细胞的生活环境教案

细胞的生活环境教案（通用8篇）

细胞的生活环境教案 篇1

课时安排 1课时

三维目标

1.描述内环境的组成和理化性质。

2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。3.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。4.关注维持内环境稳态与健康的关系。

教学过程

导入新课

师

同学们好！

请大家认真观看这一段视频，并思考下面问题： 课件展示：

他们的生活环境有什么特点？（播放视频—1）（学生观看并思考）师

谁来回答这个问题？

生1 过雪山的战士生活环境寒冷，炼钢工人生活环境炎热，抗洪战士生活环境——也炎热。师

很好。大家应注意的是抗洪战士生活环境并不单纯是炎热，还有呢？ 生2 缺干净水。生3 蚊虫多。

生4 细菌等微生物大量繁殖。……

师

很好！前面所看到的恶劣环境对人体健康有何影响？在寒冷或炎热环境中人体是如何维持体温的？大量出汗时，应该及时补充淡盐水，这又是为什么呢？——人体必须维持内环境的稳态。

什么是内环境？什么是稳态？如何来维持内环境的稳态？

这就是我们在本章学习的主要内容。本章分为两节，分别阐述内环境和稳态的知识。推进新课 板

书：

第1节

细胞生活的环境

师

我们再看两段视频，思考并讨论。课件展示：

讨论1：我们看到的都是什么细胞？

讨论2：它们分别生活在什么样的环境中？两者的生活环境有何异同？（播放视频

2、多媒体CAI—1）（学生观看、思考、讨论）

生

第一段播放的是草履虫。第二段播放的是血液中的血细胞。生

草履虫是单细胞生物，生活在水中。血细胞生活在血浆中。师

草履虫和血细胞的生活环境，有相似的地方吗？ 生

有，都是液体环境。师

二者又有什么不同呢？

生

草履虫直接生活在外界环境中，可直接与外界进行物质交换。而血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换。

师

很好。哪种细胞生活的液体环境的理化性质更为稳定？ 生

血浆。

师

单细胞生物（如草履虫）直接生活在外界环境中，可直接与外界进行物质交换。多细胞生物的细胞（如血细胞）生活在体内的液体环境中。课件展示：

师

下面我们一起来探讨人体内的细胞。

人体内的细胞，绝大多数没有直接与外界环境接触，不能直接与外界进行物质交换。这些细胞直接生活的环境是什么呢？ 课件展示：

师

细胞内液指什么？

生

细胞内的液体环境。主要是细胞质基质、叶绿体基质、线粒体基质、细胞液等。师

对。细胞内液和细胞外液相比，谁多谁少呢？ 生

细胞内液多，占2/3。

师

细胞直接生活的环境又是什么呢？ 生

细胞外液。

师

细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等。我们观看下面一段动画，阅读教材P3，思考并讨论： 课件展示：

讨论1：组织液、血浆和淋巴液有什么异同？

讨论2：组织液、血浆和淋巴液有什么内在联系？能不能说全身细胞外液是一个有机的整体？

讨论3：什么是内环境？内环境主要包括哪些？（演示CAI—2）

（学生观看、阅读、思考、讨论）

师

组织液、血浆和淋巴液有什么异同？

生1 相同点：它们都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本化学组成相同。

生2 不同点：在人体内存在的部位不同：血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴分布于淋巴管中。

生3 不同点：生活于其中的细胞种类不同：存在于组织液中的是体内各组织细胞，存在于血浆中的是各种血细胞，存在于淋巴中的是淋巴细胞等。

师

不同点：三者所含的化学成分有差异，如血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。

师

组织液、血浆和淋巴之间有什么内在联系？ 生

血浆可以透过毛细血管壁进入组织间隙形成组织液。组织液可渗入毛细血管形成血浆。组织液也可渗入毛细淋巴管内形成淋巴液。淋巴液经淋巴循环汇入血浆。

师

对。组织液和血浆之间可以相互渗透，组织液又可以渗透到毛细淋巴管内形成淋巴，淋巴通过淋巴循环进入血液课件展示：

师

由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。师

注意三者相互转化的位点： 1.血浆→组织液：毛细血管动脉端。2.组织液→血浆：毛细血管静脉端。3.组织液→淋巴：毛细淋巴管 4.淋巴→血浆：左右锁骨下静脉。

师

我们概括地说，人体的细胞生活在细胞外液中。具体到某一个细胞，它的直接生活环境是什么呢？

1.绝大多数细胞——组织液。2.血细胞——血浆。3.淋巴细胞——淋巴。

4.毛细血管壁细胞——组织液和血浆。5.毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴。

师

血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系，共同构成机体内细胞生活的直接环境。为了区别于个体生活的外界环境，人们把由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。课件展示：

师

内环境是一个非常重要的概念。我们应从以下几个方面理解这个概念：

1.内环境的“内”是相对于个体外环境的“外”而言的。细胞外液的“外”是相对于细胞的“内”而言的。两个“内”“外”，着眼点不同。

2.注意从内环境的内涵和外延上把握内环境的概念。

师

那么内环境与外界环境有哪些差别呢？细胞外液有哪些化学成分呢？ 讨论：

1.如何将表中物质按化学性质进行归类？

2.除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质？

3.在组成血浆的离子中，哪些离子的含量较多？它们可能起什么作用？

4.HCO3、HPO4可能起什么作用？ 5.任选其中一种成分，分析它的来源和去路，并说明它与人体的哪些系统有关。（学生阅读讨论）

生1 表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子(如Na+、K+、2Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl—、HPO4、SO4、HCO3)等，有机物包括糖类(如葡萄糖)、蛋白质(如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等)、脂质(如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固循环，形成血浆。这三种成分之间的关系可用下图表示醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。

生2 还含有气体分子(主要是氧气和二氧化碳)、调节生命活动的各种激素、其他有机物(如维生素)等。

生3 Na+、C1—含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。课件展示：

二、细胞外液的成分（图111）

图1-1-1 血浆的主要成分

1.细胞外液中含量最多的是水，约占90%。其次是蛋白质，约占7~9%。

2.组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同。最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。

3.细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。

师

HCO3、HCO4能起到什么作用呢？ 2课件展示：

红细胞在清水中吸水胀破，在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡。思考：

1.为什么红细胞在清水中吸水胀破、在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡？

2.生理盐水的浓度是多少？为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水？ 师

我们在必修1中学习过植物细胞对水分吸收的原理。谁来说一下？ 生1 渗透作用。

生2 当外界溶液浓度小于植物细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用吸水；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用失水。

师

为什么红细胞在清水中吸水胀破，在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡？ 生1 在清水中，外界溶液浓度小于细胞内液浓度，红细胞通过渗透作用吸水。生2 在较高浓度的食盐水中，外界溶液浓度高于细胞内液，红细胞通过渗透失水出现皱缩。师

生理盐水的浓度是多少？为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水？

生

生理盐水是浓度为0.9%的氯化钠溶液。因为其浓度与细胞外液相当，所以医院里给病人输液时使用生理盐水。

师

是的。所谓渗透作用，是指通过半透膜，水分子从低浓度向高浓度的扩散。也就是说，水分的净渗透方向与浓度有关。这时我们学习一个新的概念——溶液渗透压。1.概念：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。

2.大小：取决于溶液中溶质微粒的数目。溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，即溶液渗透压越高。反之亦然。

3.血浆渗透压：大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。人的血浆渗透压约为770 kPa，相当于细胞内液的渗透压。

前面的资料是Na+和Cl—。细胞外液的渗透压的90%以上来自Na+和Cl-。师

（讨论题4）HCO-

3、HPO-4可能起什么作用？ 生

维持血浆的酸碱平衡。师

化学上学过，什么是pH？

生

pH即溶液酸碱度，是指溶液中自由氢离子浓度的负对数，即pH=－lg［H+］。

师

（总结）血浆的pH为7.35~7.45。血浆的pH之所以能够保持稳定，与它含有HCO-

3、HPO-4等离子有关。

师

人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右。

板

书：

三、细胞外液的渗透压和酸碱度

师

（讨论题5）任选其中一种成分，分析它的来源和去路，并说明它与人体的哪些系统有关。

生

如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后，分解为葡萄糖，经小肠绒毛吸收后进入血液，通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，最终生成二氧化碳和水，并排入内环境中。二氧化碳通过血液循环被运输到肺，通过呼吸系统排出体外，而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。生

… 课堂小结

结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，和同学讨论以下问题：

1.维持渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖、氨基酸等物质是经过哪些途径进入内环境的? 2.参与维持pH的HCO3是怎样形成的?这与体内哪些系统的活动有关? 3.细胞外液的温度能够保持稳定的根本原因是什么?试推测哪些器官和系统参与了体温的维持。

4.体内细胞产生的代谢废物，如尿素和CO2是怎样从内环境排到体外的? 5.通过以上讨论，是否增进了你对本章首页题诗的理解? 生

1Na+和Cl-等直接来自于食物，不需要经过消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质，必须经过消化系统的消化，分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中，经血液循环运输到全身各处的毛细血管中，再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。

生2 细胞代谢产生的CO2与H2O结合，在碳酸酐酶作用下，发生下列反应：

HCO-3通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中，主要与呼吸系

统有关。

生3 人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分分析（讨论题3），提示了细胞外液中的各种无机盐离子，含量上占优势的泌系统、呼吸系统等。

生4 体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。例如，血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管，由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压，CO2就从血液中向肺泡扩散，再通过呼气运动将其排出体外。

板

书：

四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介

细胞与外界环境进行物质交换，必须通过内环境才能完成，并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。具体过程可用图1-1-2表示：

图1-1-2 板书设计

第1章

人体的内环境与稳态 第1节

细胞生活的环境

一、体内细胞生活在细胞外液中

二、细胞外液的成分（图1-1-3）

图1-1-3 血浆的主要成分

三、细胞外液的渗透压和酸碱度

四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介

细胞与外界环境进行物质交换，必须通过内环境才能完成，并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。具体过程可用图1-1-4表示：

图1-1-4 活动与探究

构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。

联系必修1所学过的细胞内物质的输入和输出的内容，以及初中所学过的消化、呼吸、循环、泌尿系统等知识，尝试以图解或计算机制作演示文稿、flash动画等不同形式，用模式化的方法模拟和展示人体细胞与内环境、内环境与外界环境进行物质交换的大致过程。布置学生课后完成，课外活动进行展示和评比。

细胞的生活环境教案 篇2

1 材料与方法

1.1 主要材料及试剂

C57BL/6雌性清洁级小鼠 (6周龄) 购自北京大学医学部-北京华阜康生物科技股份有限公司;RPMI1640培养基、胎牛血清 (FBS) 、谷氨酰胺及青霉素、链霉素购自美国GIBCO公司;HEPES、D-葡萄糖、PMA、Ionomycin、脂多糖 (LPS) 及刀豆凝集素 (ConA) 购自美国SIGMA公司;CytoTox96?非放射性细胞毒性检测试剂盒购自美国PROMEGA公司;ELISA检测试剂盒与流式细胞术检测试剂盒均购自美国BD公司。

1.2 分离小鼠脾细胞

颈椎脱臼法处死小鼠, 用75%酒精消毒腹部皮肤及四肢, 无菌条件下剖开小鼠腹腔取出脾脏, 置于不含FBS的RPMI 1640培养基中, 并去除周围结缔组织, 待所有脾脏均取出后, 用2.5mL注射器内芯通过40μm细胞过滤网研磨, 收集细胞悬液于15 mL离心管中, 并加入含5%FBS的RPMI 1640培养基将细胞吹打混匀, 离心后裂解红细胞并用RPMI 1640培养基清洗2遍, 最后细胞重悬于RPMI 1640无糖培养基中。

1.3 细胞培养及实验分组

调整细胞浓度为3×106/mL, 培养于含5%FBS、2mmol/L谷氨酰胺、100U/mL青霉素、0.1mg/mL链霉素及25 mmol/L HEPES的RPMI 1640培养基中, 加入LPS (1μg/mL) 及ConA (5μg/mL) 为刺激T、B淋巴细胞增殖。实验分为3组:5.5 mmol/L糖浓度组 (5.5 mmol/L组) 、11.1mmol/L糖浓度组 (11.1 mmol/L组) 和25 mmol/L糖浓度组 (25mmol/L组) , 置于37℃、5%CO2培养中孵育。

1.4 非放射性细胞毒性检测

定量检测乳酸脱氢酶 (LDH) , LDH是一种稳定的胞质酶, 在细胞裂解时会释放至培养基上清中, 分别于6h、24h、48h收集各孔培养基, 离心后各取150μL上清加到96孔板中, 每孔50μL, 每个样品设3个复孔, 然后通过30min偶联的酶反应来检测, 用BioTek-ELX808酶标仪在490nm处读板。所有操作均按试剂盒说明书进行, 以RPMI1640培养基为阴性对照孔, 靶细胞最大释放量采用反复冻融法。

1.5 细胞因子检测

ELISA法检测6h、24h、48h培养细胞上清中IFN-γ、TNF-α、IL-6及IL-10的浓度, 所有操作均按试剂盒说明书进行, 用BioTek-ELX808酶标仪在450nm处读板。

1.6 流式细胞术

提前4h在每孔细胞中加入PMA (终浓度为5ng/mL) 与Ionomycin (终浓度为500ng/mL) , 置于37℃、5%CO2培养中孵育1h后, 每孔加入1μL Protein Transport Inhibitor, 继续置于37℃、5%CO2培养中孵育3h。然后将培养24h的细胞分别收集于离心管中, 4℃离心 (1 400rpm、8min) 后弃上清, 每管加100μL的Fc Block, 4℃放置15min后进行胞外染色, 所有样品加CD3e-FITC抗体, 4℃避光放置30min后每管加1 mL的staining buffer清洗细胞, 离心后加入200μL的Fixation and Permeabilization重悬细胞, 再加1 mL的Perm/Wash buffer清洗细胞2遍, 加入TNF-αPE单抗, 4℃避光放置30min后清洗一遍, 将细胞重悬于250μL的staining buffer中, 混匀, 上机, 经FACSCalibur流式细胞仪 (美国BD公司) 每管分选出CD3+T细胞亚群, 收集10 000个细胞, 用Cell Quest软件分析数据, 以荧光抗体染色阳性细胞的百分率记录结果。所有操作均按试剂盒说明书进行, 同时设不加抗体的阴性管与FITC单染管。

1.7 统计学处理

数据用均数±标准差 () 表示, 用SPSS16.0统计分析软件进行统计学分析。各组均数的比较行单因素方差分析 (ANOVA) , 用最小显著差法 (1east significant difference, LSD) 作两两比较, 若不满足方差齐性则用Dunnett’s检验, P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 非放射性细胞毒性检测

以5.5 mmol/L糖浓度为阴性对照孔, 分别检测11.1mmol/L和25mmol/L糖浓度在6h、24h和48h三个时间点对小鼠脾细胞的细胞毒性, 结果显示细胞毒性均小于7%, 各组间差异无统计学意义, 数据未显示。

2.2 细胞培养上清细胞因子的检测

ELISA定量检测细胞因子的结果表明, TNF-α在高糖刺激6h分泌最高, 24h后降低, 11.1mmol/L和25mmol/L糖浓度刺激的小鼠脾细胞分泌的TNF-α均显著低于5.5 mmol/L组 (P<0.01) 。在24h和48h, 高糖刺激可显著降低脾细胞分泌的IFN-γ、IL-6与IL-10产量 (P<0.05) , 且呈现明显的剂量-效应关系。详见表1、表2。

2.3 流式细胞术检测24h高糖刺激下小鼠脾细胞内分泌TNF-α的情况

结果表明CD3+T细胞是小鼠脾细胞分泌TNF-α的主要细胞来源。在25 mmol/L糖浓度刺激下, CD3+T细胞亚群内TNF-α阳性细胞的百分比显著均低于5.5mmol/L组和11.1mmol/L组 (P<0.05) 。详见表3。

3 讨论

糖尿病是以慢性血糖升高为主要表现的代谢性疾病, 近来认为糖尿病与免疫功能紊乱有密切联系。高血糖是参与糖尿病免疫发病机制的一个重要因素, 通过直接或间接的机制引起生物化学及代谢性的改变从而导致胰腺功能及结构的改变[4,5,6]。Maedler等[7]通过培养人胰岛细胞发现高血糖可以诱导IL-1β释放, 而且糖尿病病人对感染的敏感性增加与血糖控制不好是相关的[8]。有实验表明[9], 体外培养人单核细胞株 (THP1) , 在高糖刺激下其分泌TNF-α、IL-6及IL-1β浓度是升高的。但也有实验表明[10], 体外培养THP1, 给予高糖刺激后, 高糖使IL-1β的表达减弱, 且表达降低存在葡萄糖浓度依赖性。而对于在体内发挥重要免疫功能的脾细胞的研究却很少, 为了探讨脾细胞在高糖环境下免疫功能会发生怎样的改变, 本实验通过体外培养小鼠原代脾细胞, 给予不同糖浓度的刺激, 用ELISA及流式细胞术检测细胞因子的变化情况, 发现随着糖浓度的升高, TNF-α、IFN-γ、IL-6及IL-10四种细胞因子的浓度均降低。这与文献[11]的实验结果一致, 他们用高糖培养小鼠脾细胞发现细胞因子TNF-α、IFN-γ和IL-10的浓度在28mmol/L糖浓度刺激下比2.8mmol/L糖浓度刺激下低, 但是并未呈现剂量-效应关系。而本实验通过ELISA法发现在24h和48h, 高糖刺激可显著降低脾细胞分泌的IFN-γ、IL-6与IL-10产量, 并呈现明显的剂量-效应关系, 且进一步通过流式细胞术确认了TNF-α主要来源于T细胞。但是我们的实验都表明了糖尿病的高糖环境可以影响细胞因子的分泌, 并且高糖与免疫共同作用导致了糖尿病患者细胞因子的改变。四种细胞因子的浓度随糖浓度的升高而降低, 可能是由于高糖可以导致T、B淋巴细胞的增殖降低, 细胞的活性下降, 同时促进了细胞的凋亡, 并且诱导淋巴细胞的氧化应激效应。

IFN-γ主要由活化的T细胞和NK细胞产生, 可以激活巨噬细胞并促进其功能, 还可激活中性粒细胞和NK细胞杀伤活性, 发挥抗感染的作用。此外IFN-γ还是Th1细胞的代表性细胞因子, 其功能是增强吞噬细胞介导的抗感染机制, 促进细胞免疫, 在机体抗胞内病原体感染中发挥重要作用。同时TNF-α、IL-6及IL-10与IFN-γ在对抗病原感染有协同作用。细胞免疫对抵御胞内寄生菌, 如结核杆菌、伤寒杆菌、真菌等引起的慢性感染尤为重要。而实验结果表明高糖环境下, 脾细胞分泌细胞因子的能力减弱, 提示糖尿病患者更易感染可能与细胞免疫功能降低有关。

摘要：目的 利用小鼠脾细胞探求高糖环境下宿主细胞免疫功能的变化情况。方法 分离培养小鼠脾细胞, 分别在三种不同糖浓度下 (5.5mmol/L、11.1mmol/L和25mmol/L) , 培养6h、24h、48h, 用酶联免疫吸附法 (ELISA) 检测培养细胞上清中肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 、干扰素-γ (IFN-γ) 、白介素-6 (IL-6) 及白介素-10 (IL-10) 的浓度;用流式细胞术检测细胞内分泌TNF-α的情况。同时检测不同浓度高糖对细胞的毒性作用。结果 高糖对小鼠脾细胞没有明显的毒性作用, 在此条件下, 随着糖浓度的升高, 细胞因子IFN-γ、TNF-α、IL-6及IL-10浓度逐渐降低, 差异有统计学意义 (P<0.05或P<0.01) 。结论 高糖环境下, 脾细胞在刺激物作用下分泌细胞因子的能力减弱, 提示糖尿病患者更易感染可能与细胞免疫功能降低有关。

《细胞生活的环境》的教学设计 篇3

关键词：内环境；动态有机联系；理化性质

【中图分类号】G633.91

教学目标：

（1）描述内环境的组成和理化性质，理解组织液、血浆和淋巴三者之间的关系。（重、难点）

（2）说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。（重、难点）

实现目标的方式方法：

应用讲述法、比较法，引导学生思考一系列问题。使学生在获取知识的同时，培养比较、总结的能力。

教学实施的程序：

导入：看课本章首图片：在冰天雪地的边防线上巡逻的战士，炼钢炉前挥汗如雨的工人。

（1）把常温水分别放置在冰天雪地的环境中和炼钢炉前，水的温度会改变吗？

（2）巡逻的战士和工人他们的体温会发生大的改变吗？无论严冬或是酷暑，人的体温总能维持在37℃左右，这是为什么？对于机体完成各项生命活动有何意义呢？

教师：本章主要学习内环境稳态及其调节机制的知识。看问题探讨：

①图1和图2中各是什么细胞？（草履虫和血细胞）

②它们分别生活在什么样的环境中？两者的生活环境有何异同？

③哪种细胞生活的液体环境的理化性质更为稳定？

总结：血浆中90%～92%是水，即血细胞也生活在水中。由此可以看出，无论是草履虫还是多细胞生物的细胞都是生活在水中的。那人体也是由细胞构成，构建人体的细胞生活在怎样的水环境中呢？

过渡：曹雪芹所著《红楼梦》中塑造角色贾宝玉说过“女人是水做的骨肉，男人是泥做的骨肉”，这是否说明成年女性体内的含水量远大于成年男性呢？（P2 相关信息）

教师：从资料看：男人才是真正的水做的骨肉。所以“男人哭吧哭吧不是罪，谁叫体内总有那么多水！”

实际上不论男性还是女性，体内都含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。体液分布在细胞内就叫细胞内液，∴根据体液分布位置的不同分为细胞内液和细胞外液。

问题：

（1）细胞内的哪些部分属于细胞内液呢？

（2）细胞内液和细胞外液在体液中所占比例是否相同？细胞直接生活的液体环境是？（细胞外液）

教师：由细胞外液构成的液体环境，是体内细胞生活的直接液体环境，为区别于生物个体生活的外界环境，将其称为内环境，即细胞外液就是内环境。（内环境的“内”与“外”是相对的，从细胞的角度看内环境就是细胞外液）

问题：人体内不同器官、组织的结构及功能不相同，因此构建这些器官、组织的细胞生存的内环境也不相同。具体到某一种细胞，它们有其具体直接生活的液体环境（注意用词）。

（1）说到体液，我们首先会想到的是血液。血液是不是体液？为什么？（血液中有血细胞）

（2）血液中哪部分是体液，哪部分是细胞外液？也即血细胞直接生活的液体环境是？（血浆）

（3）人体内除了血细胞之外的其他细胞，如组织细胞、淋巴细胞，它们直接生活的液体环境是？

教师：看教材P3 图1—1。

问题：①图中红色、蓝色和绿色的管道分别是？管道内流动的分别是？图中显示管道外分布有许多细胞，是什么细胞？（组织细胞：毛细血管和毛细淋巴管所分布的组织、器官的细胞）

②组织细胞间的间隙里充满的液体是？又叫？（组织液又叫组织间隙液）

教师：

①组织液：绝大多数组织的细胞都浸浴在组织液中，与组织液进行物质交换（营养物质和代谢废物），因此，组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。

②淋巴：绿色管道为毛细淋巴管，管内的淋巴（液）中混悬着大量的淋巴细胞和吞噬细胞等，对这些细胞来说，淋巴就是它们直接生活的环境。

教师：血浆、组织液、淋巴构成了人体内细胞生活的直接环境，是内环境的主要组分。三者间是“井水不犯河水，老死不相往来”的关系还是有着紧密的动态有机联系？（教材P3上三段讲解三者关系）

简图示之：

①讲明箭头双向、单向的原因，促成理解。（淋巴管管壁细胞间的缝隙类似于心脏里的瓣膜：是“单向阀门”）

②三者的化学成分和含量相近，最主要的差别是：蛋白质含量差异较大（血

浆中较多）。细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。

习题中的应用：

（1）分析这些细胞直接生活的液体环境（注意用词）是：

①血细胞（红、白和血小板）②淋巴细胞③毛细血管壁细胞④毛细淋巴管壁细胞

（2）呼吸道粘液、唾液、消化液、尿液、泪液、乳汁是体液吗？为什么？

（“体液”概念中关键词：体内；存储的管腔直接与外界相通，一般称为外界溶液）

（3）以下物质是内环境的物质成分的是：

A血红蛋白质 B血浆蛋白质 C葡萄糖 D CO2 E DNA F呼吸酶 G 载体蛋白质

技巧：内环境的物质成分指存在于血浆、淋巴和组织液中的物质成分；非内环境的物质一般指存在于细胞内的物质（胞内酶和胞内蛋白质）和分泌到与外界相通的管腔中的物质。

过渡：事实1：红细胞吸水涨破；事实2：过酸、过碱或温度过高、过低的条件下，细胞不能正常生活；事实3：将体内细胞拿到体外，不提供特殊环境条件，细胞会很快死亡。为什么在细胞外液中各种组织、器官细胞就能很好的存活呢？这除了与物质交换有关外，还与细胞外液的理化性质能够保持相对的稳定紧密相关。如果这种平衡失调，在个体水平上会表现各种疾病，如糖尿病、酸中毒、中暑等等。

教师：内环境理化性质的三个主要方面：

（1）渗透压：凡是溶液都有渗透压，渗透压是溶液的一个重要性質。

①概念；②大小取决于溶液中溶质微粒的数目（与物质的量浓度有关）：（练习）比较相同溶液渗透压和比较不同溶液渗透压的标准有别；③血浆渗透压：正常机体，37℃，血浆渗透压为770kPa，大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关；④细胞外渗透压主要与Na+和Cl-含量有关，因细胞外液中它们含量多（虽质量分数小于蛋白质，但蛋白质的相对分子质量很大），相对分子质量小，所以微粒数多。

问题：细胞内液的渗透压大小主要与哪种无机盐的含量有关呢？（钾离子）

（2）酸碱度：人体在代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸（剧烈运动）、碳酸等；食物中也会含有一些酸性或碱性物质。这些物质进入血浆，会不会使血浆PH值发生剧烈变化呢？ 血浆中含有维持其酸碱平衡的缓冲物质，如H2C03/NaHCO3（掌握）、NaH2PO4/Na2HPO4等，每对均由一种弱酸和相应的强碱盐组成。由于缓冲物质的调节作用，可使血浆pH值不会发生剧烈变化，通常稳定在7.35～7.45之间。

（3）温度：细胞外液的温度一般维持在37℃左右。

问题：①人体内酶的最适温度是多少？

《细胞的癌变》教案 篇4

高中学生在初中阶段已经初步学习了有关癌症的知识，但是没有深入到细胞的癌变机理的水平。学生在理解癌变的机理时，其中原癌基因和抑癌基因会相对比较困难。本节内容为新教材高一上册末尾节内容，学生通过半个学期的高中生物的的学习，认知结构已基本形成，思维能力更加成熟，学习动机有一定的内在信念，认知活动能更里明显增强，故在教学中，应该重点启发学生自主探究。通过结合现实生活，进一步激发学生的学习兴趣，培养分析、归纳、概括的能力。【教学目标】

1、知识与技能

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，选择健康的生活方式。

2、过程与方法

1)培养学生分析比较能力。

2)培养学生联系实际灵活运用知识能力。

3、情感态度和价值观

1）通过学习使学生体会生命的运动性，体会内因和外因对生命进程的影响。

2）引导学生关注当今世界面临的重大社会性问题，和人类健康问题。

【教学重点】

1、癌细胞的主要特征

2、致癌因子

3、健康的生活方式与防癌 【教学难点】

原癌基因与抑癌基因的区别 【导入】

播放视频《数字癌症》，使学生产生共鸣，癌症很可怕，是威胁人体健康的头号杀手，其发病率和死亡率呈逐年攀升的趋势。同时使学生感受到坐在课堂上学习的幸福，并进而引发学生对癌症的好奇，我们之所以谈癌色变，往往由于我们对癌症知之甚少，所谓知己知彼百战不殆，要战胜这个强大的敌人我们必须了解它，今天我们目标就是要了解癌症，进而寻找预防和治疗癌症的方法。

界定肿瘤和癌症，癌症不等同于肿瘤，恶性肿瘤可发展为癌症。

癌症由癌细胞大量增殖引起，癌细胞又是如何形成的？ 【癌细胞的概念】

细胞正常生命活动包括细胞分裂、分化、衰老和凋亡。细胞分裂产生相同细胞增加细胞数目，之后一部分细胞由于分裂次数增多而衰老，一些细胞开始分化：正常分化使细胞种类增多产生不同的组织和器官。

有的细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常完成细胞分化，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，这种细胞就是癌细胞。过渡： 通过癌细胞的概念可获得三方面知识：

1.影响癌细胞形成的因素--致癌因子。

2.细胞癌变的根本原因--遗传物质发生变化。

3.癌细胞的特点是什么--连续进行分裂、恶性增殖。

接下来就这三个方面来展开学习。【癌细胞的主要特征】

a)分析资料一，对比正常细胞和海拉宫颈癌细胞分裂情况得到第一个特征 特征一：在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖

b)分析资料二，对比正常细胞和癌细胞的形态得癌细胞的第二个特征 特征二：癌细胞的形态结构发生显著变化。

c)分析资料三，了解癌细胞能够扩散和转移过程

特征三：癌细胞表面发生变化，糖蛋白等减少，癌细胞之间的黏着性显著降低，易在体内扩散和转移。

过渡：什么是致癌因子，引起细胞癌变的致癌因子有哪些？ 【致癌因子】

物理致癌因子，主要指辐射：如紫外线、X射线、核辐射等

（学生活动）思考历史上由于核辐射造成伤亡的实例，与同学分享。

化学致癌因子，无机物：砷化物，铬化物，镉化物等；有机物：黄曲霉毒素，亚硝胺，烯环烃等。

（教师展示一些含有致癌物质的食品）

病毒致癌因子，能使细胞发生癌变的病毒，如Rous肉瘤病毒等

（学生讨论）自己和家人生活中哪些做法会增加患癌的机会，与同学交流分享。【预防癌症】

预防癌症--远离致癌因子，可从饮食、生活习惯、环境因素和精神状况四个方面分析： i.饮食上不吃发霉变质的食物，少吃高脂肪食物、少吃或不吃油炸类、烧烤类食物，不喝反复煮开的水和汤。多吃蔬菜水果、胡萝卜、大豆及动物肝脏等防癌食物。ii.生活习惯上，不吸烟不酗酒不熬夜，多锻炼身体。

iii.紫外线强的天气，撑伞外出，防止暴晒；新房装修后空置一段时间排除甲醛污染；PM2.5天气减少外出；雾霾天减少出门。iv.保持心情愉悦，积极乐观。

过渡：有了致癌因子就一定会导致细胞癌变吗？致癌因子只是外因，内因是什么？ 【细胞癌变的内因分析】

正常细胞中含有与癌症有管的基因--原癌基因和抑癌基因，原癌基因控制细胞周期，调节细胞正常生长和分裂；抑癌基因抑制细胞不正常增殖。受到致癌因子的作用，原癌基因激活形成癌基因，抑癌基因突变失去抑制作用。导致细胞发生癌变。

细胞癌变的根本原因：原癌基因被激活。【癌症的治疗】

由于癌症早期不表现出任何症状，难以及时发现，故生活中最好定期体检，做到及早发现及早治疗。

癌症的诊断：病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等手段。癌症的治疗：手术切除、化疗和放疗。【展望】

细胞的生命历程教案 篇5

【知识】：说明细胞的分化（理解水平）

举例说明细胞的全能性（理解水平）

【技能】：收集有关干细胞研究进展和应用的资料

【情感与态度】：探讨干细胞技术带来的社会问题

二、教学重难点：重点－细胞分化的概念和意义、细胞全能性的概念；难点－细胞分化的机理、细胞全能性的概念及实例。

三、教学用具：ppt幻灯片、有关植物组织培养的视频片断。

四、教学过程：

（一）引入及细胞分化的概念通过复习有丝分裂的意义――保持了遗传的稳定性。提出问题：有丝分裂后产生的两个子细胞应该在形态结构上相同的，但事实上呢？例如组成人体的所有细胞，都是由一个受精卵进行有丝分裂产生的，这些细胞的形态结构都一样吗？展示人体不同形态的细胞。

引出细胞分化的概念，可以用板画的形式解释细胞分化的动态过程。强调细胞分化的稳定性和分化的基础。思考老师的问题，根据初中学习过的内容和实际的生活经验作出回答。再在老师的引导下，说出同一生物体内不同形态结构细胞的例子。

（二）细胞分化的意义与机理利用反向思维法，提出问题：如果组成多细胞生物的那些细胞形态结构功能都是一样的，会出现怎么样的现象呢？引出细胞分化的意义：是个体发育的基础。

提出问题，细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心，那么组成生物体的细胞中的遗传物质是否一样？如果是一样的话，为什么这些细胞会出现这样的差异呢？解释细胞分化在分子水平上的原因。思考、讨论问题，作出回答：生物体各部分不出现功能的分化，生命活动的效率低

思考问题，作出回应

（三）细胞的全能性提出问题，既然分化后的细胞内遗传物质和受精卵是一样的，受精卵能分裂发育为一个个体，那分化后的细胞可以吗？讲述斯图尔德所做的植物组织培养实验，证明植物细胞的全能性。引出细胞全能性的概念

动物细胞全能性的表现：目前只能体现出动物细胞的细胞核具有全能性。动物的干细胞概况。适当补充干细胞技术的研究前沿以及引起的社会问题。根据课外知识，对问题作出回应。

高中生物细胞的癌变教案 篇6

本节的授课对象是高二年级的学生，学生在学习“细胞的癌变”这一节之前，学习了细胞完整的生命历程——“细胞增殖”，“细胞分化”。本节内容和社会生活关系密切，很容易激发学生的兴趣。但是学生在理解癌细胞是正常分化的细胞畸形分化的结果时有一定的难度，学生在理解癌细胞的特征及癌变机理时都存在困难。这要求在教学的过程中能够足够直观的展现生活材料来帮助学生理解。

二、教学内容分析

“细胞的癌变”是人教版必修1之中细胞与分子的内容。这一章的内容安排为，先介绍细胞完整的生命历程，然后让学生了解细胞生命历程中出现的异常现象——细胞的癌变。本节内容承接前三节，同时细胞癌变是社会热点，也是生物学科的热点问题。因此在教学设计的过程中一定要联系社会现状，注意理论和现实相结合。注意“教”与“学”联系。教学过程要体现“以人为本，全面教育”的教学理念。按照“感知—理解—应用”的认知过程，是学生充分发挥主观能动性，让他们去感知，体验，思考。教师在教学过程中药充当学习的组织者和引导者。

三、教学目标

1.知识目标：(1)说出癌细胞的主要特征;(2)说出引起细胞癌变的外因(致癌因子)

2. 能力目标：运用资料分析的方法，讨论健康的生活方式与癌症预防 的关系。

3.情感目标：讨论恶性肿瘤的防治，选择健康的生活方式和积极的生活态度。

四、教学重点难点

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

五、教学课时

一课时

六、教学方法

主要选用多媒体，直观演示，引导学生自主分析探究。

七、教学过程

1.导入新课(5min)

大家都知道大自然是神奇的，万物相生相克，任何生物都有自己的天敌，但是人类在地球上没有天敌，但却有威胁生命的敌人，那就是疾病!任何疾病都有可能夺走人的生命，据统计，有四类疾病居于首位，我们称之为“四大杀手”—心血管病、癌症、艾滋病和糖尿病。

下面我们一起看一组图片，缅怀一下我们所熟悉并喜欢的人—----著名相声表演艺术家：马三立;著名导演、表演艺术家：文兴宇(大家爱看电视剧《家有儿女》中爷爷的扮演者);中央电视台《新闻联播》最资深的男主播之一：罗京;影坛巨星、“百变天后”：梅艳芳;《红楼梦》我们所熟悉的林妹妹的扮演者：陈晓旭。也许是天妒英才，如蓝体字所标，这些让我们怀念的人都是被四大杀手之一---癌症夺走了生命。

我们再来看两张图表，“全球每年新增癌症病例”“我国癌症死亡人数”，(大家注意一下：两张图表的单位是万!)

之前我们已经完成了对细胞完整生命历程的学习，大家知道：细胞是有一定寿命、形态和功能的。正常机体内的细胞有正在进行着分裂和分化的，比如骨髓中的造血干细胞;有一些不分裂，但执行着重要功能，比如人体的心肌细胞、神经细胞;还有一些正在衰老的凋亡的细胞，比如皮肤表层的表皮细胞。但是，有的细胞受到外界环境的某些刺激后，细胞中的遗传物质会发生变化，这样的细胞就不再受机体的控制，连续的进行恶性增殖，我们就说这样的细胞是癌细胞。细胞癌变的外界因素就是我们所说的致癌因子。由于癌细胞大量的增殖，使机体患病，这样的疾病就是我们大家听到都会惧怕的癌症!这样，大家对于癌症应该或多或少都有一些了解吧?

讲到癌症，我们就不得不提到“肿瘤”这一概念。肿瘤是机体中成熟的或在发育中的正常细胞，在有关因素的长期作用下，呈过度增生或异常分化而形成的新生物。所以呢，有人就说了，癌症就是肿瘤，就目前你了解的情况，这种说法正确吗?大家讨论一下。

想必已经有结果了吧?肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。良性肿瘤生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移。而恶性肿瘤生长迅速，可转移，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，称为“癌”。

而，“癌”是由多个癌细胞形成的，也就是说癌的结构基础是癌细胞。也许同学们都会有一些疑问：什么是癌细胞?癌细胞的特点是什么?如何预防癌症?带着这些问题，我们来一起学习一下今天的课程：细胞的癌变。(板书)

2.讲述

(1)研究材料

要研究了解新事物，我们必须有研究材料，而我们研究癌症的机理，了解癌细胞的特点，科学家经过探索，找到了海拉细胞。海拉细胞来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者，这位患者已死去58年，但从她身上取下的癌细胞却在实验室一代代地传了下来。说到癌细胞了，根据大家的预习，之前介绍癌症形成时我也提到了癌细胞的相关知识，大家已了解癌细胞的概念了吧?我们一起再看一下：机体有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

(2)特点

知道了什么是癌细胞，为什么它就能夺走人的生命呢?这就与它的特点有关。

对比一下这两幅图片：正常细胞和癌细胞增殖的模式图，大家能得出什么结论呢?(学生思考、讨论)谁能告诉我?…………对!在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖，这就是癌细胞的第一个特征。(板书)

我们继续观察两张细胞图片----正常成纤维细胞和癌变的成纤维细胞，大家觉得正常细胞和癌细胞相对比， 癌细胞什么发生了变化呢?(学生讨论)这是模式图，再来看一张真实的癌变后的成纤维细胞显微图，很明显，我们看到圆球型的细胞，由此，你能得出什么结论呢?…………癌细胞的形态结构发生了显著变化，这是癌细胞的第二个主要特征。(板书)

大家观察一下这幅癌细胞分散和转移示意图，图中明显看出癌细胞通过淋巴管或血管从一个组织转移到其他组织。我想问大家一个问题，正常组织细胞能转移吗?(不能)是的，正常组织细胞是不能随意转移的，细胞和细胞之间有连接，是固定在一定区域的。大家想一下什么物质使细胞相对固定呢?(学生可能回答糖蛋白，或者教师引导)，这里大家可以想象一下，山楂是做成冰糖葫芦前较粘牙还是成为后粘牙。正是癌细胞表面的糖蛋白减少，细胞之间的粘着力降低，细胞才会容易转移。同样，这是癌细胞的第三个主要特征。

(3)原因

了解了癌细胞的概念和特点后，大家肯定想知道机体正常的细胞为什么会发生癌变。大家想一下，中国人讲究“内外兼修”，细胞畸形分化、不正常增殖也是内因、外因相互作用导致的。我们先讲外因----致癌因子。上节课结束后我让大家预习本节课的内容了，谁能告诉我致癌因子的分类?………很好!包括物理、化学、病毒致癌因子。

A.我们先了解物理致癌因子：辐射(紫外线、X射线、电离辐射等)(介绍三幅图画和下张PPT)

B.第二类致癌因子：化学致癌因子。化学上把物质分为无机物和有机物，同样致癌因子也包括无机物—如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等和有机物—如黄曲霉素、亚硝胺、尼古丁、甲醛、苯、联苯胺、煤焦油、苯并芘等。(随机介绍其中几种，如：亚硝酸—酸菜和发霉的食物中常含有的物质)让学生自己阅读命令按钮的PPT的内容，稍作讲解。

C.最后一类致癌因子：病毒致癌因子。如乙肝病毒、H7N9病毒等病毒感染人的细胞，将其基因整合进入人的基因组，诱发细胞癌变。

外因是通过内因发挥作用的，知道了外因，我们了解并掌握以下内因是什么以及内因的作用。通过前面的学习，我们知道细胞一切生命活动直接或间接受遗传物质DNA的调控，同样在细胞内有专门控制细胞分裂、分化、衰老和死亡的DNA片断(基因)，包括原癌基因和抑癌基因。

原癌基因是细胞内与 细胞增殖 相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。在进化上高等保守。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，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。

抑癌基因 也称为抗 癌基因 ，正常细胞中存在基因，在被激活情况下它们具有抑制 细胞增殖 作用，但在一定情况下被抑制或丢失后可减弱甚至消除抑癌作用的基因。正常情况下它们对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用。

细胞的生活环境教案 篇7

1 材料与方法

1. 1 实验试剂HK-2 株购自武汉中国典藏物培养中心 ( 美国ATCC) 江苏省人民医院肾病实验室, RPM购自福建科瑞药业有限公司, 小鼠抗人单克隆抗体actin、辣根过氧化物酶 ( HRP) 标记的二抗购自美国Santa Cruz公司, pmTOR抗人抗体、p70S6K抗人抗体购自美国CellSignaling公司, MTT购自美国Sigma-Aldrich公司。

1. 2 方法

1. 2. 1细胞培养和实验分组: HK-2 置于5% CO2细胞培养箱中以含10% FBS的DMEM培养液培养, 细胞80%融合时0. 25%胰酶消化传代, 取5 ~13 代用于实验, 实验前无血清同步24 h。采用MTT法测定不同浓度 ( 1、10、100 nmol/L) RPM培养不同时间 ( 0、12、24、48 h) 后HK-2 细胞的活性。实验分组如下: ( 1) 正常糖组 ( NG, 5. 5 mmol/L) ; ( 2) 高糖组 ( HG, 25. 0 mmol/L) ; ( 3) HG + RPM ( 1、10、100 nmol/L) 组。 ( 4) HG + 100nmol / L RPM + 胰岛素 ( Ins, 1、10、100 nmol / L) 组。

1.2.2免疫印迹法 (western blot) 检测蛋白表达:采用western blot方法测定不同组雷帕霉素靶蛋白 (pmTOR) 和P70核糖体S6激酶 (p70S6K) 蛋白的表达。实验方法:HK-2细胞培养24 h后, 收集细胞提取总蛋白, BCA试剂盒测定蛋白浓度, 取60μg蛋白样品100℃变性5 min。SDS-PAGE凝胶电泳2 h, 转印到PVDF膜上, 5%脱脂牛奶室温封闭1 h, 加入pmTOR或p70S6K抗人抗体4℃孵育过夜, HRP标记的二抗室温孵育1 h, ECL显色成像, 凝胶分析系统定量, 比较目的条带或内参条带的吸光度。以上实验均重复3次。

1.3统计学处理采用SPSS 14.0软件包进行数据分析, 计量资料采用均数±标准差 (±s) 表示, 组间比较采用单因素方差分析 (ANOVA) , P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 不同浓度RPM培养不同时间对HK-2 细胞增殖抑制率的影响不同浓度 ( 1、10、100 nmol/L) RPM分别刺激0、12、24、48 h后, 结果显示HK-2 细胞增殖抑制率具有浓度-时间依赖性。100 nmol/L RPM刺激48h, HK-2 细胞增殖抑制率接近50% 。

2. 2 HK-2 细胞pmTOR蛋白的表达HG显著上调HK-2 细胞pmTOR蛋白的表达, 而RPM可拮抗HG上调HK-2 蛋白表达的效应。不同浓度RPM组显示, 随浓度升高, RPM抑制HK-2 pmTOR蛋白表达的作用越显著 ( P <0. 05) 。见图1, 2。

2. 3HK-2 细胞p70S6K蛋白的表达HG可显著上调p70S6K蛋白表达, RPM可拮抗HG上调HK-2p70S6K蛋白表达的作用。随RPM浓度升高, 其抑制p70S6K蛋白表达作用越显著 ( P < 0. 05) 。见图3。

2. 4 不同浓度胰岛素对RPM抑制HG环境下pmTOR蛋白表达的影响在100 nmol/L RPM和HG环境下, 分别加入1、10、100 nmol/L胰岛素后测定pmTOR蛋白的表达, 结果显示加入1、10 nmol/L胰岛素后pm-TOR的表达与HG + 100 nmol / L RPM组无统计学差异 ( P >0. 05) , 而加入100 nmol/L浓度的胰岛素可抑制RPM的作用 ( P < 0. 05) 。见图4。

注:与NG组比较, *P<0.05;与HG组比较, △P<0.05;与HG+100 nmol/L RPM组比较, ▲P<0.05

注:与NG组比较, *P<0.05;与HG组比较, △P<0.05;与HG+100nmol/L RPM组比较, ▲P<0.05

注:与NG组比较, *P<0.05;与HG+RPM组比较, △P<0.05

3 讨论

糖尿病肾病是糖尿病引起的严重并发症之一, 在我国已经是慢性肾功能衰竭的第3 位病因[5], 我国50% 的透析患者为糖尿病引起的肾病[6]。迄今为止, 糖尿病肾病的发病机制依然不明, 近年有学者提出糖尿病患者使用免疫抑制剂RPM具有一定的肾保护作用, 其在糖尿病肾病的发病机制中的作用逐渐引起众多学者的关注[7]。

RPM是一种大环内酯类抗生素, 目前主要用于器官移植排斥反应的预防和治疗[8]。RPM主要通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 ( mTOR) 通路发挥作用, mTOR活化后, 可导致下游的2 个重要的效应因子p70S6K活化和真核细胞起始因子-4E-结合蛋白1 ( 4EBP-1) 活化。p70S6K可使S6 磷酸化, 促进翻译过程的启动, 促进RNA和蛋白质的合成。p70S6K激活后, 也可通过周期素依赖激酶 ( cdks) 促进细胞周期的发展。RPM能与哺乳动物mTOR相互作用, 抑制p70S6K活化和4EBP-1 磷酸化, 参与细胞生长与增殖、代谢的调节, 并反馈性调节胰岛素的敏感性, 与2 型糖尿病、肥胖等疾病的发生密切相关[9]。

足细胞肥大在慢性肾脏疾病包括糖尿病肾病进展中有重要作用, 相关动物模型研究已经证实RPM干预可延缓肾小球硬化, 改善糖尿病肾病的进展。使用RPM可抑制足细胞肥大, 抑制肾小球系膜细胞增殖, 抑制Ⅳ型胶原产生, 延缓肾小球硬化, 改善早期糖尿病肾病[10]。推测此类效应与RPM使用后抑制mTOR通路活化密切相关。有动物实验证实RPM可延缓糖尿病肾病的小管间质损害, 减少蛋白尿。但亦有临床研究认为RPM可引起患者蛋白尿, 其机制未进一步探讨, 因此RPM与糖尿病肾病之间的关系及作用机制目前仍不明确[11]。

本研究采用体外实验研究RPM对HG环境下HK-2 细胞影响, 结果显示HG可显著活化HK-2 pm-TOR通路, RPM可通过mTOR / p70S6K通路拮抗HG对HK-2 效应, 且在一定范围内, 浓度越高效应越显著。100 nmol/L RPM可抑制HG诱导的pmTOR蛋白表达, 加入100nmol/L胰岛素可抑制RPM的作用, 提示高浓度胰岛素对RPM干预的HG环境下mTOR通路有逆转作用。有文献报道RPM可反馈性地调节胰岛素的敏感性, 两者在糖尿病肾病的动物及人体内的影响机制目前还不明确, 需要进一步研究证实。

综上, 本研究针对2 型糖尿病常见的HG高胰岛素环境, 观察RPM干预对HK-2 细胞的影响。结果显示RPM可通过mTOR/p70S6K通路抑制HG对HK-2效应, 提示RPM可影响HG状态下mTOR/p70S6K通路, 在糖尿病肾病的发病机制中起一定的作用。本研究仅从体外实验探讨, 其他相关的研究亦多局限于细胞和 ( 或) 动物实验, 以糖尿病肾病患者为研究对象的体内研究目前尚少, RPM在糖尿病肾病患者体内的作用效应尚需进一步明确。

摘要：目的 探讨雷帕霉素 (RPM) 对高糖 (HG) 环境下培养人肾小管上皮细胞 (HK-2) 的影响并初步探讨其机制。方法 不同浓度RPM (1、10、100 nmol/L) 及胰岛素 (1、10、100 nmol/L) 在HG (25.0 mmol/L) 环境下培养HK-2, 经过不同时间 (0、12、24、48 h) 后, 通过MTT检测RPM干预后HK-2细胞增殖抑制率, 同时采用western blot方法检测HK-2细胞pmTOR和p70S6K蛋白的表达。结果 (1) HK-2在不同浓度RPM的刺激下, 细胞增殖抑制率具有浓度-时间依赖性。 (2) HG可显著上调pmTOR和p70S6K蛋白的表达, 而RPM可拮抗HG上调pmTOR和p70S6K蛋白表达的作用, 随着RPM浓度的升高, 其抑制pmTOR和p70S6K蛋白表达的能力越显著 (P<0.05) 。 (3) HG+100 nmol/L RPM组与加入1、10 nmol/L胰岛素后对pmTOR蛋白表达的影响无统计学差别 (P>0.05) , 而加入100 nmol/L胰岛素可抑制RPM的作用。结论 HG环境可显著上调HK-2 pmTOR蛋白和p70S6K蛋白的表达, RPM可拮抗HG上调pmTOR和p70S6K蛋白表达的作用。100 nmol/L的胰岛素可抑制RPM拮抗pmTOR蛋白表达的作用。RPM可能阻止糖尿病肾病的发生。

关键词：雷帕霉素,人肾小管上皮细胞,pmTOR,高糖

参考文献

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[3]庄文翔, 申志祥, 张鹏翎.老年2型糖尿病患者血清超敏C反应蛋白与糖尿病肾病相关性分析[J].实用老年医学, 2009, 23 (4) :296-298.

[4]赵大鹏, 隋艳波, 栾仲秋, 等.糖尿病肾病发病机制的研究进展[J].中国医药导报, 2012, 9 (36) :47-48.

[5]王笑云.老年糖尿病肾病肾衰竭诊治进展[J].实用老年医学, 2007, 21 (5) :294-298.

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[8]Lieberthal W, Levine JS.Mammalian target of rapamycin and the kidney.Ⅰ.The signaling pathway[J].Am J Physiol Renal Physiol, 2012, 303 (1) :F1-10.

[9]Gupta A, Gupta P, Biyani M.Targeted therapies in diabetic nephropathy:an update[J].J Nephrol, 2011, 24 (6) :686-695.

[10]Inoki K, Mori H, Wang J, et al.mTORc1 activation in podocytes in a critical step in the development of diabetic nephropathy in mice[J].J Clin Invest, 2011, 121 (6) :2181-2196.

细胞的生活环境教案 篇8

【摘要】本文研究了食管胃交界腺癌中肿瘤相关成纤维细胞与肿瘤细胞间的相互作用，提示阻断肿瘤相关成纤维细胞作用于肿瘤细胞的信号通路，阻断肿瘤相关成纤维细胞的形成，将为食管胃交界腺癌的治疗提供一条新的途径。

【关键词】 食管胃交界腺癌 肿瘤干细胞 肿瘤相关成纤维细胞

【中图分类号】R722.12 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2014）08-0589-02

基金项目：河北省高等学校科学技术研究项目（Z2013072）；唐山市科学技术研究与发展指导计划（13130217b）

前言

食管胃交界腺癌是指食管与胃交界区的腺癌，因其肿瘤学特性、临床特征与食管鳞癌及胃癌有很大不同，应作为一独立肿瘤类型进行系统研究。肿瘤的侵袭和转移既与肿瘤细胞自身特性相关，亦受肿瘤-宿主界面微环境的影响。 肿瘤干细胞（肿瘤干细胞）具有很强的自我更新、无限增殖能力和肿瘤各组分多向分化潜能，在肿瘤发生发展中的作用不可忽视， 且随着癌细胞的不断浸润扩展，间质中更多的成纤维细胞转化为肿瘤相关成纤维细胞（肿瘤相关成纤维细胞），造成癌细胞进一步侵袭、转移。因此，阻断肿瘤相关成纤维细胞作用于肿瘤细胞的信号通路和肿瘤相关成纤维细胞的形成，识别分离肿瘤干细胞相关亚群并清除肿瘤干细胞将成为根治食管胃交界腺癌的两条重要途径。

研究方法

1. 应用荧光免疫组织化学等技术检测食管胃交界腺癌细胞系中 CD44、CD133、P75NTR、Oct-4、Nanog、ABCG 等的表达情况， 以探讨食管胃交界腺癌干细胞的标志物。2. 通过免疫组化等方法检测肿瘤相关成纤维细胞分泌产物如成纤维细胞活化蛋白、肝细胞生长因子在食管胃交界腺癌中的表达变化规律，以探讨肿瘤相关成纤维细胞对食管胃交界腺癌的浸润、转移的影响。

结果与讨论

二十世纪八十年代以来，世界许多地区和国家均出现胃远侧端肿瘤发病率降低而贲门癌和食管末端腺癌的发病率升高的情况。食管末端与胃交界区的腺癌现多被称为食管胃交界腺癌，包括食管远端的腺癌及胃近端的腺癌。此区域肿瘤在生物学特性、临床特征等方面与食管鳞癌及胃癌有很大不同，因此宜作为一独立肿瘤类型进行系统研究[1-2]。

Liotta LA等研究发现肿瘤的侵袭性既与瘤细胞自身特性相关，亦受临近肿瘤宿主成分的影响，因此提出了肿瘤-宿主界面微环境这一概念，即变异上皮与其临近间质所构成的微生态环境[3]。肿瘤相关成纤维细胞是此微环境中最重要的宿主细胞之一，表达多种细胞因子、蛋白酶、粘附分子，与肿瘤细胞相互作用，不同程度增加肿瘤细胞的恶性表型，对肿瘤发生、生长、血管形成、浸润与转移有重要作用，并具有器官特异性[4]。成纤维细胞活化蛋白是肿瘤相关成纤维细胞的标志性产物之一，属于丝氨酸蛋白酶类，其选择性表达于上皮性肿瘤间质及伤口愈合处，具有分解明胶和I型胶原的活性以及类似二肽基肽酶的活性。高力等发现肝细胞生长因子在促进细胞分裂、增殖、分化、运动及形态发生、血管生成、抑制肿瘤细胞凋亡等方面发挥着重要的生物学功能。肝细胞生长因子在肿瘤侵袭、转移中的作用机制可能包括以下几个方面：①促进肿瘤细胞的迁移，增加瘤细胞的侵袭性；②诱发血管生成。肝细胞生长因子可通过磷脂酰肌醇3激酶通路诱导血管内皮生长因子的分泌和表达，从而间接促进血管的生成； ③促进细胞的增殖。近年来，本研究发现在食管胃交界腺癌间质成纤维细胞活化蛋白、肝细胞生长因子阳性细胞数目与肿瘤的直径、分化程度、浸润深度、淋巴结转移数目等呈正相关。另外，本课题组亦发现监测血清糖类抗原19-9、肿瘤特异生长因子对食管胃交界腺癌的辅助诊断及病情监测具有重要的临床价值。

对恶性肿瘤肿瘤干细胞的研究是目前肿瘤学研究领域的一个热点。而不同肿瘤的肿瘤干细胞生物标志物的研究才刚刚开始。食管胃交界腺癌中肿瘤干细胞及其标志物的报道均极为罕见，关于肿瘤干细胞与肿瘤-宿主界面微环境的关系及作用亦少见报道。因此，食管胃交界腺癌中肿瘤干细胞和肿瘤相关成纤维细胞标志物的表达及其与肿瘤侵袭性的关系具有广阔的探索空间。

参考文献

[1] Marsman WA， Tytgat GN， ten Kate FJ， van Lanschot JJ. Differences and similarities of adenocarcinomas of the esophagus and esophagogastric junction[J]. J Surg Oncol，2005，92（3）：160-168

[2] von Rahden BH， Feith M， Stein HJ. Carcinoma of the cardia： classification as esophageal or gastric cancer？ Int J Colorectal Dis，2005，20（2）：89-93.

[3]Liotta LA， Kohn EC. The microenvironment of the tumour-host interface[J]. Nature，2001，411（6835）：375-379.