高一生物细胞的癌变2.ppt

第4节 细胞的癌变,必修1 分子与细胞 第6章 细胞的生命历程,教学目标,重点难点,问题探讨,教学过程,知识结构,教学反馈,课后习题,教学参考,教学目标,【知识教学点 】： 1.说出癌细胞的主要特征和致癌因子 2.讨论恶性肿瘤的防治选择健康的生活 【能力训练点 】： 1、通过学生在解决实际问题的过程中理解生物学的基本概念，培养学生的理解能力以及从课文中提取信息的能力。 2、通过对癌症的预防措施的讨论，让学生亲历思考和探究的过程，领悟研究方法，养成尊重事实的研究态度和能力，以及应用理论知识解决实际生活问题的能力。 【德育渗透点】： 1、通过癌症的致死率高的学习，激发学生对细胞癌变的关注，从而确立积极的生活态度和健康的生活方式。 2、通过致癌因子的讨论，引导学生认识到吸烟的危害，以及增强爱护环境的意识。 【美育渗透点】： 通过本节课的学习，让学生认识到生命的美，从而感知生命的珍贵。 【学科方法训练点】： 1、结合本课内容，引导学生联系实际生活，发现问题、探究问题、解决问题。 2、对学生进行口头表述能力的训练。,重点难点,教学重点： 1、癌细胞的主要特征。 2、致癌因子。 教学难点： 原癌基因与抑癌基因的区别。,问题探讨,1.晒太阳对人体有什么好处？ 提示：日光浴使皮肤生发层细胞中的胆固醇在紫外线照射下转化成维生素D，可以预防佝偻病、骨质疏松症；同时在紫外线的照射下，表皮细胞可以产生黑色素，保护内部组织和器官。 2.如何正确处理日光浴与预防紫外线过度辐射之间的关系？ 提示：（1）尽量不在紫外线强烈辐射的时间和地点长时间进行日光浴。不同的地区由于经纬度不同，因而日照强度过强的时间长短不同。可以引导学生调查当地的紫外线辐射的情况。（2）涂上防晒霜，可以在一定程度上减弱紫外线辐射对皮肤的伤害。（3）使用防紫外线遮阳伞，可以适当减少紫外线辐射。 3.为什么臭氧层破坏会导致皮肤癌患者增多？ 提示：臭氧层可以部分吸收紫外线。当臭氧层被破坏时，过多的紫外线辐射有可能伤及表皮细胞中的遗传物质，严重时可能导致皮肤癌。,教学过程,导言： 【提问】在我们身边时常听到有关癌症的情况，就你所知，你听说过哪些癌症？ 【学生回答】肝癌、肺癌、胃癌、肠癌、食管癌、宫颈癌、鼻咽癌、乳腺癌、皮肤癌、血癌（白血病）、脑癌、前列腺癌、舌癌等等。 【思考与讨论】（分四小组，每组讨论一个问题） 1、癌细胞与正常细胞有什么区别？ 2、引起细胞癌变的致癌因子有哪些？ 3、细胞为什么会发生癌变？ 4、怎样预防癌症的发生？与预防禽流感AI、非典型性肺炎SARS、的措施有什么不同？ （教师巡查指导，待学生讨论分析后由学生回答，教师归纳）,教师归纳,一、癌变的原因： 受到致癌因子的作用 结果： 细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,癌症通常也叫恶性肿瘤，由癌细胞大量增殖而引起的。,肿瘤 可分为良性肿瘤和恶性肿瘤两类。前者生长缓慢，与周围组织界限清楚，不转移，对人体健康危害小。后者生长迅速，转移到其他部位，产生有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。,恶性肿瘤 也叫癌症，是目前危害人类健康最严重的一类疾病。在美国，恶性肿瘤的死亡率仅次于心血管疾病而居第二位。我国最为常见和危害性严重的肿瘤为肺癌、鼻咽癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、宫颈癌、白血病及淋巴瘤等。,二、癌细胞的主要特征,1、在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。 2、癌细胞的形态结构发生显著变化。 3、癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间的黏性降低。,肺癌细胞,晚期肝癌细胞,正常成纤维细胞扁平梭形,癌变后球形的成纤维细胞,癌细胞吞噬血细胞,三、致癌因子,1、物理致癌因子: 主要指辐射（如核辐射，热辐射，紫外线，X射线等） 2、化学致癌因子: 无机化合物:如石棉,砷化物,铬化物，镉化物等；某些金属，如铬、镍、砷等也可致癌。 有机化合物:联苯胺，烯环烃，亚硝胺，黄曲霉素等。,氯乙烯 目前应用最广的一种塑料聚氯乙烯，是由氯乙烯单体聚合而成的。大鼠长期吸入氯乙烯气体后，可诱发肺、皮肤及骨等处的肿瘤。通过塑料工厂工人流行病学调查已证实氯乙烯能引起肝血管肉瘤，潜伏期一般在15年以上。,黄曲霉菌 广泛存在于污染的食品中，尤以霉变的花生、玉米及谷类中含量最多。黄曲霉毒素B1是已知最强的化学致癌物之一，可引起人和啮齿类、鱼类、鸟类等多种动物的肝癌。,香烟有20多种致癌物质！,1987年11月， 联合国世界卫生组织建议将每年的月日定为“世界无烟日”，并于1988年开始执行。,3、生物致癌因子：,毕晓普 J. Michael Bishop 美国,瓦尔姆斯 Harold E. Varmus 美国,生物致癌因素包括病毒、细菌、霉菌等,荣获1989年诺贝尔生理学或医学奖- 发现了逆转录酶病毒致癌基因的细胞来源,与人类细胞癌变关系密切的有4类病毒：逆转录病毒、乙型肝炎病毒、乳头状瘤病毒和Epstein-Bars病毒（简称EB病毒），后三类都是DNA病毒。,致癌因子为什么导致细胞癌变呢？,四、癌变的原因,抑癌基因的功能是抑制细胞不正常的增殖。,原癌基因（oncogene）负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。,当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，细胞就会过度增殖，形成肿瘤。,A.原癌基因,B.抑癌基因,累积效应,小结：发病机理,正常细胞,癌细胞,原癌基因,激活状态,抑制状态,致癌因子,4、预防： 避免接触致癌因子 增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯，从多方面积极采取防护措施。,抑癌基因,物理致癌因子,物理致癌因子,3。3、4-苯并芘是煤焦油中的主要致癌成分，存在于吸烟时烟草燃烧的烟雾、工厂的煤烟、汽车的尾气等。近几十年来，肺癌的发病率增加，很可能和人们吸入了大量的上述气体有关。,4。有人用砷酸钠治疗皮肤病后，出现局部色素增加，过度角化，最后发展为皮肤癌，砷是迄今发现的唯一使人致癌而不是动物致癌的物质。,5。当鸟类溶血病毒感染鸡以后，会导致erb-B基因被过度激活，从而产生大量酪氨酸蛋白激酶和EGF受体，最终患白血病和成纤维肉瘤。,化学致癌因子,化学致癌因子,病毒致癌因子。,【提问】预防癌症的措施，能同时预防禽流感和预防SARS吗？,【学生回答】 【教师归纳】 禽流感AI 1.尽量不跟候鸟、活禽接触。专家建议：接触禽类后要彻底洗净双手。 2.注意日常消毒。在70时加热数分钟或者阳光直射40到48小时以内，均可杀死禽流感病毒。 3.重视疾病预防。市民平时应加强体育锻炼，多休息，避免过度劳累；保持室内空气流通，尽量少去空气不流通场所；注意个人卫生，打喷嚏或咳嗽时掩住口鼻。市民出现流感症状，无需紧张，但应及时就医，对原因不明的肺炎患者必须进行禽流感排查。 4.不要去疫区旅游。 非典型性肺炎SARS： 最有效预防SARS的方法是保持良好的个人及环境卫生。要预防呼吸道感染，市民应采取以下措施： 1.保持良好的个人卫生习惯，在打喷嚏、咳嗽或清理鼻子后要洗手； 2.保持空气流通； 3.避免前往人多挤迫及空气流通不佳的地方； 4.若出现呼吸系统受感染征状，立即求医； 5.若呼吸系统受感染，应戴上口罩，减低疾病传播的机会； 6.注意均衡饮食、定期运动及足够休息，减轻压力及避免吸烟，建立良好的身体抵抗力。,五、癌症的诊断和治疗,病理切片的显微观察，CT，核磁共振以及癌基因检测。,化学疗法主要利用抗癌剂杀死癌细胞。多种抗癌剂混合使用往往可以获得较好的疗效，并且副作用小。,免疫疗法主要通过提高机体免疫能力，特别是通过增殖和活化T淋巴细胞，增强机体免疫系统抵抗癌组织的能力。,手术切除，这就需要尽可能在早期发现癌组织，才能完全清除。,放射线疗法是使用高能X射线或射线集中照射患病部位，杀死癌细胞。放射线疗法不适于病灶范围已经扩大的患者。,由于癌症发生的早期，往往不表现出任何症状，难于及时发现，而对于癌症晚期的病人，目前还缺少有效的治疗手段。因此在个人日常生活中要注意远离致癌因子，改掉不良生活习惯，提高生活质量。争做健康中学生！ 目前，科学家正在细胞和基因水平上对细胞的癌变进行深入研究。相信，总有一天，人类将彻底战胜癌症！,1.不吃发霉的粮食及其制品。花生、大豆、米、面粉、植物油等发霉后，可产生黄曲霉素，是一种强烈的致癌(特别是肝癌)物质。 2.不吃熏制或腌制的食物， 如熏肉、咸肉、咸鱼、腌酸菜、腌咸菜等，这些食物中含有一种可能导致胃癌和食道癌的化学物质。 3.不吸烟。香烟中的焦油等物质是导致肺癌和胰腺癌的致癌因素。最近研究证明，吸烟和妇女宫颈癌也有关系。 4.不酗酒，特别是不饮烈酒。浓度高的酒精会刺激口腔、食道壁和胃壁的上皮细胞并引发癌变。 5.同时吸烟与喝酒会大大增加致癌的机会。 6.不能用洗衣粉擦洗餐具、茶具或洗食物。,日常防癌十一则,7.不吃被农药污染的蔬菜、水果和其它东西。 8.饮用新鲜、清洁的水，不喝过烫的水，不吃过热、过硬、烧焦或太咸食物。 9.多吃新鲜蔬菜，吃饭不要过饱，控制肉类食物摄入量，控制体重，这样可以减少癌症的发病率。 10.不要经常吃有可能致癌的药物，如激素类药物、大剂量的维生素e等。 11.炒菜或油炸食品时，因油锅太热产生许多油烟对人体有害，所以炒菜油温不能太高，不能让油锅冒油烟，尽量少用煎、炒、油炸、熏烤的烹调方法。提倡多用蒸、煮、凉拌、水氽、汤菜等烹调方法。,知识结构,【小结】 1、癌细胞的主要特征： 恶性增值的“不死的细胞”； 形状显著改变的“变态的细胞”； 黏着性降低的“扩散的细胞”。 2、致癌因子：物理、化学、病毒致癌因子。 3、原癌基因和抑癌基因的区别：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。抑癌基因则主要是阻止组织细胞不正常的增值。 4、预防癌症发生的措施：在个人日常生活中注意远离物理、化学和病毒致癌因子；同时要注意增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯，从多方面采取防护措施。,教学反馈,通过本内容的学习，学生了解了癌细胞的特征和危害、致癌因子以及癌症的治疗与预防；培养学生收集资料、提出问题和应用所学知识解决问题的能力；使学生能做到关爱癌症患者、关心社会和拥有健康的生活方式。 在学习本内容的过程中，教师要尽可能以一种平等、民主的态度，使学生在轻松、和谐的氛围中学习。学习所采用内容多联系生活实际，研究从身边做起，从生活中挖掘出有探究价值的内容，培养学生善于观察、善于思考的习惯。本内容的学习方法具有开放性，且形式多样，有课前收集、提问、讨论、思考与练习、阅读、数据分析、演讲及课后思考等。 从最后的“角色扮演”来看，有些学生对癌症依然比较恐惧，情绪比较悲观，说明学生对本内容还处于初步的认识阶段，对癌症以预防为主这个知识点领会得还不够深刻。,1、癌细胞具有的特征中，不正确的是（ ） A. 能够无限增殖 B. 癌细胞的形态结构发生了变化 C. 癌细胞的表面发生变化 D. 癌细胞与正常细胞都可以正常进行细胞的分化,D,课后习题,2、长期吸烟容易患肺癌的原因是( ) A.煤焦油黏着在肺泡壁上,使肺泡失去弹性 B.煤焦油能导致机体产生原癌基因 C.煤焦油能激活原癌基因,使之从抑制状态转变成激活状态,从而使正常细胞发生癌变 D.吸入的一氧化碳使肺泡变薄,C,3、医学上常给肿瘤患者采取“化疗“的方法来治疗,其实质就是用化学药剂抑制肿瘤细胞的DNA复制,这时的肿瘤细胞就停留在( ) A.分裂期前期 B.分裂期中期 C.分裂期后期 D.分裂间期,D,4、癌症患者晚期发生癌细胞扩散,主要原因是( ). A.癌细胞能够无限增殖 B.癌细胞的形态结构发生了变化 C.癌细胞的表面发生了变化,使细胞彼此之间黏着性减小 D.癌细胞具有细胞的全能性,C,课后思考讨论,一、癌症都是不治之症吗？请举例说明。 提示：不都是。如果早发现，有些癌症完全可以通过手术切除、化疗或放疗治愈，如乳腺癌、胃癌、肠癌等。 二、吸烟的人容易患肺癌。但是有些不吸烟的人也得了肺癌，对此你认为该怎样解释？ 提示：（1）被动吸烟也可能导致肺癌。（2）其他因素可能导致肺癌。,教学参考,1.肿瘤的概念 肿瘤（tumor,neoplasm）是一种基因病，但并非是遗传的。它是指细胞在致瘤因素作用下，基因发生了改变，失去对其生长的正常调控，导致异常增生。肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。前者生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对人体健康危害不大。后者生长迅速，可转移到身体其他部位，还会产生有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。 恶性肿瘤也叫癌症，是目前危害人类健康最严重的一类疾病。在美国，恶性肿瘤的死亡率仅次于心血管疾病而居第二位。据我国2000年卫生事业发展情况统计公报，城市地区居民死因第一位为恶性肿瘤，其次为脑血管病、心脏病。我国最为常见和危害性严重的肿瘤为肺癌、鼻咽癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、宫颈癌、白血病及淋巴瘤等。 2.癌症 癌症不同于各类病原体入侵机体所引起的传染病，它是由机体内的正常细胞因为基因突变而完全改变了原有性质而发生的。癌细胞总是无视自己与周围细胞的关系以及所属组织、器官的生理功能，只管“我行我素”。 正常细胞仅在需要新细胞时才进行细胞分裂，而癌细胞则通常以每24小时一次的频率活跃地分裂，并且会在无度的繁殖过程中逐渐获得新的性质，“转移能力”便是其中之一。如果癌细胞不转移，即使肿瘤长得很大，仍然可以通过手术切除挽救患者的生命。然而，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。,教学参考,3.癌细胞的特征 癌细胞有三个显著的基本特征：不死性，迁移性和失去接触抑制。除此之外，癌细胞还有许多不同于正常细胞的生理、生化和形态特征。 （1）癌细胞的形态特征 癌细胞大小、形态不一，通常比它的源细胞体积要大，核质比显著高于正常细胞，可达11，正常的分化细胞核质比仅为146。 核形态不一，并可出现巨核、双核或多核现象。核内染色体呈非整倍态，某些染色体缺失，而有些染色体数目增加。正常细胞染色体的不正常变化，会启动细胞凋亡过程，但是在癌细胞中，细胞凋亡相关的信号通路出现障碍，也就是说癌细胞具有不死性。 线粒体表现为不同的多型性、肿胀、增生，细胞骨架紊乱，某些成分减少，骨架组装不正常。细胞表面特征改变，产生肿瘤相关抗体。 （2）癌细胞的生理特征 细胞周期失控。就像寄生在体内的微生物，不受正常生长调控系统的控制，能持续地分裂与增殖。 具有迁移性。与细胞黏着和连接相关的成分发生变异或缺失，相关信号通路受阻，细胞失去与细胞间和细胞外基质间的连接，易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力，并且能产生酶类，使血管基底层和结缔组织穿孔，便于向其他组织迁移。 接触抑制丧失。正常细胞在体外培养时表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的特点，即接触抑制现象，而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。 定着依赖性丧失。正常真核细胞，除成熟血细胞外，大多须黏附于特定的细胞外基质上才能抑制凋亡而存活，称为定着依赖性。癌细胞失去定着依赖性，可以在琼脂、甲基纤维素等支撑物上生长。 去分化现象。已知癌细胞中表达的胎儿同功酶达20余种。胎儿甲种球蛋白是胎儿所特有的，但在肝癌细胞中表达，因此可作为肝癌早期鉴定的标志特征。 对生长因子需要量降低。体外培养的癌细胞对生长因子的需要量显著低于正常细胞。某些癌细胞还能释放血管生成因子，促进血管向肿瘤生长，使癌细胞能获取大量繁殖所需的营养物质。 代谢旺盛。肿瘤组织的DNA和RNA聚合酶活性均高于正常组织，核酸分解过程明显降低，DNA和RNA的含量均明显增高。蛋白质合成及分解代谢都增强，但合成代谢超过分解代谢，甚至可夺取正常组织的蛋白质分解产物，结果可使机体处于严重消耗的恶病质状态。 线粒体功能障碍。即使在氧供应充分的条件下也主要是糖酵解途径获取能量。 可移植性。正常细胞移植到宿主体内后，由于免疫反应而被排斥，多不易存活。但是癌细胞具有可移植性，如人的癌细胞可移植到鼠类体内，形成移植瘤。,教学参考,4.癌基因的概念 癌基因的概念，最初来自于人们对有致癌作用的病毒肿瘤病毒的研究和认识。早在1908年，两位荷兰科学家便发现了一种可以使家鸡白细胞变成癌细胞的病毒，后称为鸡白血病病毒。三年后，美国科学家劳斯发现了另外一种引起家鸡恶性肉瘤的病毒，后命名为劳斯肉瘤病毒。虽然肿瘤病毒所携带的基因数目并不很多，但是，确定并找出其中有致癌作用的基因非常困难。直至1976年，科学家才成功地从劳斯肉瘤病毒中分离得到了第一个能使细胞癌变的基因（取肉瘤sarcoma的缩写，sac基因），人们称这种基因为癌基因（oncogene）。有趣的是，首次分离病毒癌基因的科学家随后竟然从正常的家鸡细胞中找到了和劳斯病毒癌基因序列几乎一模一样的基因。人类的第一个癌基因是1982年美国科学家从人膀胱癌细胞中找到的，因为它和先前已经获得的鼠肉瘤病毒的癌基因完全相同，故命名为ras基因（取鼠肉瘤rat sarcoma的缩写）。 正常细胞中的癌基因可以看做是肿瘤病毒中的癌基因和癌细胞中的癌基因的原型。为了区别起见，我们通常将正常细胞的癌基因称为原癌基因（proto-oncogene）。各种致癌物诱发的DNA损伤很容易导致原癌基因发生变异而成为癌基因，并使正常细胞转变为癌细胞。 5.原癌基因 原癌基因（oncogene）是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高度保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，细胞就会过度增殖，形成肿瘤。 6.抑癌基因 抑癌基因也称为抗癌基因。早在20世纪60年代，有人将癌细胞与同种正常成纤维细胞融合，所获杂种细胞的后代只要保留某些正常亲本染色体时就可表现为正常表型，但是随着染色体的丢失又可重新出现恶变细胞。这一现象表明，正常染色体内可能存在某些抑制肿瘤发生的基因，它们的丢失、突变或失去功能，使激活的癌基因发挥作用而致癌。 抑癌基因的功能是抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移，因此起负调控作用，抑癌基因的突变是隐性的。,教学参考,7.环境中的致癌因子 有些致癌物的作用很强，兼具启动和促进作用，单独作用即可致癌，称为完全致癌物，如多环芳香烃、芳香胺、亚硝胺、致癌病毒等。 （1）化学致癌物 亚硝胺类 这是一类致癌性较强，能引起动物多种癌症的化学致癌物质。在变质的蔬菜及食品中含量较高，能引起消化系统、肾脏等多种器官的肿瘤。 多环芳香烃类 这类致癌物以苯并芘为代表，将它涂抹在动物皮肤上，可引起皮肤癌，皮下注射则可诱发肉瘤。这类物质广泛存在于沥青、汽车废气、煤烟、香烟及熏制食品中。 芳香胺类 如乙萘胺、联苯胺、4-氨基联苯等，可诱发泌尿系统的癌症。 烷化剂类 如芥子气、环磷酰胺等，可引起白血病、肺癌、乳腺癌等。 氨基偶氮类 如用二甲基氨基偶氮苯（即奶油黄，可将人工奶油染成黄色的染料）掺入饲料中长期喂养大白鼠，可引起肝癌。 碱基类似物 如5-溴尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、2-氨基腺嘌呤等，由于其结构与正常的碱基相似，进入细胞能替代正常的碱基参入到DNA链中而干扰DNA复制合成。 氯乙烯 目前应用最广的一种塑料聚氯乙烯，是由氯乙烯单体聚合而成的。大鼠长期吸入氯乙烯气体后，可诱发肺、皮肤及骨等处的肿瘤。通过塑料工厂工人流行病学调查已证实氯乙烯能引起肝血管肉瘤，潜伏期一般在15年以上。 某些金属 如铬、镍、砷等也可致癌。 化学致癌物引起人体细胞癌变的作用机制很复杂。少数致癌物质进入人体后可以直接诱发细胞癌变，这种物质称为直接致癌物；而大多数化学致癌物进入人体后，需要经过体内代谢活化或生物转化，成为具有致癌活性的最终致癌物，方可引起细胞癌变，这种物质称为间接致癌物。,教学参考,（2）生物性致癌因素 生物性致癌因素包括病毒、细菌、霉菌等。其中以病毒与人体细胞癌变的关系最为重要，研究也最深入。与人类细胞癌变关系密切的有4类病毒：逆转录病毒、乙型肝炎病毒、乳头状瘤病毒和Epstein-Bars病毒（简称EB病毒），后三类都是DNA病毒。 引起人类T淋巴细胞白血病的人T淋巴细胞白血病病毒、成人T细胞白血病病毒和艾滋病病毒等都属于逆转录病毒。逆转录病毒感染机体后，病毒的遗传信息整合到宿主细胞的染色体中，成为细胞的组成部分。一般情况下受到正常细胞的调节控制，病毒处于静止状态，但受到化学致癌物、辐射等因素的作用后，可能被激活而表达，在体内诱发细胞癌变。 人乳头瘤状病毒与生殖道癌的发生有密切关系，并与口腔、咽、喉、气管等处的乳头状瘤和皮肤疣等良性病变有关。 EB病毒是一种疱疹病毒，与儿童的一种淋巴瘤和成人的鼻咽癌发生有关。 霉菌与癌也有关系。目前已知有数十种霉菌毒素对动物有致癌性。但除黄曲霉毒