min后，直接在切片上滴加两滴过氧化物酶标记的抗地高辛抗体，于湿盒中室温反应30min。

7、用PBS洗4次，每次5min。

8、在组织切片上直接滴加新鲜配制的0.05％DAB溶液，室温显色3～6min。

9、用蒸馏水洗4次，前3次每次1min，最后1次5min。

10、于室温用甲基绿进行复染10min。用蒸馏水洗3次，前两次将载玻片提起放下10次，最后1次静置30s。依同样方法再用100％正丁醇洗三次。

11、用二甲苯脱水3次，每次2min，封片、干燥后，在光学显微镜下观察并记录实验结果。

（三）注意事项