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6.3细胞的衰老和死亡 学案
学习目标 核心素养
1.描述细胞衰老的特征和原因。 2.描述细胞凋亡和细胞坏死的区别。 3.探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人的健康。 1.生命观念：掌握细胞衰老的特征，并分析其原因；阐明细胞凋亡的意义。 2.科学思维：辨析细胞凋亡与细胞坏死。 3.社会责任：关注社会议题，辨别迷信和伪科学，主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识。
基础知识梳理：（阅读教材，完成下列填空，在教材相应位置进行标注后，识记相关内容）
一、细胞衰老的特征
1.细胞膜通透性改变，使物质运输功能 ；
2.细胞核的体积 ，核膜内折，染色质 、染色 ；
3.细胞内的水分 ，细胞萎缩，体积 ；
4.细胞内多种酶的活性 ，呼吸速率 ，新陈代谢速率 ；
5.细胞内的色素逐渐 ，妨碍细胞内物质的交流和传递。
二、细胞衰老的原因
1.自由基学说：
①自由基本质：异常活泼的 。②自由基来源： 中产生辐射或有害物质入侵。
③作用机理：攻击 ，损伤生物膜；攻击 ，引起基因突变；攻击 ，使蛋白质活性下降 （攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子）
2.端粒学说
①端粒本质： ： 复合体。②端粒位置： 两端。
③作用机理：端粒DNA序列被截短后，端粒内侧的 就会受到损伤。
三、细胞衰老与个体衰老的关系
1.单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是 的衰老或死亡。
2.多细胞生物：细胞的衰老和个体的衰老是 的；个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
3.细胞会随着分裂次数的增多而 ，衰老细胞的细胞核中遗传物质会 ，一些酶的活性
，从而影响细胞的生活。
4.细胞衰老是 生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好实现 。
四、细胞的死亡
1.细胞死亡包括 和 等方式。细胞 是细胞死亡的一种主要方式。
2.细胞凋亡：是指由 的细胞自动结束生命的过程。类型：个体发育中细胞的 ；成熟个体中细胞的 ；被病原体感染细胞的 。
3.细胞坏死：在种种 因素影响下，由细胞 受损或中断而导致的细胞损伤和死亡。
学习目标一：细胞衰老的特征有哪些？原因有哪些说法？作用机理分别是什么？
学习目标二：对于单细胞生物而言，细胞衰老和个体衰老有什么关系？对于多细胞生物而言，细胞衰老和个体衰老有什么关系？
学习目标三：细胞死亡包括哪两种方式？主要方式是哪种？什么是细胞凋亡？细胞凋亡发生在什么时期？有什么意义？
学习目标四：什么是细胞坏死？细胞凋亡和细胞坏死有什么区别？什么叫细胞自噬？细胞自噬有什么意义？
自学检测：（选择题20题，每小题4分共80分，1到15题为单选题，16到20题为不定项选择题，选全得4分，选对但不全的2分，综合题21题，20分）
1．细胞的衰老是普遍存在的现象。下列有关叙述错误的是（ ）
A．皮肤色素沉积出现的“老年斑”是由于酪氨酸酶活性降低导致
B．衰老细胞的细胞膜的通透性改变，使物质运输效率下降
C．细胞衰老的可能是由于大量自由基干扰了细胞的正常的代谢
D．在新生的生物体中，同样存在着细胞衰老现象
2．自由基学说对细胞衰老原因作出了解释，下列解释中不合理的是（ ）
A．自由基攻击生物膜的磷脂分子，导致生物膜损伤
B．自由基攻击细胞内的DNA，可能导致基因突变
C．自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降
D．自由基攻击脂肪细胞，导致机体消瘦体温下降
3．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，以下说法不准确的是（　　）
A．细胞内的色素逐渐积累，从而妨碍物质交流 B．细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深
C．细胞内的水分减少，细胞内呼吸速率减慢 D．衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能增强
4．细胞衰老的原因中，被大家普遍接受的是（ ）
①生物生命活动中产生了大量自由基造成的 ②细胞中的营养物质无法正常供应造成的 ③细胞中产生的代谢废物大量积累所致 ④染色体上的端粒不断被“截短”造成的
A．①③ B．②④ C．①④ D．①③④
5．鸡趾间无蹼，适于陆栖步行，鸭前三趾有蹼，适于划水。下列与“趾间是否有蹼”关系密切的是
A．细胞分裂 B．细胞分化 C．细胞凋亡 D．细胞生长
6．老年人的皮肤上会长出“老年斑”，这是衰老细胞的一种表现。下列衰老细胞的特征中，与其直接相关的是（ ）
A．呼吸速率减慢 B．多种酶活性降低 C．染色质收缩凝聚 D．细胞内色素积累
7．人胚胎发育过程中手脚之间蹼的消失通过下列哪个过程实现（ ）
A．细胞分化 B．细胞凋亡 C．细胞衰老 D．细胞坏死
8．每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，当短到一定程度时，端粒内侧正常的DNA序列会受到损伤，使细胞开始衰老。下列叙述不正确的是
A．细胞中端粒缩短，细胞将会激活衰老机制
B．端粒缩短不会影响染色体结构的完整性
C．癌细胞能无限增殖可能与其细胞分裂过程中端粒不缩短有关
D．细胞衰老除与端粒相关，还可能与自由基有关
9．细胞衰老是一种正常的生理现象，下列有关细胞衰老的叙述，错误的是（ ）
A．衰老细胞中染色质收缩，不利于基因的表达
B．老年人头发变白主要是细胞中酪氨酸酶的活性降低导致的
C．每个细胞都会经历衰老的过程
D．衰老细胞细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低
10．细胞衰老是一种正常的生理现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是（　　）
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
11．2021年5月12日，美国研究人员发现衰老的免疫细胞是最危险的衰老细胞类型，会加速其他器官衰老，从而促进全身性衰老，因此衰老的免疫细胞也成为延长寿命的关键治疗靶标。下列相关叙述错误的是（ ）
A．衰老的免疫细胞内，多种酶活性会降低，呼吸速率减慢
B．细胞衰老可能是由端粒DNA序列缩短导致的
C．若某人的细胞衰老和死亡，则该人处于全身性衰老状态
D．及时清除体内衰老的免疫细胞可延长寿命
12．哺乳动物成熟的红细胞由造血干细胞增殖、分化而来，其寿命有120天左右，然后衰老凋亡。下列叙述正确的是（ ）
A．完成分化的红细胞通过有丝分裂增加细胞数量
B．红细胞衰老过程中，细胞变小，细胞核变大
C．造血干细胞通过分裂、分化产生各种血细胞体现了细胞的全能性
D．检测血红蛋白基因是否表达可确定造血干细胞是否分化为红细胞
13．蝌蚪变态发育成青蛙的过程中，尾部细胞逐渐解体，尾部消失，与这种现象关系最密切的细胞器是（ ）
A．溶酶体 B．高尔基体 C．线粒体 D．内质网
14．细胞自噬是将细胞内受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器运输到溶酶体内并降解的过程。下列相关叙述正确的是（　　）
A．细胞自噬是所有细胞中普遍存在的一种自稳机制
B．细胞自噬过程必须依赖生物膜中磷脂和蛋白质分子的运动
C．正常情况下被溶酶体分解的物质将一直积累于溶酶体中
D．溶酶体合成的水解酶不分解自身膜结构可能与溶酶体膜上的特殊结构有关
15．下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是（ ）
A．细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
B．细胞分化的过程中因遗传物质发生改变，所以细胞的结构和功能会发生变化
C．衰老细胞的细胞核体积增大，染色质收缩，多种酶的活性会降低
D．细胞的自然更新和某些被病原体感染的细胞的清除，可通过细胞凋亡完成
16．（不定项选择）科学家们提出了众多有关细胞衰老起因的学说，目前为大家普遍接受的学说之一是自由基学说。衰老的自由基学说的核心内容有3条：①衰老是由自由基对细胞成分的有害进攻造成的；②这里所说的自由基，主要就是氧自由基；③维持体内适当水平的抗氧化剂和自由基清除剂水平可以延长寿命和推迟衰老。
下列可以作为衰老的自由基学说证据的是（ ）
A．断奶后，向小鼠饲料中添加抗氧化剂，小鼠的寿命平均提高30%
B．儿童细胞中合成的H2O2酶数量多，老年人细胞中H2O2酶浓度低
C．人体血细胞与皮肤细胞中的端粒DNA长度随年龄增加而相应缩短
D．与野生型相比，多一个H2O2酶基因的转基因果蝇平均寿命延长
17．（不定项选择）下列关于细胞生命历程的叙述，不正确的是（ ）
A．细胞分化贯穿整个生命历程中，在胚胎时期达最大限度
B．衰老细胞中细胞核体积增大，细胞中各种酶活性降低
C．细胞凋亡过程与溶酶体有关，不利于生物的生长发育和生命活动
D．细胞有丝分裂周期中，染色体存在时间比染色质存在时间更长
18．（不定项选择）下列关于细胞衰老的叙述，不正确的是（　　）
A．衰老的细胞，色素的逐渐积累会妨碍细胞内物质的交流与传递
B．衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积减小，新陈代谢速率减慢
C．衰老的细胞呼吸速率加快，细胞核体积变小，染色质固缩、染色加深
D．衰老的细胞形态、细胞膜成分均发生变化，与其他细胞间的黏着性显著降低
19．（不定项选择）下列有关细胞凋亡、细胞坏死的说法正确的是（ ）
A．细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的 B．胎儿手的发育需要通过细胞凋亡完成
C．细胞坏死是由于细胞代谢活动受损或中断引起的
D．细胞死亡是细胞凋亡的同义词
20．（不定项选择）下图表示动物细胞生命历程，下列叙述正确的是（ ）
A．真核生物的①过程的方式有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂
B．在个体发育过程中，有序的②过程能够通过细胞分化增加细胞的种类
C．③过程中细胞含水量增加，酶活性下降，细胞核体积增大，细胞相对表面积减小
D．④过程是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，对生物体的生长发育没有积极意义
21．如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程，回答下列问题：
(1)a过程表示的是__________，b过程表示的是______________，c过程表示的是______________。
(2)分化后的⑤与⑥的基因型相同，但蛋白质种类和数量不同的原因是__________________________。
(3)衰老的细胞体积变________，细胞核体积变________；人体衰老和细胞衰老的关系________________（填“等于”或“不等于”）
(4)细胞凋亡是由________决定的细胞自动结束生命的过程，吞噬细胞吞噬凋亡细胞的过程体现了细胞膜具有_____________的特点。
22．图为细胞重要的生命活动图解。请据图回答下面的问题。
（1）A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在__________过程中。
（2）细胞增殖的主要方式是____________________。
（3）细胞分化是个体发育的基础，就同一个个体来说，乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息________，形态、结构和生理功能不同，这是因为___________________。
（4）李白有诗云：“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。”导致这种变化的原因是_____________。
（5）细胞的凋亡由于受到严格的由遗传机制决定的程序性控制，所以也称为______________________。
（6）该图可以用来表示下列哪些生物的细胞重大生命活动？____________________（填写序号）。
①噬菌体 ②酵母菌 ③乳酸菌 ④变形虫 ⑤海带 ⑥蚯蚓 ⑦玉米 ⑧蘑菇
第6章 第3节 细胞的衰老和死亡 学案答案
基础知识梳理：
一、1.降低 2.增大 收缩 加深 3. 减少 变小 4.降低 减慢 减慢 5.沉积
二、1.带电分子或基团 氧化反应 磷脂分子 DNA 蛋白质 2.DNA—蛋白质 染色体 正常DNA序列
三、1.个体 2.不同步 3.衰老 收缩 下降 4.正常 自我更新
四、1.凋亡 坏死 凋亡 2.基因所决定 程序性死亡 自然更新 清除 3.不利 正常代谢活动
自我检测：
1．A 【详解】A、皮肤色素沉积出现的“老年斑”是由于细胞代谢减弱所致，A错误；B、衰老细胞的细胞膜的通透性改变，使物质运输效率下降，B正确；C、细胞衰老的可能是由于大量自由基干扰了细胞的正常的代谢，C正确；D、在新生的生物体中，同样存在着细胞衰老现象，D正确。
2．D 【详解】A、自由基攻击生物膜的磷脂分子，导致生物膜损伤，A正确；B、自由基攻击细胞内的DNA，可能导致基因突变，B正确；C、自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，C正确；D、根据自由基学说的内容可知，自由基主要攻击生物膜上的磷脂细胞内的DNA和蛋白质，D错误。
3．D 【详解】A、细胞衰老后，细胞内的色素逐渐积累，从而妨碍物质交流和信息传递，A正确；B、细胞衰老后，细胞体积变小，细胞核体积增大，细胞核膜内折，染色质固缩，染色加深，B正确；C、细胞衰老后，细胞内的水分减少，细胞内呼吸速率减慢，C正确；D、衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低，D错误。
4．C 【详解】关于衰老机制的研究，目前被大家普遍接受的是自由基学说（①生物体生命活动中产生了大量自由基造成的）和端粒学说（④染色体上的端粒不断被“截短”造成的）；细胞中的营养物质无法正常供应和细胞中产生的代谢废物大量积累是衰老细胞的特征，②③错误。C符合题意。
5．C 【详解】根据分析，鸡的胚胎发育过程中爪之间存在蹼状物，在发育过程中由于细胞凋亡，使蹼结构消失。
6．D 【详解】进入老年后，细胞代谢机能减退，体内脂肪容易发生氧化，产生老年色素；细胞内脂褐素等色素不能排出体外，随着细胞的衰老而逐渐积累，从而形成老年斑。
7．B 【详解】人胚胎发育过程中手脚之间蹼的消失是基因的编程性死亡，属于细胞凋亡。
8．B 【详解】A、细胞中端粒缩短，细胞将会激活衰老机制，A正确；B、端粒是染色体的一部分，其缩短影响了染色体结构的完整性，B错误；C、癌细胞能无限增殖，所以端粒一般不缩短，C正确；D、细胞衰老的机制除了端粒学说，还有自由基学说，D正确。
9．C 【详解】衰老细胞中染色质收缩，不利于基因的表达，聚缩状态的染色质上的基因不能接近基因活化蛋白，因此染色质通过紧密折叠压缩是关闭基因活性的一种途径，A正确；大多数老年人头发变白，与黑色素合成相关的酪氨酸酶活性降低、代谢缓慢有关，B正确；除癌细胞外，生物体的细胞都要经过分裂、分化、衰老死亡的过程，C错误；细胞衰老时细胞膜脆性增加选择性通透能力是下降的，膜受体种类、数目和对配体的敏感性等发生变化，从而使使物质运输功能降低，D正确。
10．B 【详解】A、衰老细胞内有些酶活性降低，代谢减弱，A正确；B、衰老细胞色素增多，B错误；
C、衰老细胞内水分减少，细胞体积减小，C正确；D、衰老细胞内大多数酶活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢减慢，D正确。
11．C 【详解】衰老的细胞内多种酶活性降低，细胞呼吸速率减慢，A正确；根据端粒学说，细胞衰老可能是由端粒DNA序列缩短导致的，B正确；对于多细胞生物而言，细胞的衰老与个体的衰老并不是同步的，即使幼年个体内也存在衰老的细胞，C错误；由题干可知，衰老的免疫细胞会加速其他器官衰老，从而促进全身性衰老，因此及时清除体内衰老的免疫细胞可延长寿命，D正确。
12．D 【详解】A、完成分化的红细胞不会再分裂，A错误；B、衰老细胞的特征之一是细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，但哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，故其衰老的过程中不能出现细胞核变大的现象，B错误；C、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，造血干细胞通过分裂、分化产生各种血细胞不能体现细胞的全能性，C错误；D、血红蛋白基因只在红细胞中表达，检测血红蛋白基因是否表达可确定造血干细胞是否分化为红细胞，D正确。
13．A 【详解】蝌蚪发育成青蛙的过程中，由于尾部细胞的逐渐解体使尾部消失，这与溶酶体中含有多种水解酶密切相关，A正确。
14．B 【详解】A、细胞自噬被维持在一定水平，能确保细胞内的稳态，但并不是所有的细胞都有细胞自噬，A错误；B、细胞自噬需要将讲解的物质运输到溶酶体体现了生物膜的流动性，所以细胞自噬过程依赖生物膜中磷脂和蛋白质分子的运动，B正确；C、正常生理状态下被溶酶体分解的物质若对细胞有用，则被重新利用，若是代谢废物，则排出体外，C错误；D、溶酶体内的水解酶是蛋白质在核糖体上合成，D错误。
15．B 【详解】细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，A正确；细胞分化的过程中遗传物质并未发生改变，但由于基因的选择性表达，所以细胞的结构和功能会发生变化，B错误；衰老细胞的细胞核体积增大，染色质收缩，多种酶的活性会降低，C正确；细胞的自然更新和某些被病原体感染的细胞的清除，可通过细胞凋亡完成，属于正常生理现象，D正确。
16．ABD 【详解】断奶后，向小鼠饲料中添加抗氧化剂，小鼠的寿命平均提高30%，符合维持抗氧化剂和自由基清除剂水平可以延长寿命和推迟衰老，A正确；儿童细胞中合成的H2O2酶数量多，老年人细胞中H2O2酶浓度低，符合维持抗氧化剂和自由基清除剂水平可以延长寿命和推迟衰老，B正确；人体血细胞与皮肤细胞中的端粒DNA长度随年龄增加而相应缩短，属于端粒学说，C错误；与野生型相比，多一个H2O2酶基因的转基因果蝇平均寿命延长，符合维持抗氧化剂和自由基清除剂水平可以延长寿命和推迟衰老，D正确。
17．BCD 【详解】细胞分化的实质是基因的选择性表达，该过程贯穿整个生命历程中，但在胚胎时期达最大限度，A正确；衰老细胞中多种酶活性降低，细胞代谢减慢，但不是各种酶的活性都降低，B错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞的自然更新和被病原体感染的细胞的清除都能够由细胞凋亡完成，所以生物体内细胞凋亡对生物的生长发育和生命活动有利，C错误；细胞有丝分裂周期中，染色体存在于分裂期，染色质存在于分裂间期，而分裂期远远短于分裂间期，所以染色体存在的时间比染色质存在时间更短，D错误。
18．CD 【详解】A、细胞衰老后，细胞色素逐渐积累，这会妨碍细胞内物质的交流和传递，A正确；
B、细胞衰老后，细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率减慢，B正确；
C、衰老的细胞呼吸速率变慢，细胞核体积变大，C错误；D、细胞形态、细胞膜成分均发生变化，与其他细胞间的黏着性显著降低属于细胞癌变的特点，D错误。
19．ABC 【详解】A、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，A正确；B、胎儿手的发育需要通过细胞凋亡完成，B正确；C、细胞坏死是由于外界环境因素引起细胞代谢活动受损或中断导致的，C正确；D、细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死，两者不是同义词，D错误。
20．AB 【详解】A、真核生物的①细胞增殖过程的方式有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂，A正确；
B、在个体发育过程中，有序的②细胞分化过程可以形成不同的细胞，因此能够增加细胞的类型，B正确；C、③细胞衰老过程中细胞含水量下降，C错误；D、④细胞凋亡过程是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，对生物体的生长发育具有积极意义，D错误。故选AB。
21．(1)细胞生长 细胞分裂 细胞分化 (2)基因的选择性表达 (3)小 大 不等于 (4)基因 一定的流动性
【详解】分析题图：图示为人体某个细胞所经历的生长发育各个阶段示意图，其中a表示细胞生长，细胞体积增大；b表示细胞分裂，细胞数目增多，但细胞种类不同；c表示细胞分化，细胞数目不变，但细胞种类增多，细胞分化的实质是基因的选择性表达。（1）结合分析可知，a表示细胞生长，细胞体积增大；b表示细胞分裂，细胞数目增多；c表示细胞分化，细胞种类增多。（2）c过程表示细胞分化，⑤与⑥形态结构不同的根本原因是基因的选择性表达（遗传信息的执行情况不同）。（3）衰老细胞体积变小，细胞核体积增大；人属于多细胞生物，对人来说，细胞衰老并不代表个体衰老，但个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。（4）细胞凋亡是由基因（或遗传物质） 决定的细胞自动死亡的过程；吞噬细胞吞噬凋亡细胞的过程体现了细胞膜具有一定的流动性的。
22.A 有丝分裂 相同 不同细胞的遗传信息执行情况不同（基因的选择性表达） 细胞的衰老，酶的活性降低（答案合理即可） 细胞编程性死亡 ⑤⑥⑦⑧
【详解】（1）染色体结构动态变化主要发生在A细胞增殖过程中。（2）细胞增殖的方式包括有丝分裂、减数分裂和无丝分裂，其中有丝分裂是主要的分裂方式。（3）同一个体中所有的体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，具有相同的遣传物质，因此乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息相同，但两者的形态、结构和生理功能不同，其根本原因是不同细胞的遗传信息执行情况不同（基因的选择性表达）。（4）“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。”描述的是衰老现象，导致这种变化的原因是细胞的衰老，酶的活性降低等。（5）细胞的凋亡由于受到严格的由遗传机制决定的程序性控制，也称为细胞编程性死亡。（6）只有多细胞生物才能完成图示4种生命活动，即⑤⑥⑦⑧。

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