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(共47张PPT)
第3节　细胞的衰老和死亡
目标素养
1.理解个体衰老和细胞衰老的关系,形成生物进化的生命观念。
2.运用比较和分析的科学方法辨析细胞凋亡与细胞坏死,培养科学思维能力。
3.联系日常生活实际,了解细胞衰老和死亡的主要特征并掌握其原因及其防治措施,关注生命健康,培养社会责任意识。
知识概览
一、细胞衰老
1.细胞衰老的过程
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
2.衰老细胞的特征
(1)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
(2)细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小。
(3)细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
(4)细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。
(5)细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
3.细胞衰老的原因
(1)自由基学说:
(2)端粒学说:
4.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个体的衰老或死亡。
(2)多细胞生物:
①体内的细胞总是在不断更新着,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细胞普遍衰老的过程。
5.细胞衰老的意义
细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
微判断1基于对细胞衰老的认识,判断下列表述是否正确。
1.衰老细胞内染色质收缩影响DNA分子的复制。( )
2.细胞衰老过程中,酶活性降低,细胞核体积变小。( )
3.同一种体细胞的端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。( )
4.自由基只有攻击蛋白质时才会导致细胞衰老。( )
5.衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态。( )
6.多细胞生物幼嫩的个体中也含衰老细胞。( )
√
×
√
×
×
√
微训练1
1.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　②细胞中的营养物质无法正常供应　③细胞中产生的代谢废物大量积累　④染色体上的端粒不断被“截”短
A.①③ B.②④ C.①④ D.③④
答案:C
解析:关于细胞衰老的原因,目前被大家普遍接受的观点是自由基学说和端粒学说。
2.大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内(　　)
A.物质转运加速
B.新陈代谢加快
C.呼吸速率加快
D.与黑色素合成相关的酶活性降低
答案:D
解析:与黑色素合成相关的酶活性降低,黑色素合成减少,致使老年人头发变白。
二、细胞的死亡
1.细胞凋亡(细胞死亡的一种主要方式)
(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,所以它是一种程序性死亡。
(2)类型:
①生长发育过程中某些细胞的死亡。
②细胞的自然更新。
③某些被病原体感染的细胞的清除。
(3)意义:
①完成正常发育。
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,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
微判断2基于对细胞死亡的认识,判断下列表述是否正确。
1.在细胞凋亡过程中,细胞内酶的活性均降低。( )
2.细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。( )
3.细胞坏死对生物体是不利的。( )
4.衰老的细胞被溶酶体清除属于细胞坏死。( )
5.细胞死亡是细胞凋亡的同义词。( )
×
×
√
×
×
微训练2
1.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.清除被病原体感染的细胞
D.脑细胞因缺血而死亡
答案:D
解析:脑细胞因缺血而死亡,是由外因引起的一种非生理性的不正常死亡。
2.在蝌蚪发育成青蛙的过程中,对尾部消失起主要作用的细胞器是(　　)
A.溶酶体 B.中心体
C.线粒体 D.高尔基体
答案:A
解析:与细胞凋亡关系最为密切的细胞器是溶酶体。
三、细胞自噬
1.概念
在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。
2.对象
受损或功能退化的细胞结构等。
3.条件
(1)在营养缺乏时,获得维持生存所需的物质和能量。
(2)在细胞受到损伤或细胞衰老时,清除受损或衰老的细胞器。
(3)在微生物入侵时,清除感染的微生物和毒素。
一 细胞的衰老
重难归纳
1.多细胞生物个体衰老与细胞衰老的对应关系
由上表可以看出,多细胞生物个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2.分子或结构的变化及对功能的影响
(1)自由水减少→代谢速率减慢。
(2)酶的结构改变→酶的活性降低→细胞的代谢速率减慢。
(3)色素逐渐积累→阻碍细胞内物质的交流和传递。
(4)细胞膜通透性变化→物质运输功能降低。
(5)染色质收缩→影响DNA分子的复制、转录。
人们都渴望健康长寿,这使得人们对细胞和生物体衰老的研究格外感兴趣。下列是科学家在该领域所进行的一些研究。根据这些研究成果,你能从中得到关于细胞衰老的哪些认识
(1)有人用小鼠做皮肤移植实验,发现同一位置的细胞移植到年轻小鼠身上后,其细胞周期比移植到老年鼠身上的细胞周期短。
提示:生物体内的环境因素能够影响细胞的衰老。
(2)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。
提示:细胞的衰老过程受到细胞内遗传物质的影响。
典例剖析
关于细胞衰老的机制,科学家提出了许多假说,目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。下列叙述错误的是(　　)
A.衰老细胞内染色质收缩、染色加深
B.细胞衰老时,所有酶的活性都降低
C.细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
D.人体细胞若能及时清除自由基,则可能延缓细胞衰老
答案:B
解析:细胞衰老时,与衰老细胞凋亡有关的酶的活性升高。
学以致用
下列关于个体衰老和细胞衰老的叙述,正确的是(　　)
A.个体衰老和细胞衰老是一致的
B.细胞衰老表示生物体各种功能的衰退,是一种不正常的现象
C.老年人骨折后很难愈合,这与老年人成骨细胞的衰老有一定的关系
D.在正常情况下,细胞不会因为分裂次数增多而加速衰老
答案:C
解析:细胞衰老和个体衰老既有联系又有区别。个体衰老和细胞衰老对于单细胞生物而言是一致的,对于多细胞生物来说,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程;细胞衰老和个体衰老都是正常现象。成骨细胞位于骨膜内,它对骨的生长和再生(如骨折后的愈合)有重要作用,老年人骨膜内的成骨细胞逐渐衰老,因而骨折后难以愈合。依据端粒学说,细胞会因为分裂次数增多逐渐丧失正常的功能而加速衰老。
二 细胞的死亡
重难归纳
1.细胞凋亡机制的图解与分析
(1)图中过程①说明细胞凋亡有特异性,体现了生物膜的信息传递功能。
(2)图中过程②从分子水平上看,凋亡是相关基因的选择性表达,有新蛋白质合成;从细胞水平上看,凋亡过程中,以小泡形式形成由膜包被的凋亡小体,体现了膜的流动性。
(3)图中过程③表示吞噬细胞吞噬凋亡小体而发生细胞内消化,此过程需要溶酶体参与。
2.细胞凋亡与细胞坏死的比较
规律总结 “两看”法判断细胞凋亡和细胞坏死
下图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中,长出的尾巴会逐渐消失。请分析回答下列问题。
(1)蝌蚪尾巴的消失属于哪种生命现象 与哪种细胞器的关系最密切
提示:细胞凋亡。与溶酶体的关系最密切。
(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后,尾部溃烂消失。这与(1)所述现象相同吗
提示:属于细胞坏死,与细胞凋亡不同。
(3)上述两种现象都受遗传物质控制吗
提示:细胞凋亡受遗传物质控制,细胞坏死不受遗传物质控制。
典例剖析
下列关于细胞凋亡的叙述,错误的是(　　)
A.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因
B.被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡
C.细胞凋亡的过程中有新蛋白质的合成
D.细胞坏死是有害基因选择性表达造成的
答案:D
解析:细胞坏死是指在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,属于不正常的细胞死亡,而不是基因选择性表达造成的。
学以致用
下列不属于细胞凋亡的是(　　)
A.抗癌药物诱导癌细胞程序性死亡
B.高温导致酵母菌细胞代谢中断
C.秋天植物落叶
D.蝌蚪发育成青蛙时尾部消失
答案:B
解析:细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是一种自然的生理过程,受到遗传物质的调控,是一种程序性死亡,对生物体是有利的。而高温导致酵母菌细胞代谢中断属于细胞坏死。
1.下列关于细胞衰老特征的叙述,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.细胞内多种酶的活性降低
D.人的衰老细胞萎缩,体积变大
答案:D
解析:衰老的细胞因水分减少而萎缩,体积变小。
2.细胞凋亡的生理意义不包括(　　)
A.清除体内多余、无用的细胞
B.清除体内衰老、病变的细胞
C.维持组织、器官中细胞数目的相对稳定
D.维持细胞和生物体的正常衰老过程
答案:D
解析:在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
3.下列有关人体内细胞的生命历程的叙述,错误的是(　　)
A.每天都会有大量表皮细胞凋亡脱落
B.同种细胞增殖、分化后遗传信息将发生改变
C.衰老的细胞体积变小,但其细胞核会增大
D.死亡的细胞,其细胞膜的通透性将丧失
答案:B
解析:同种细胞增殖、分化后遗传信息不会发生改变。
4.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述,错误的是(　　)
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.细胞凋亡是由基因调控的,细胞坏死主要是由外界因素引起的
D.细胞凋亡是急性的,细胞坏死是慢性的
答案:D
解析:细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,它有严格的遗传机制,因此是自动的、正常的生理过程;而细胞坏死是病理性刺激引起的细胞损伤和死亡,是被动的过程。细胞坏死有急性的,也有慢性的;而细胞凋亡没有急性和慢性之分。
5.细胞自噬能快速提供燃料供应能量,或者提供材料来更新细胞组分,因此在细胞面对饥饿时,细胞自噬发挥着不可或缺的作用。在细胞自噬过程中溶酶体扮演着非常重要的角色。下列相关叙述正确的是(　　)
A.受损的线粒体功能逐渐退化,会直接影响葡萄糖的氧化分解
B.溶酶体中水解酶的合成与加工需要经过核糖体、内质网和高尔基体
C.当细胞养分不足时,细胞的自噬作用一般会减弱
D.人工破坏溶酶体的膜可加速细胞的自噬作用过程
答案:B
解析:葡萄糖的氧化分解发生在有氧呼吸的第一阶段,场所是细胞质基质,线粒体功能退化,不会直接影响葡萄糖的氧化分解,A项错误。溶酶体内水解酶的化学本质为蛋白质,由核糖体合成,并经过内质网和高尔基体的一系列加工,B项正确。当细胞养分不足时,细胞的自噬作用可能增强,以获得维持生存所需的物质和能量,C项错误。若人工破坏溶酶体膜可释放溶酶体内的酶,会对细胞结构造成明显的破坏,甚至使细胞死亡,这不属于细胞自噬,D项错误。
6.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。请回答下列问题。
(1)人胚胎发育的起点是　　　　　　,尾部细胞的生成所依靠的细胞增殖方式是　　　　。
(2)尾部细胞与头部细胞在形态、结构和生理功能上发生了差异,这是　　　　　　的结果,但它们的细胞核中的　
　　　　　是相同的。
(3)尾部细胞后来自动死亡,称为　　　　　　。此过程受到严格的由　　　　　决定的程序性调控,是一种程序性死亡。
答案:(1)受精卵　有丝分裂
(2)细胞分化(基因选择性表达)　遗传物质
(3)细胞凋亡　遗传机制

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