资源简介

6.3细胞的衰老和死亡学案
【学习目标】
1.描述细胞衰老的特征。
2.细胞衰老的原因。
3.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
4.探讨细胞的衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况。
【学习重难点】
教学重点：
细胞细胞分化的概念、原因和意义。
细胞全能性的概念。
细胞衰老的特征。
细胞凋亡的含义。
教学难点：
细胞分化的原因。
细胞全能性的概念。
细胞衰老与个体衰老的关系。
细胞凋亡的含义。
【预习新知】
细胞衰老的特征
1．细胞衰老的含义
细胞衰老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．衰老细胞的主要特征
(1)细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。
(2)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。
(3)细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
(4)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
(5)细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
细胞衰老的原因
科学家对于细胞衰老的机制提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
1．自由基学说
(1)自由基的概念：通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。
(2)自由基的特点：含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性
(3)自由基的危害：
①攻击组成生物膜的组成成分磷脂分子，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。
②攻击DNA，可能引起基因突变。
③攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
2．端粒学说
(1)端粒的概念：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DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，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。
细胞衰老与个体衰老的关系
(1)单细胞生物：个体衰老、死亡与细胞衰老、死亡是一致的。
(2)多细胞生物：
①体内的细胞总是在不断更新，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。
③细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
④细胞核与细胞质相比，前者对细胞分裂影响更大。
细胞的死亡
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。由于细胞凋亡受到严格的遗传机制决定的程序性调控，所以又被称为细胞程序性死亡。
(2)意义
①多细胞生物体完成正常的生长发育。
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。
细胞凋亡、细胞坏死的差异如表所示：
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系 主要由凋亡基因引起 与基因无关
过程 生理性的正常死亡 不利因素引起的病理性死亡
影响因素 受遗传机制决定的程序性调控 剧烈的刺激或损伤，如缺氧、高温、高压
现象 散在的单个细胞死亡 大块组织同时发生死亡
与机体关系 机体控制的主动性死亡，对机体有利 不受机体控制的被动性死亡，对机体有害
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
【易错提示】
（1）衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制（ ）
（2）细胞衰老时，所有酶的活性都降低（ ）
（3）细胞衰老过程中，酶活性降低，细胞核体积减小（ ）
（4）衰老细胞的体积减小，从而使细胞的相对表面积增大，物质运输效率增大（ ）
答案：（1）√（2）×（3）×（4）×
解析：（1）染色质收缩，不利于DNA解旋，因此影响DNA复制。
（2）细胞在不同的生理阶段所需要的酶是不同的，所以与衰老相关的酶活性不一定降低。
（3）衰老细胞体积变小，细胞核体积增大。
（4）衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。
【巩固训练】
1.下列不属于细胞凋亡的实例的是( )
A.蝌蚪长到一定程序后尾巴消失
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
2.下列关于细胞衰老和死亡的叙述，正确的是( )
A.衰老细胞的体积变小、酶活性降低 B.衰老生物体中细胞内水分都在减少
C.细胞凋亡是一种非程序性死亡过程 D.减缓细胞凋亡有利于延长生物体寿命
3.酵母菌的线粒体损伤后会产生一种外膜蛋白，导致其被高尔基体包裹形成“自噬体”，发生特异性的“自噬”，从而清除损伤的线粒体，具体过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“自噬”是酵母菌受损后产生的程序性死亡反应
B.自噬体内容物的降解主要依靠溶酶体中的水解酶
C.线粒体全部受到损伤后，酵母菌还可进行呼吸作用
D.酵母菌不可能将线粒体基因遗传给后代
4.研究表明，线粒体膜上的PT孔和细胞凋亡直接相关，BaX蛋白能通过诱导线粒体膜上的PT孔开放，导致线粒体膜电位消失，促使细胞色素c进入细胞质基质并与Aparf-1（凋亡因子）结合，从而诱导细胞凋亡。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞色素c需要进入细胞核才能诱导凋亡基因的表达
B.癌细胞不易发生细胞凋亡的根本原因是其线粒体膜上无PT孔
C.线粒体胶上的PT孔可能是某些物质进行运输的通道
D.烫伤部位的皮肤细胞因线粒体膜上的PT孔开放而发生凋亡
5.细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B.细胞坏死的最终结果是细胞的细胞膜破裂，胞浆外溢而死亡
C.凋亡小体在吞噬细胞中水解与溶酶体有关
D.在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的
6.关于细胞衰老的解释，普遍接受的是自由基学说和端粒学说。下列关于细胞衰老的说法错误的是( )
A.细胞衰老普遍存在于个体生长发育过程中
B.自由基产生后即会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子
C.随细胞分裂次数的增加，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤
D.衰老细胞的细胞核体积变小，细胞代谢速率减慢
7.秀丽隐杆线虫是一种多细胞的真核生物，身体微小透明、易饲养、繁殖快，成虫仅含有959个体细胞，常作为发育生物学的模式生物。它的整个发育过程要经过四次蜕皮。研究发现，lin-14基因参与调控线虫蜕皮过程。下列相关叙述错误的是( )
A.秀丽隐杆线虫通过有丝分裂增加细胞的数量
B.秀丽隐杆线虫的幼虫中不含衰老的细胞
C.秀丽隐杆线虫蜕皮的过程受到基因的调控，属于细胞凋亡
D.秀丽隐杆线虫发生细胞分化的原因是基因的选择性表达
8.研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关。如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小。下列有关说法正确的是( )
A.细胞自噬离不开细胞中的溶酶体的作用
B.细胞自噬可能为肝癌细胞提供营养物质
C.细胞自噬有利于维持细胞内部环境稳定
D.细胞自噬与细胞衰老、细胞凋亡无关联
9.下列哪项不是细胞衰老的特征( )
A. 细胞内水分减少 B. 细胞代谢缓慢
C. 细胞不能继续分化 D. 细胞内色素积累较多
10.细胞可通过“自噬作用”及时清除受损的线粒体，具体过程为：内质网形成吞噬泡包裹受损线粒体，并与溶酶体融合形成自噬体，最终被溶酶体中的水解酶清除。自噬体内的物质被水解后，其产物可排出细胞或被细胞重新利用。下列说法错误的是( )
A.“自噬作用”会破坏细胞内部环境的稳定
B.受损的线粒体可被内质网特异性识别
C.自噬体的形成过程伴随着生物膜的转化
D.当细胞营养缺乏时“自噬作用”一般会加强
参考答案
1.答案：D
解析：ABC、细胞凋亡是细胞正常的死亡，蝌蚪长到一定程序后尾巴消失，人皮肤表皮细胞的脱落，白细胞吞噬过多的细菌导致死亡，都属于细胞凋亡，ABC错误；
D、脑细胞因缺血而死亡是由外因引起的，属于细胞坏死，所以不属于细胞凋亡，D正确。
故选D。
2.答案：A
3.答案：BC
解析：由题干图示所给信息可知这里的“自噬”指的是酵母菌特异性地消除损伤的线粒体，并不是酵母菌的程序性死亡，A错误。由图可以看出损伤的线粒体首先形成“自噬体”，“自噬体”再和溶酶体结合，然后内容物降解，由于溶酶体内含有水解酶，在水解酶的作用下“自噬体”内容物被降解了，B正确。酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，因此如果线粒体全部遭到损伤后，酵母菌可以进行无氧呼吸，C正确。线粒体是半自主性细胞器，线粒体内有少量的DNA，DNA上有基因，可以将自己的基因遗传给后代，D错误。
4.答案：ABD
解析：A、动作电位传导到d点对应位置，a、b、c对应的位置已恢复为静息电位，因此a到c的过程表示动作电位的形成过程，动作电位的形成与钠离子内流有关，即a到c的过程中细胞膜对Na+的通透性增大，A错误;B、由c到d的过程表示恢复静息电位的过程，由钾离子外流引起，此过程属于协助扩散不需要消耗ATP，B错误;C、c点表示动作电位的峰值，动作电位的形成与钠离子内流有关，因此培养液中Na+的浓度可能会影响c点对应值的大小，C正确;D、要使细胞产生动作电位，所给的刺激必须达到一定的强度，即需要给予神经纤维适宜的刺激，才会发生图示电位变化过程，D错误。
5.答案：D
解析：细胞坏死的最终结果是细胞的细胞膜破裂，释放出细胞内含物而死亡，B正确；溶酶体是细胞的“消化车间”，可水解凋亡小体，C正确；在成人体内，某些被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的，D错误。
6.答案：D
解析：A、对于多细胞生物来说，在个体生长发育过程中有细胞的衰老、也有细胞的更新，A正确；
B、自由基产生后，即攻击和破环细胞内各种执行正常功能的生物分子。自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质、使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，B正确；
C、端粒的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，C正确；
D、衰老细胞的细胞核体积变大，细胞代谢速率减慢，D错误。故选D。
7.答案：B
解析：A、秀丽隐杆线虫是一种多细胞的真核生物，真核细胞的增殖主要是通过有丝分裂来进行的，A正确；
B、多细胞生物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，因此幼虫中也有衰老的细胞，B错误；
C、lin-14基因参与调控线虫蜕皮过程，属于细胞凋亡，C正确；
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达，D正确。故选：B。
8.答案：ABC
解析：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，这就是细胞自噬，A正确；处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量，肝癌细胞分裂快，需要更多营养，抑制肝瘤发展期大鼠的细胞自噬多，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，可能是中断了细胞自噬给肝癌细胞提供的营养，导致肿瘤的体积和数量减小，B正确；通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定，C正确；有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡，D错误。
9.答案：C
解析：A.细胞内水分减少是细胞衰老的特征之一，A错误；B.细胞代谢缓慢是细胞衰老的特征之一，B错误；C.细胞不再继续分化不是细胞衰老的特征，成熟的细胞都是不再继续分化的细胞，C正确；D.细胞内色素积累较多是细胞衰老的特征之一，D错误。故选C。
10.答案：A
解析：A、“自噬作用”及时清除受损的线粒体，因而有助于维持细胞内部环境的稳定，A错误；
B、内质网只有识别受损的线粒体才能包裹受损线粒体形成吞磁泡，B正确；
C、“自噬体”的形成类似胞吞过程，依赖于生物膜的流动性，该过程伴随着生物膜的转化，C正确；
D、自噬体内的物质被水解后，其产物可排出细胞或被细胞重新利用，因此当营养缺乏时，可通过细胞自噬获得维持生存所需要的物质和能量，D正确。
故选A。

展开更多......

收起↑