新教材高中生物 第6章 细胞的生命历程 63 细胞的衰老和死亡教学案 新人教版必修1docx.docx

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第3节　细胞的衰老和死亡

1．概括细胞衰老的特征，分析细胞衰老的原因。

2．理清细胞衰老与个体衰老的关系。

3．结合教材实例，理解细胞凋亡的概念及意义，并分析比较细胞凋亡与细胞坏死的区别。

1．毛囊细胞的衰老导致酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白。

2．老年人体内还会有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能增殖产生精子，造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。

3．对于单细胞生物来说，个体的衰老与细胞的衰老一致；对于多细胞生物来说，不论是年轻个体还是衰老个体细胞总是在不断更新中，总有一部分细胞处于衰老状态，一部分细胞处于年轻状态，只是衰老的生物体内处于衰老状态的细胞相对较多。

知识点1　细胞衰老的特征

请仔细阅读教材第123～124页，完成下面的问题。

知识点2　细胞衰老的原因

请仔细阅读教材第124页，完成下面的问题。

1．自由基学说

（1）自由基：

通常把异常活泼的带电分子或基团，称为自由基。

2．端粒学说

（1）端粒：

每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒。

（2）端粒与细胞分裂次数的关系

端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。

随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。

在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。

知识点3　细胞衰老与个体衰老的关系

　请仔细阅读教材第124～125页，完成下面的问题。

1．个体衰老与细胞衰老的关系

（1）单细胞生物：

细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。

（2）多细胞生物

①细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。

②两者之间的联系：

个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

2．年龄因素与细胞衰老的关系

该实验说明细胞核可以影响细胞的分裂。

（2）细胞核是细胞生命活动的控制中心，随着细胞分裂次数的增多，或者细胞进入衰老状态，细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。

知识点4　细胞的死亡

请仔细阅读教材第125～126页，完成下面的问题。

1．细胞的凋亡

（1）概念：

由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是由遗传机制决定的程序性调控，又被称为细胞编程性死亡。

（2）意义

①完成正常的发育；②维持内部环境的稳定；③抵御外界各种因素的干扰。

2．细胞坏死

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。

要点一　分析细胞衰老的特征1.个体衰老与细胞衰老的对应关系

个体衰老的特征

细胞衰老的特征

头发变白

细胞内酶的活性降低

老年斑

细胞内的色素积累

皮肤干燥、发皱

细胞内的水分减少、体积缩小

体能下降

细胞呼吸速率减慢

吸收能力下降

细胞膜通透性改变，物质运输

功能降低

由上表看出，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

2．细胞衰老的特征分析

（1）图解

（2）分析

①分子组成的变化及对结构和功能的影响

a．自由水减少→细胞体积变小，代谢速率减慢。

b．酶的活性降低→细胞内的呼吸等代谢速率降低。

c．色素积累→形成老年斑，并阻碍细胞内物质交流。

②细胞结构的变化及对功能的影响

a．细胞膜的成分变化→通透性变化，降低物质的运输能力。

b．细胞核变大→为了维持对细胞的控制。

通过以上分析可说明分子、结构和功能的关系：

衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低；从分子水平上看，有利的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。

因此细胞衰老特征口诀记忆如下：

一大：

核大质缩染色深；一小：

水少变小代谢慢；

一多：

胞内色素积累多；两低：

物质运输酶性低。

【典例1】　李白诗云：

“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。

”从细胞学的角度分析，这个过程中不会出现下列哪项（　　）

A．细胞内的色素逐渐积累，从而妨碍物质交流和信息传递

B．细胞内的水分减少，细胞核体积减小

C．多种酶的活性降低，细胞内呼吸速率减慢

D．细胞膜通透性改变，影响物质运输

[解析]　“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。

”说明的是人体衰老过程，人体衰老是体内细胞普遍衰老的过程。

衰老时细胞内的色素逐渐积累，从而妨碍物质交流和信息传递；衰老的细胞内的水分减少，细胞核体积增大。

[答案]　B

[针对训练1]　下列关于个体衰老与细胞衰老关系的叙述中，正确的是（　　）

A．正在衰老的个体，体内没有幼嫩的细胞

B．处于青春期的年轻人，体内没有衰老的细胞

C．总体上看，衰老的个体内，细胞普遍衰老

D．对于单细胞生物来说，个体衰老不同于细胞衰老

[解析]　正在衰老的个体，体内也有幼嫩的细胞，如造血干细胞，A错误；处于青春期的年轻人，体内有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞，B错误；总体上看，衰老的多细胞生物体内，细胞普遍衰老，C正确；对于单细胞生物而言，细胞的衰老就是个体的衰老，D错误。

故选C。

[答案]　C

要点二　分析细胞的凋亡1.细胞凋亡的内在机理

2．细胞凋亡的类型

（1）细胞正常的自然更新。

（2）清除被病原体感染的细胞。

（3）正常发育过程中的程序性死亡。

3．易发生细胞凋亡的几种细胞

（1）无用细胞，如蝌蚪变成青蛙时，尾细胞的退化消失；极体的消失。

（2）发育不正常的细胞。

（3）有害细胞，如病毒感染的细胞；免疫细胞裂解靶细胞。

（4）衰老细胞，如花儿凋谢，人的成熟红细胞120天后自然死亡。

4．细胞凋亡与细胞坏死的区别

区别点

细胞凋亡

细胞坏死

起因

正常生理性变化

病理性变化或剧烈损伤

调节过程

受基因调控

被动进行

对机体的影响

对机体有利

对机体有害

过程

生理性的正常死亡

不利因素引起的病理性死亡

现象

散在的单个细胞死亡

大块组织同时发生死亡

形态

变化

细胞变圆与周围细胞脱离

细胞外形不规则变化

细胞结构变化

染色质凝集，细胞分为一个个小体（凋亡小体）

溶酶体破坏，胞浆外溢

【典例2】　细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程

B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量

C．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来

D．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关

[解析]　细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，故A项错误。

由图示可知，细胞凋亡过程中细胞崩溃，分解成多个凋亡小体，被小泡包裹，使细胞内容物不释放出来，然后被吞噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量，故B、C项正确。

吞噬细胞中含有大量的溶酶体，能释放出水解酶消化凋亡小体，故D项正确。

[答案]　A

[针对训练2]　下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的一项是（　　）

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．细胞凋亡是基因调控的，细胞坏死是外界因素引起的

D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的

[解析]　选项A，细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程；细胞坏死是强烈的外界因素造成的被动性死亡。

选项B，细胞凋亡是正常的生理性死亡；细胞坏死是外界因素造成细胞损伤引起的病理性死亡。

选项C，细胞凋亡受特定基因控制，又称细胞编程性死亡；细胞坏死是强烈的外界因素造成的。

选项D，细胞凋亡是正常的自然死亡；细胞坏死是意外的急性死亡。

[答案]　D

附：

练习与应用参考答案

一、概念检测

1．

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　2.C

二、拓展应用

　细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。

因为白细胞的功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。

细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。

课后作业（二十四）

[合格性考试必做题]

1．细胞衰老是一种正常的生命现象。

人体细胞在衰老过程中不会出现的变化是（　　）

A．细胞内有些酶的活性降低

B．细胞内色素减少

C．细胞内水分减少

D．细胞新陈代谢的速率减慢

[解析]　衰老细胞内酶的活性降低，A叙述正确；衰老细胞内的色素会积累，不会出现细胞内色素减少，B叙述错误；衰老细胞内水分减少，C叙述正确；衰老细胞内呼吸速度减慢，D叙述正确。

故选B。

[答案]　B

2．胎儿在正常发育过程中，五个连在一起的手指逐渐分开，发育为成形的手指，原因是指间细胞发生了（　　）

A．细胞坏死B．细胞衰老

C．细胞损伤D．细胞凋亡

[解析]　胎儿在正常发育过程中，手形成时，手指出现的原因是指间细胞生理性死亡的结果，属于细胞凋亡。

故选D。

[答案]　D

3．下列不属于细胞凋亡实例的是（　　）

A．蝌蚪长到一定程度后尾巴消失了

B．人皮肤表皮细胞的脱落

C．白细胞吞噬过多的细菌导致死亡

D．脑细胞因缺血而死亡

[解析]　蝌蚪长到一定程度后尾巴消失属于细胞凋亡，A错误；人皮肤表皮细胞的脱落属于细胞凋亡，B错误；白细胞吞噬过多的细菌导致死亡属于细胞凋亡，C错误；脑细胞因缺血而死亡属于细胞坏死，D正确。

故选D。

[答案]　D

4．珍珠是河蚌产生的一种有机物，它既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它在抑制细胞脂褐素的增加上有重要作用，这表明珍珠在保健上可用于（　　）

A．促进细胞凋亡B．延缓细胞衰老

C．促进细胞分裂D．诱导细胞分化

[解析]　由题目信息可知，珍珠的作用是抑制细胞脂褐素的增加，细胞中色素的积累是细胞衰老的表现。

[答案]　B

5．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，使物质的运输功能降低

B．细胞核体积增大，染色质收缩

C．细胞内色素积累

D．人的衰老细胞萎缩，体积变大

[解析]　衰老细胞体积变小。

[答案]　D

6．关于细胞凋亡的叙述，错误的是（　　）

A．细胞凋亡受细胞自身基因的调控

B．细胞凋亡也称为细胞编程性死亡

C．细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中

D．被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除

[解析]　由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，A正确；由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡，B正确；人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失，所以细胞凋亡可以出现在胚胎发育过程中，C错误；在成熟的生物体中，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，D正确。

[答案]　C

7．下列关于动物细胞编程性死亡的叙述，正确的是（　　）

A．细胞癌变属于细胞编程性死亡

B．细胞编程性死亡属于正常生理过程

C．细胞编程性死亡属于细胞分化的过程

D．细胞编程性死亡与基因表达无关

[解析]　细胞癌变是由于环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA，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，是细胞不正常分化的结果，不是细胞凋亡的过程，A错误；细胞编程性死亡是细胞凋亡过程，对于多细胞生物体完成正常发育，保持内环境相对稳定，以及抵御外界各种因素的干扰起重要的作用，是一种自然的生理过程，B正确；细胞编程性死亡是细胞凋亡过程，不属于细胞分化，C错误；细胞编程性死亡是基因程序性表达的结果，D错误。

故选B。

[答案]　B

8．下列关于细胞的衰老和凋亡的说法，正确的是（　　）

A．人体衰老的过程也是体内细胞普遍衰老的过程

B．衰老细胞内全部酶的活性均降低

C．细胞凋亡的原因是细胞正常代谢活动受损或中断

D．人体细胞的凋亡是从出生后开始的

[解析]　衰老细胞的特征之一是酶活性下降，但此时与细胞衰老过程有关的酶活性较高，故B错误。

细胞正常代谢活动受损或中断导致细胞坏死，故C错误。

细胞凋亡在人体的发育过程中普遍发生，如胎儿时期手的发育，故D错误。

[答案]　A

9．如图是细胞重大生命活动图示，请据图回答下列问题：

（1）图中表示的是________（填“真核”或“原核”）生物细胞重大生命活动图示。

（2）细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过________________

实现的，细胞识别的物质基础是该结构上有____________________。

（3）A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在____________________________________________________过程。

（4）图中细胞增殖的主要方式是____________。

（5）对图中生物的发育起主要作用的过程是__________________________________________________________，

对生物的衰老起主要作用的过程是____________。

[解析]　

（1）只有真核细胞含有染色体，结合图中“染色体结构动态变化”说明细胞内含染色体，故为真核细胞的生命活动图示。

（2）细胞识别是通过细胞膜上的糖蛋白来实现的。

（3）染色体结构的动态变化指由染色质螺旋成染色体，然后染色体解螺旋形成染色质的过程，具体生理过程发生在有丝分裂和减数分裂过程中，故为A过程中。

（4）真核细胞的增殖方式主要是有丝分裂。

（5）细胞分化能导致细胞种类增多，是生物发育的基础。

生物个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

[答案]　

（1）真核

（2）细胞膜　（蛋白质与多糖结合成的）糖蛋白

（3）A

（4）有丝分裂

（5）细胞分化　细胞衰老

[等级性考试必做题]

10．人体衰老的红细胞具有下列哪些特征（　　）

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

A．①②③④⑤⑦⑧B．①②③⑤⑥⑦⑧

C．①②③⑤⑥⑧D．①②③④⑤⑧

[解析]　解答此题的关键是理解衰老细胞的主要特征，知道红细胞的结构中无细胞核。

衰老的细胞具有以下特征：

水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢速率减慢；多种酶的活性降低；细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累；衰老的细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质收缩，染色加深；细胞膜通透性改变，物质运输功能下降。

根据上述特征判断：

①②③⑤⑥⑦⑧都符合细胞衰老的特征，但由于人体成熟的红细胞没有细胞核，因此⑦不符合。

[答案]　C

11．下表有关细胞凋亡、坏死的比较中，错误的组合为（　　）

细胞凋亡

细胞坏死

与基因的关系

①受基因控制

②受基因控制

影响因素

③由遗传机制决定的程序性死亡

④受多种不利因素的影响

对机体的影响

⑤对机体有害

⑥对机体有害

A.②⑤B．③④

C．①⑥D．①③

[解析]　细胞坏死不受基因控制，因此②错误；细胞凋亡对机体无害，因此⑤错误，所以A组合错误。

[答案]　A

12．下列说法错误的是（　　）

A．在个体发育过程中，特定部位的细胞会发生自然凋亡，这有利于器官的正常发育

B．人体在生长发育过程中产生的衰老细胞，可通过启动细胞凋亡程序，及时将其清除

C．生物体内被病毒感染的细胞和所有肿瘤细胞均可以通过凋亡方式清除掉

D．细胞凋亡和细胞增殖两个过程共同维持机体内器官和组织细胞数目的稳定性

[解析]　细胞凋亡有利于清除多余、无用的细胞，从而有利于器官的正常发育，A正确；细胞凋亡有利于清除完成正常使命的衰老细胞，这是维持个体正常生理活动所必需的，B正确；细胞凋亡有利于清除体内的有害细胞，生物体内一些被病毒感染的细胞和某些早期产生的肿瘤细胞可以通过细胞凋亡方式清除，但并不是所有被病毒感染的细胞或所有的肿瘤细胞都能通过细胞凋亡来清除，C错误；机体通过细胞凋亡和细胞增殖这两个相互对立又相互协调的过程，来维持其细胞数目的相对稳定，D正确。

[答案]　C

13．如图为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。

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

[解析]　由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，叫细胞凋亡。

①是凋亡诱导因子与膜受体发生特异性结合，表明细胞凋亡具有特异性，体现了生物膜的信息传递功能；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；②过程中凋亡细胞被吞噬，是细胞主动死亡的过程；凋亡相关基因在机体中本来就存在，是固有的，在动物生长发育过程中的不同时期表达，发挥重要作用。

[答案]　C

14．下列有关细胞分化、衰老、凋亡和坏死的叙述，正确的是（　　）

A．细胞死亡是由基因调控的，是病理性的

B．细胞凋亡是由外界因素引起的，是生理性的

C．衰老的细胞代谢增强，对生物体的正常发育有积极的意义

D．细胞分化是同一类型细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程

[解析]　细胞坏死与基因无关，A错误；细胞凋亡是由基因控制的，但是也会受到外界因素的影响，B错误；衰老的细胞酶活性降低，代谢减弱，C错误；细胞分化是同一类型细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程，D正确。

[答案]　D

15．下图表示蝌蚪变态发育为成蛙的过程中，尾的相对长度与蛋白酶的浓度之间的关系，下列叙述正确的是（　　）

A．尾的相对长度越长，尾部细胞中蛋白酶的浓度越高

B．尾的相对长度越短，单位时间内蛋白质分解所需的水分越少

C．尾的消失与被不利因素影响的细胞死亡均属于细胞凋亡

D．蝌蚪变态发育为成蛙与细胞凋亡和细胞分化均有关

[解析]　由图可以看出，尾的相对长度越短，尾部细胞中蛋白酶的浓度越高；蛋白质水解成氨基酸（肽键断裂）需要水，尾的相对长度越短，酶浓度单位越大，水解蛋白质所需的水分越多；尾的消失属细胞凋亡，是细胞程序性死亡，而被不利因素影响的细胞死亡属细胞坏死。

[答案]　D

16．脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡。

下列叙述正确的是（　　）

A．脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期

B．一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接

C．神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡

D．神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡

[解析]　脊椎动物的细胞凋亡可发生在生命活动任何时期，且受到环境的影响，故A、C错；一个神经元轴突可有许多末梢（或突触小体），可以与多个靶细胞建立联系，故B错；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，故D正确。

[答案]　D

17．细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。

细胞坏死是因病理因素而产生的被动死亡。

近期研究表明，存在于人体内的一种名为RIP3的蛋白激酶通过调节能量代谢，可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．在人体造血干细胞中不存在控制RIP3合成的基因

B．通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式

C．若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制细胞坏死

D．以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关

[解析]　人体造血干细胞来源于受精卵的有丝分裂，因此人体造血干细胞中存在控制RIP3合成的基因；由题意可知通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式，同时抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死的过程；该研究结果证明细胞坏死与蛋白激酶有关，也与RIP3基因表达有关。

[答案]　A

18．如图表示干细胞的三个发育途径，据图回答下列问题：

（1）由A细胞形成的B细胞仍然保持着其特有的______和________能力，A细胞到C细胞的过程是由________控制的。

（2）若D细胞是胰腺细胞，则结构⑦所起的作用是____________________________________________________________

__________________________________________________________。

（3）A细胞分化成D细胞的根本原因是_______________________

_________________________________________________________。

（4）若D细胞是正在衰老的细胞，该细胞中结构⑧发生的变化是____________________________________________________________

_________________________________________________________。

[解析]　

（1）A细胞为干细胞，其增殖形成的B细胞（干细胞）仍然保持着其特有的分裂和分化能力。

A到C表示细胞凋亡，而细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

（2）结构⑦为高尔基体，能对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和运输。

（3）A到D为细胞分化过程，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。

（4）结构⑧为细胞核，细胞衰老后，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。

[答案]　

（1）分裂（分化）　分化（分裂）　基因

（2）对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和转运

（3）基因的选择性表达

（4）细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深