科学实验--好细胞如何变坏了

　　好细胞如何变坏了

　　Good Cells gone bad

　　姜联合编译

　　细胞是所有生命体结构和功能的基本单位，细胞通过生长和分裂，在我们体内以有序的状态构成了不同的且具有特定功能的组织。“癌症”是一类细胞增殖和扩散不受控制的疾病的统称，这些细胞与正常细胞的行为以及功能都有了很大差异。细胞变坏了，细胞的结构和功能到底发生了怎样的变化?又是什么原因促使细胞产生变异呢？让我们来做个实验模拟组装细胞，一看究竟。

　　1实验目的

　　1）观察正常细胞与癌细胞的结构和功能；

　　2)理解正常细胞发生癌变的原因。

　　2背景知识

　　细胞的功能:细胞是所有生命体结构和功能的基本单位。细胞通过生长和分裂，在我们体内以有序的状态构成了不同的且具有特定功能的组织。

　　一个正常的健康细胞具有以下几项特征：

　　1)能够制造蛋白质或是其他机体需要的“功能分子”;

　　2)通过消耗氧气提供自身代谢所需的能量;

　　通过自分裂产生新的细胞;

　　能够接受机体内的信号并作出应答;

　　正常细胞的生长和分裂以及定位受机体的严格调控;

　　分裂有限的次数后死亡。

　　癌细胞的变化：当细胞功能不正常的时候，癌症就发生了。癌细胞的生长和分裂都不受机体的控制。这些癌细胞所具有的新特性对机体是有害的。癌细胞的特征如下：

　　1）一些蛋白质以及“功能分子”在癌细胞中不表达或是表达量异常。同时它们的功能也受到影响，使得某些细胞生长过度，而有些本应快速增殖的细胞无法迅速生长；

　　增殖不依赖于机体的信号；

　　可以不依赖于氧气供能，而依靠无氧呼吸途径来提供能量；

　　癌生长快速并且不受机体控制。细胞不会长到正常大小；

　　会在机体内迁移，对其他地方造成损害；

　　具有一种“永生”的特性使得它们比正常细胞的寿命要长。

　　正常细胞和癌细胞的细胞结构发生了变化，见表和图1.

　　表1正常细胞和癌细胞的结构

　　正常细胞

　　癌细胞

　　细胞质多

　　细胞质少

　　单细胞核

　　多细胞核

　　单核仁

　　多个大核仁

　　染色质呈细丝状

　　染色质呈粗线状

　　图1正常细胞和癌细胞的结构比较

　　癌症的发生：“癌症”是一类细胞增殖和扩散不受控制的疾病的统称。这些细胞与正常细胞的行为以及功能都有很大差异。正常细胞的增殖和生长往往是用于替换以及补充衰老或是死亡的细胞，该过程受机体的严格控制。癌细胞的增殖和生长则不受机体控制，它们不断的生长，分裂出新的细胞而不论机体是否需要这些新细胞。这种不受控制的癌细胞将导致恶性肿瘤。这些肿瘤生长或快或慢，但都能侵入并迁移到其他组织和器官，并且对正常细胞造成破坏。这种转移了的癌症在医学上被称为“metastasis”，转移癌。

　　世界上有超过100种的癌症，往往依据癌细胞来源的机体组织来命名。

　　当正常细胞不正常的时候，癌症就发生了。但是导致细胞变得不正常的因素还有待进一步的研究。迄今为止，人们已经发现了许多致癌因素，烟草制品，或者是接触到某些化学物质，甚至是过度的暴晒都算是致癌因素。

　　3实验材料

　　材料

　　所代表的事物

　　带拉链的包（小、中、大）

　　细胞膜

　　彩带

　　DNA

　　小容器

　　细胞核

　　不同大小的珠子

　　核仁

　　回形针

　　蛋白质或是“功能分子”

　　邮票

　　信号传递网络

　　蜡烛

　　有限的生命

　　火柴

　　能量来源，通过有氧呼吸消耗氧气来提供能量

　　小糖盒

　　糖酵解途径

　　4.实验步骤

　　根据背景知识和实验材料分别组合一个正常健康的细胞和一个癌症细胞。

　　5组装一个正常细胞

　　正常细胞内容物

　　所代表的事物

　　带拉链的包-大

　　同类型的正常细胞都具有同样的大小

　　1个小容器

　　单个细胞核

　　1个小球（放在小容器中）

　　单个核仁

　　彩带（放在小容器中）

　　DNA或是“携带信息的分子”

　　图钉/回形针

　　蛋白质或是“功能分子”

　　邮票

　　正常细胞对于机体的信号作出应答，由机体决定细胞分裂或是死亡的时间

　　蜡烛

　　正常细胞的生命是有限的

　　火柴

　　细胞的能量来源，正常细胞通过消耗氧气进行有氧呼吸来提供能量

　　6组装一个癌细胞

　　癌细胞内容物

　　所代表的事物

　　带拉链的包（各种大小）

　　癌细胞的大小不一，并且由于没有充足的时间生长到正常大小就开始分裂，因此癌细胞往往比较小。

　　多个容器

　　多个细胞核

　　多个较大的球

　　多个且大的核仁

　　彩带（放在代表细胞核的容器中）

　　DNA或是“携带信号的分子”上有两条黑线，代表所发生的突变

　　图钉/回形针（发生扭曲）

　　DNA上的突变导致所表达蛋白质的改变

　　无邮票

　　没有邮票代表癌细胞需要信号来保持分裂，并且对机体的死亡信号不予应答。

　　无蜡烛

　　代表癌细胞的永生特性

　　无火柴

　　糖

　　癌细胞通常不依赖于氧气，而是采用效率较低的糖酵解途径来提供能量（无氧呼吸）

　　主要参考文献

　　[1]亚利桑那癌症中心（Arizona Cancer Centre）2004.好细胞变坏了（Good Cells gone bad.）

　　http://coep.pharmacy.arizona.edu/curriculum/goodcells/good_cells.html. (accessed 27/03/08).