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第三节 细胞的衰老和死亡
【学习目标】
1.描述细胞衰老的特征和原因。
2.理解细胞衰老与个体衰老的关系。
3.理解细胞凋亡的含义和意义，简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
4.探讨细胞衰老和死亡，及其与人类健康的关系，关注老年人的健康评价目标。
【预习新知】
（一）细胞衰老的特征
1.细胞衰老：细胞的_和发生复杂变化的过程，最终表现为___、发生变化
2.细胞衰老的特征：
（1）水分减少→ 、体积变小、代谢速率减慢。
（2）多种酶的活性降低：如 活性降低→合成减少→头发变白。
（3）色素积累→防碍细胞内物质的_____→ 影响细胞的生理功能。
（4）呼吸速率减慢，______，核膜内折，染色加深。功能下降
3.人衰老的主要表现及原因分析
人体衰老的表现 原因分析
皮肤干燥 细胞内的 减少，使细胞
头发变白 细胞内的 活性降低，导致黑色素的合成减少
出现老年斑 细胞内的 积累
吸收能力下降 细胞膜的 改变
无力 细胞 减慢，新陈代谢速率减慢，能量供应不足
（二）细胞衰老的原因
1.目前大家普遍接受的两种有关细胞衰老的理论是 和 。
2.自由基：我们把异常活泼的 或 称为自由基。
3.自由基学说的内容：
（1）自由基攻击生物膜的组成成分 时，其产物也是 ，
新产生的自由基又会 别的分子。
自由基攻击 ，可能会引起 。
自由基攻击 ，使蛋白质的活性 ，导致细胞
4.端粒：每条染色体的两端都有一段 ——蛋白质复合体，称为端粒。
5.端粒学说的内容：端粒DNA 序列在每次细胞分裂后会 。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐 。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧 就会收到 ，结果使细胞活动逐渐 。
（三）细胞衰老与个体衰老的关系
1.单细胞生物：个体的衰老或死亡与 的衰老或死亡是一致的
2.多细胞生物
（1）体内的细胞总是在不断 总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态
（2）从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的 普遍衰老的过程
（四）细胞的死亡
1.细胞死亡的两种形式： 与
2.细胞凋亡的概念：由基因所决定的细胞 结束生命的过程，叫细胞凋亡。 由于细胞凋亡受到严格的由 决定的程序性调控，所以也常常叫做细胞编程性死 亡。
3.细胞凋亡的原因： 。
4.意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成 ，维持生物体 ，以及 都起着非常关键的作用。
5.细胞坏死指的是在种种不利因素的影响下，由于细胞正常生理活动受损或中断引起的 细胞 。
【深化探究】
1.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
提示：老年人体内仍会有幼嫩的细胞，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形成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。
2.肿瘤是癌吗？它们有什么区别？
提示：肿瘤不一定是癌。肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤，良性肿瘤仅仅是压迫周围组织，不会破坏周围组织；恶性肿瘤可以向周围扩散，破坏周围组织，即人们所说的癌。
【巩固训练】
1.“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的变化是（ ）
A.细胞内水分减少 B.细胞核体积缩小
C.多数酶的活性降低 D.细胞内呼吸速率减慢
2.生物体内的细胞不断地衰老和死亡，关于衰老的机制存在自由基学说和端粒学说。下列叙述正确的是（ ）
A.不同于细胞凋亡，细胞衰老是一种正常的生命现象
B.自由基产生后会攻击DNA、蛋白质等物质，导致细胞衰老
C.细菌中端粒DNA随分裂次数增加而缩短可能导致细胞衰老
D.衰老细胞内色素积累，多种酶的活性降低，细胞核体积减小
3.下列关于人体细胞衰老、凋亡的叙述，错误的是（ ）
A.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除
B.衰老细胞中多种酶的活性显著降低
C.细胞凋亡有助于机体维持自身稳定
D.细胞凋亡仅出现在胚胎发育过程中
4.端粒是染色体两端的DNA一面向质复合体，在正常细胞内端粒DNA序列随分裂次数的增加而不断缩短，当缩短到临界值，细胞失去分裂能力。端粒酶（由RNA和蛋白质组成）可以利用自身的RNA合成端粒DNA。下列叙述错误的是（ ）
A.端粒酶合成动粒DNA时，既提供模板也起到催化作用
B.细胞分裂时，细胞内每条染色体都具有1个或2个端粒
C.端粒酶基因是有遗传效应的DNA片段，端粒酶属于逆转录酶
D.癌细胞端粒酶的活性可能高于正常细胞
5.研究发现，病原体侵入细胞后，细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是（ ）
A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的
B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡
C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化
D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化
6.细胞自噬是细胞通过溶酶体（或液泡）与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解自身物质并进行循环利用的过程。研究发现ROS（细胞有氧代谢产生的毒性副产物，如1O2、O2-.、H2、O2等）参与细胞的自噬调控。
（1）图中与细胞自噬有关的双层膜结构有_________，NADPH氧化酶（NOX）合成和加工有关的细胞器有__________。
（2）超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）可以清除ROS的毒害，下列细胞中肯定不存在SOD和CAT的有_________________（多选）。
A.乳酸菌B.醋酸菌C.酵母菌D.破伤风杆菌E.蓝藻
（3）高盐和干旱等不良环境下可导致植物细胞中ROS含量____________，原因是ROS促进细胞自噬，产生的物质能_____________从而减少细胞对环境的依赖。
（4）若要研究细胞自噬时内质网是否被降解，通过_________法对内质网蛋白标记，并观察自噬小体中是否存在示踪标记。
（5）研究表明，细胞自噬存在NOX依赖性和NOX非依赖性两种调节途径，用NOX抑制剂处理植株后，发现高盐条件下NOX抑制剂能够抑制细胞自噬的发生。以上结果表明，高盐条件下的自噬属于________调节途径。
参考答案
1.答案：B
解析：B、衰老细胞核体积变大，染色质固缩，染色加深，B符合题意。
2.答案：B
3.答案：D
解析：A、细胞中衰老的线粒体可被溶酶体中的水解酶分解清除，A正确；
B、衰老细胞中多种酶的活性显著降低，导致细胞代谢减慢，B正确；
C、细胞凋亡可清除被病原体感染的细胞，有助于机体维持自身稳定，C正确；
D、细胞凋亡在个体生活史中均会存在，D错误。
故选D。
4.答案：B
解析：A、端粒酶合成端粒DNA时既提供模板也起到催化作用，A正确；
B、细胞分裂时，细胞内每条染色体含有1或2个DNA，则具有4个或2个端粒，B错误；
C、端粒酶基因是有遗传效应的 DNA 片段，端粒酶可以利用自身的RNA合成端粒DNA，因此，端粒酶属于逆转录酶，C正确；
D、癌细胞能够不断进行分裂，则其端粒酶的活性可能高于正常细胞，D正确。
故选B。
5.答案：B
解析：A、蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的，A正确；
B、根据题干信息“细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡”，说明了蛋白酶L基因影响细胞焦亡，所以如果敲除编码蛋白酶L的基因会影响细胞焦亡，B错误；
C、细胞焦亡后，病原体被释放，可以被体内的巨噬细胞吞噬消化，C正确；
D、细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化，D正确。
故选B。
6.答案：（1）叶绿体、线粒体、自噬小泡；核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
（2）AD；
（3）上升；为细胞提供营养
（4）同位素标记
（5）NOX依赖性

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