江苏省启东市高中生物 第五章 细胞增殖分化衰老和死亡 522 细胞的衰老和凋亡学案 新人教版必修1.docx

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江苏省启东市高中生物第五章细胞增殖分化衰老和死亡522细胞的衰老和凋亡学案新人教版必修1

第2课时　细胞的衰老和凋亡

目标导航　1.结合教材P104～105，概述细胞衰老的特征。

2.结合教材P105～106，概述细胞凋亡的概念和意义并与细胞坏死进行比较。

一、细胞衰老（阅读P104）

1.概念：

细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应的过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能上。

2.主要特征

比较项目

结构或物质

特　征

形态结

构方面

细胞膜

通透性改变―→物质的运输功能降低

线粒体

线粒体变大且数目减少

细胞核

核体积增大，核膜内折，染色质固缩，染色加深

细胞内的

物质方面

水

水分减少（特别是自由水减少）―→细胞体积缩小―→代谢速度减慢

酶

酶活性降低―→代谢速度减慢，增殖能力减退

色素

细胞质的色素沉积―→妨碍细胞内的物质交流与传递，影响细胞的功能

3.原因：

细胞衰老是由细胞自身的因素决定的。

二、细胞凋亡（阅读P105～106）

1.概念：

是一个主动地由基因决定的自行结束生命的过程。

由于细胞凋亡受到严格的遗传机制决定的程序性调控，因此也被称为细胞程序性死亡。

2.细胞凋亡的过程大致可以分为三个阶段：

（1）凋亡的起始——细胞皱缩，染色质固缩并沿核膜分布，但细胞膜依然完整。

（2）凋亡小体的形成——核膜破裂，染色质断裂成大小不等的片段，与一些细胞器聚集后被内陷的细胞膜包围，形成凋亡小体。

（3）细胞的解体——凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被邻近的细胞或专门的巨噬细胞吞噬并消化。

3.意义：

细胞凋亡对生物正常的个体发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰等方面，具有重要作用。

三、细胞坏死（阅读P106）

1.机理：

是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。

2.细胞坏死的过程

（1）坏死的开始——染色质不规则地浓缩；线粒体、细胞核、内质网肿胀。

（2）细胞解体——细胞膜破坏，胞浆外溢。

（3）结果——引起炎症。

一、细胞的衰老

1.含义

细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生的变化。

2.细胞衰老特征的理解

通过以上图示更能说明组成→结构→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，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。

3.细胞衰老的原因

（1）实验研究表明，从胎儿肺部得到的成纤维细胞可在离体条件下传代约50次，从成人肺部得到的成纤维细胞在离体条件下只能传代约20次。

这说明细胞的增殖能力是有限的，细胞衰老与细胞自身有关。

（2）关于细胞衰老机制的学说

①端粒理论：

端粒位于染色体的末端，细胞的寿命和端粒的长度有关，衰老细胞的端粒长度会变短。

②自由基理论：

细胞内的自由基会攻击和破坏细胞内各种具有正常功能的生物分子，导致细胞衰老。

1.新生婴儿体内是否有衰老细胞，老年人体内是否有新产生的细胞？

一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？

答案　新生婴儿和老年人体内均有新生细胞和衰老细胞，只是所占比例不同。

新生婴儿体内衰老细胞较少，新生细胞较多，老年人则相反。

衰老细胞代谢速率减慢。

老年人心肌细胞中酶活性降低，细胞呼吸速率减慢，功能较年轻人弱。

2.分析老年人为什么大多头发花白，满脸老年斑？

答案　衰老细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，故头发变白；衰老细胞膜通透性改变，色素积累，出现老年斑。

1.下列关于细胞衰老的说法，错误的是（　　）

A.人一生中，体细胞分裂50～60次，因而各种细胞寿命一样

B.机体内细胞的寿命与分裂能力之间没有明确的对应关系

C.生物体内随时有大量细胞衰老死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们

D.衰老细胞的呼吸速率减慢

问题导析　

（1）同一个个体内不同组织的细胞分化程度不同，细胞的寿命也不同。

（2）有的细胞可以不断分裂，这样的细胞寿命较长。

（3）有的细胞高度分化，如神经细胞、心肌细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命也很长。

（4）衰老细胞的呼吸速率减慢。

答案　A

一题多变

判断正误：

（1）多细胞生物个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

（　　）

（2）衰老的细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大。

（　　）

（3）细胞的增殖能力是无限的，细胞衰老与细胞自身有关。

（　　）

（4）衰老细胞的体积增大，细胞膜通透性增加。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）×

二、细胞的凋亡与细胞坏死的区别

项目

细胞凋亡

细胞坏死

影响

因素

基因决定的

剧烈的物化因素或严重的病理刺激

与基因

的关系

受基因控制

不受基因控制

细胞结

构变化

核染色质凝集，细胞质浓缩，细胞核裂解，细胞膜内陷，细胞分割成多个凋亡小体

染色质不规则地浓缩，细胞膜破坏，胞浆外溢

结果

巨噬细胞将凋亡小体吞噬

引起机体炎症反应

对机体

的影响

属于生理性变化

属于病理性变化

1.蝌蚪发育过程中尾巴部分的细胞消失、烫伤后皮肤溃烂细胞死亡，二者的机理一样吗？

答案　不一样。

前者是细胞凋亡，后者是细胞坏死。

2.细胞凋亡是否意味着整个生命趋于死亡？

细胞凋亡对生物体有什么意义？

答案　不是。

细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育、维持内部环境稳定以及抵御外界各种因素的干扰起关键作用。

2.下列关于细胞凋亡与细胞坏死，下列说法正确的是（　　）

A.细胞凋亡不受细胞内的遗传物质控制的

B.细胞坏死是细胞凋亡的同义词

C.细胞坏死受到严格的由遗传机制决定的程序性控制

D.细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除也是通过细胞凋亡来完成的

问题导析　

（1）细胞凋亡是一个主动地由基因决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。

（2）在成熟生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除，是通过细胞凋亡实现的。

（3）细胞坏死是在细胞受到极端物理、化学因素作用或受到严重的病理性刺激，正常代谢活动受损或中断引起的

细胞损伤和死亡，并不是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

答案　D

一题多变

判断正误：

（1）细胞凋亡是一种正常的生理过程。

（　　）

（2）细胞凋亡可维持组织中细胞数目的相对平衡。

（　　）

（3）细胞凋亡是机体对外界刺激的反应。

（　　）

（4）细胞凋亡是机体的自我保护机制。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）√

1.下列有关细胞分化、衰老及凋亡的叙述，正确的有（　　）

A.细胞分化是细胞的后代在形态、功能及遗传物质上发生差

异的过程

B.细胞衰老会发生线粒体减少、酶活性降低及细胞核体积减小等现象

C.细胞分化发生在多细胞生物的胚胎期，细胞衰老与凋亡发生在老年期

D.细胞衰老与凋亡均有正面意义，在动植物个体的发育过程中均存在

答案　D

解析　细胞衰老与凋亡是细胞的正常生理活动，对生物体有重要意义。

2.细胞衰老是一种正常的生命现象。

人的细胞在衰老过程中不会

发生的变化是（　　）

A.细胞内有些酶活性降低

B.细胞内色素减少

C.细胞内水分减少

D.细胞呼吸速率减慢

答案　B

解析　衰老细胞中的水分减少，有些酶活性降低，色素积累，呼吸速率减慢，细胞膜通透性改变。

3.下列哪一项不属于细胞的凋亡（　　）

A.蝌蚪的尾自动消失

B.女性月经期子宫内膜的脱落

C.红细胞的自我更新

D.受紫外线照射引起细胞的死亡

答案　D

解析　蝌蚪在发生变态时，尾部通过细胞凋亡过程会慢慢消失；女性月经期子宫内膜的脱落是细胞凋亡的结果；红细胞的自我更新，是通过细胞的凋亡与细胞的增殖这两个既对立又协调的过程来实现的。

而受紫外线照射引起的细胞的死亡是由于受到外界伤害造成的，不属于机体内发生的正常生理变化的细胞的凋亡。

4.下列关于个体衰老与细胞衰老关系的说法，正确的是（　　）

A.个体衰老导致细胞衰老

B.幼年个体内没有衰老细胞

C.老年个体内没有新细胞

D.没有细胞的衰老就不会有个体的衰老

答案　D

解析　对于单细胞生物体来说，细胞的衰老就是个体的衰老，但对多细胞生物来讲，细胞衰老与个体衰老并不是一回事，A错误；多细胞生物体内细胞总是在不断更新着，衰老生物体内也有幼嫩细胞，年幼的生物体内，也有衰老细胞，B、C错误；从总体来看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程，D正确。

5.科学家从正常生活状态下的不同年龄阶段的三个小白鼠的体内分离出相同部位、相同大小的骨髓肌三块，分别为A、B、C，然后测定这三块骨骼肌释放二氧化碳的量，其比为1.3∶1.2∶1。

据此分析：

（1）年龄最大的是________________，其二氧化碳释放量不同，可能是细胞内________________（细胞器）的功能减弱所致。

（2）三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是________。

物质交换能力最差的是________。

（3）三块骨骼肌内，代谢废物沉积最多的是________。

答案　

（1）C　线粒体

（2）A　C　（3）C

解析　衰老的细胞内呼吸速率减慢，释放的二氧化碳量减少，由此可以判断年龄最大的为C，由于细胞内进行有氧呼吸释放二氧化碳的场所是线粒体，因此，细胞内线粒体的功能有可能下降。

衰老细胞内酶的活性降低，细胞内的积累增多，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，使细胞内积累的废物增多。

基础巩固

1.李白有诗云：

“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。

导致这种变化的主要原因是（　　）

A.细胞生长B.细胞增殖

C.细胞衰老D.细胞分化

答案　C

解析　细胞衰老引起酶的活性降低，如酪氨酸酶活性降低，引起黑色素不能合成，导致老人出现白发。

2.下列哪项不是细胞凋亡的意义（　　）

A.是生物体正常发育的基础

B.能维持组织中细胞数目的相对稳定

C.是机体对外界刺激的反应

D.是机体的自我保护机制

答案　C

3.珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于（　　）

A.促进细胞分裂B.诱导细胞分化

C.延缓细胞衰老D.抑制细胞死亡

答案　C

解析　细胞内的色素积累会随着细胞衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞衰老、死亡。

珍珠可抑制色素的增加，能够延缓细胞衰老。

4.下列说法错误的是（　　）

A.对草履虫来说，细胞的衰老就是个体的衰老

B.从总体上看，多细胞生物衰老的过程，也就是组成个体的细胞普遍衰老的过程

C.多细胞生物体内的细胞，总有一部分处于衰老或走向死亡的状态

D.在衰老的生物体内，没有细胞增殖

答案　D

解析　细胞衰老和个体衰老不是一回事，从总体上看，多细胞生物衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

但是，多细胞生物细胞的衰老并不代表个体的衰老，在衰老的个体中，仍然存在细胞增殖，产生新的细胞；同样，新生个体中，仍然存在衰老的细胞。

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

答案　D

解析　衰老细胞体积变小。

6.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过程

D.细胞编程性死亡与基因表达无关

答案　B

解析　本题主要考查细胞凋亡的本质：

编程性死亡。

细胞凋亡是一种正常的生理过程；细胞分化的本质是基因的选择性表达，癌变的本质是原癌基因和抑癌基因突变，导致细胞无限增殖。

巩固提升

7.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

答案　D

解析　选项A正确：

细胞凋亡是基因决定的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正确：

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正确：

细胞凋亡受特定基因控制，又称编程性死亡；细胞坏死是强烈的外界因素造成的；选项D错误：

细胞凋亡是正常的自然死亡；细胞坏死是意外的急性死亡。

8.在生物体生长发育过程中（　　）

A.细胞分裂、分化、衰老、凋亡和坏死都是细胞必须经历的生命历程

B.细胞分化形成不同的组织器官，细胞衰老发生在组织器官形成之后

C.细胞分化的实质是基因选择性表达，细胞凋亡与基因选择性表达无关

D.细胞分化过程受细胞内外信号的调控，与细胞分裂和细胞凋亡相伴进行

答案　D

解析　细胞坏死不是细胞必须经历的生命历程。

细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，细胞衰老随时都可能发生，而不是发生在组织器官形成之后；细胞的凋亡是细胞的正常生命活动，是受基因调控的，与基因的选择性表达有关。

9.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.巨噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关

答案　A

解析　解题的关键是理解细胞凋亡的机理（基因调控的自动死亡），以及准确提取图解中的信息（以凋亡小体形式被巨噬细胞吞噬）。

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；依图示可知，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，然后被巨噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量，故B、C项正确。

巨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。

10.下图是高等动物体内细胞重大生命活动图示，下列有关描述不正确的是（　　）

A.在ABCD中，染色体结构动态变化主要发生在A过程

B.有C和D过程发生时说明动物个体已经衰老

C.在成熟生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除是通过D过程完成的

D.ABCD过程对于生物体都是有积极意义的

答案　B

解析　染色体结构动态变化是指染色质和染色体之间相互转化，在ABCD中主要发生在A细胞增殖过程，A不符合题意；有C和D过程发生时不能说明动物个体已经衰老，因为细胞的衰老和凋亡与个体是不同步的，B符合题意；在成熟生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，即免疫系统的作用，是通过D过程完成的，C不符合题意；ABCD过程对于生物体都是有积极意义的，D不符合题意。

11.细胞到了一定时期就会像树叶那样自然死亡，但是这种死亡是细胞的一种生理性、主动性的“自杀行为”，而非病理性死亡，所以叫细胞凋亡或细胞编程性死亡。

请回答下列问题：

（1）细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。

对一个有机体来说，某些细胞的编程性死亡的积极意义是：

有利于________________________________________，维持______________________________，抵御______________________________。

（2）人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾消失了，从细胞水平看这是________________的结果，该过程也可称为________________。

人类中也出现一些返祖现象，如毛孩，从细胞水平上分析是因为________过程受阻。

答案　

（1）多细胞生物体完成正常发育　内部环境的稳定　外界各种因素的干扰

（2）细胞凋亡　细胞编程性死亡　细胞凋亡

12.根据下列材料回答有关问题。

材料　巴氏小体存在于雌性哺乳动物细胞中，是指在分裂间期细胞核中呈凝缩状态不活动的X染色体（雄性个体的细胞分裂间期无巴氏小体），可作为雌性细胞的标记。

某科学家所做实验的方法和结果如下表所示。

（年轻女性体细胞用A表示，老年男性体细胞用B表示）。

试验方法

细胞增殖情况

备注

实验1

单独培养A

增殖次数多

实验中所需条件相同，并且都能满足细胞增殖的需要

单独培养B

增殖次数少

混合培养A与B

A细胞增殖次数多

B细胞增殖次数少

实验2

将去核的A与完整的B融合后的细胞进行培养

不能增殖

将去核的B与完整的A融合后的细胞进行培养

增殖旺盛

（1）本实验的目的是探究细胞____________________________________________

_____________________________________________________________________。

（2）实验1的目的是什么？

实验中为什么要选用年轻女性与老年男性的细胞做实验？

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（3）实验2的目的是什么？

本实验能否达到预期目的？

为什么？

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（4）本实验能否说明细胞可无限增殖？

为什么？

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　

（1）衰老的原因（或增殖的原因）　

（2）比较年轻细胞与年老细胞增殖的情况；便于标记和区别不同细胞

（3）探究导致细胞衰老的物质究竟在哪里。

不能，并不知道衰老的物质在哪里，因为用到细胞核时也同时用了同一个体细胞的细胞质（或者：

能，因为有年轻个体细胞核存在时就能增加分裂次数）。

（注：

仅答“能”或“不能”，未答原因的一律不对）

（4）不能。

因为年老细胞的增殖是有限的。

（本题其他合理答案也可）

走进高考

13.下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是（　　）

A.通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化

B.胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡

C.随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加

D.发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加

答案　A

解析　A项，在蛙的胚胎发育过程中，通过细胞分裂增加细胞数量，在囊胚期细胞开始分化。

B项，胚胎发育过程中，既有细胞的分裂和分化，也有细胞的衰老和凋亡。

C项，在蛙胚胎发育的过程中，由于细胞呼吸的消耗，有机物的总量不断减少。

D项，蛙胚胎发育过程中需要从环境中获得氧气，但利用的营养物质是受精卵自身含有的。

14.判断下列叙述的正误：

（1）细胞普遍衰老会导致个体衰老。

（2012·山东卷，3A）（　√　）

（2）细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。

（2012·山东卷，3C）（　×　）

（3）脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期。

（2012·安徽卷，3A）（　×　）

（4）神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡。

（2012·安徽卷，3D）（　√　）

（5）胚胎发育过程中不存在细胞衰老或凋亡的现象。

（2011·天津卷，3A）（　×　）

15.大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内（多选）（　　）

A.物质转运加速

B.新陈代谢变缓

C.呼吸速率加快

D.与黑色素合成相关的酶活性降低

答案　BD

16.下列现象中属于细胞编程性死亡的是（　　）

A.噬菌体裂解细菌的过程

B.因创伤引起的细胞坏死

C.造血干细胞产生红细胞的过程

D.蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡

答案　D