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第三节
第四章 细胞的生命历程
浙科版高中生物 必修1
细胞凋亡是编程性死亡
学习目标
1.描述细胞衰老的特征。
2.简述细胞衰老和个体衰老的关系。
3.说出细胞凋亡的实质和意义。
《人的一生中面部衰老变化》
“花有重开日,人无再少年”,人体的衰老是不可避免的。
衰老的人有哪些特征?
皱纹
白头发
老年斑
体力下降
精力不足
衰老细胞的结构和代谢产生异常
一
衰老细胞的死亡受基因的调控
二
目录
通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退,内环境稳定性下降,趋向死亡的不可逆的现象。
衰老细胞核
正常细胞核
衰老细胞
正常细胞
衰老的概念
1
细胞衰老的特征
2
膜脂氧化导致细胞膜流动性降低
细胞质色素积累,空泡形成
细胞核的体积增大,染色加深,核膜内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解
DNA功能受抑制,RNA含量降低
蛋白质合成下降,酶活性降低
线粒体的数量减少,体积增大,呼吸减慢
衰老特征
分析细胞衰老的主要特征
任务一
“少小离家老大回,乡音无改鬓毛衰。”与年轻人相比,老年人有许多衰老的特征。例如,头发变白、出现“老年斑”、满脸皱纹、头发稀疏、浑身乏力、行动迟缓等。
请结合细胞衰老的特征进行分析并完成表格:
分析细胞衰老的主要特征
任务一
表现 原因
满脸皱纹
出现“老年斑”
浑身乏力、 行动迟缓
头发变白
吸收能力下降
皮肤细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小
皮肤细胞中色素积累
老年人细胞中与呼吸有关的酶活性降低,代谢缓慢
细胞衰老引起酶的活性降低,如酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少
细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
一
则
广
告
细胞衰老的机制
3
一些与衰老相关基因的活化;
细胞代谢产物积累到一定量后会危害细胞,引起衰老;
机体自我修复能力下降,导致遗传物质发生改变时不能完全修复,“错误”累积
化学性质活泼的自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤;
DNA分子中某些片段的长度与细胞增殖次数密切相关的“端粒DNA”长度;
总地来说,细胞衰老是各种细胞成分在受到内、外环境的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使遗传物质的“差错”积累所致。
衰老原因
跟踪训练
1.(2024·衢州高一期末)下列有关细胞衰老的叙述,不合理的是
A.细胞总体的衰老导致个体的衰老,但细胞衰老不等同于生物体的衰老
B.细胞内水分减少,代谢速率减慢是衰老细胞的主要特征之一
C.“老年斑”的出现表明细胞膜通透性降低
D.头发基部的黑色素细胞衰老时,细胞中的酪氨酸酶不能合成,导致白发
√
头发基部的黑色素细胞衰老时,细胞中的酪氨酸酶的活性降低,导致头发变白,D符合题意。
跟踪训练
2.异常活泼的带电分子或基团称为自由基。如图是自由基学说示意图,下列有关叙述不正确的是
A.②①过程引起的作用效果
容易导致细胞衰老
B.若③过程使黑色素细胞的
酪氨酸酶活性降低,会引
起白化病
C.若③过程使细胞膜上葡萄糖的载体蛋白受损,葡萄糖将无法进出细胞
D.④过程可能导致生物的形态、结构发生改变
√
跟踪训练
图中自由基可以攻击磷脂分子产生更多的自由基,并对细胞膜造成损伤,即②①过程引起的作用效果容易导致细胞衰老,A正确;
若③过程使黑色素细胞的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,会引起头发变白,但不属于白化病,B错误。
衰老细胞的结构和代谢产生异常
一
衰老细胞的死亡受基因的调控
二
目录
细胞凋亡是细胞发育过程中的必然步骤,是由某种基因引发的,严格受基因调控的死亡。
是一种编程性死亡
细胞凋亡
细胞死亡的主要方式(正常的生理性变化)
表现
(1)染色质聚集、分块、位于核膜上。
(2)胞质凝缩。
(3)DNA被有规律地降解为大小不同的片段,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体。
(4)凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色质,可被邻近细胞吞噬、消化。细胞凋亡因始终有膜封闭,没有内含物释放,故不会引起炎症。
细胞凋亡
细胞死亡的主要方式(正常的生理性变化)
实例
蝌蚪尾和鳃的消失、人神经细胞数量的调整、植物胚发育过程中胚柄的退化等。
细胞凋亡
细胞死亡的主要方式(正常的生理性变化)
发育性凋亡
更新性凋亡
清除性凋亡
完成正常生长发育
维持内部环境的稳定
抵御外界因素的干扰
胎儿手掌发育
青蛙的发育
某些被病原体感染的细胞的清除
清除受损、突变、衰老的细胞
细胞凋亡
细胞死亡的主要方式(正常的生理性变化)
区分细胞凋亡与细胞坏死
任务二
如图是细胞凋亡和细胞坏死的示意图,回答下列问题:
(1)蝌蚪尾巴的消失属于图中哪种生命现象?某人因长期吸烟,导致肺部局部细胞病变死亡呢?
蝌蚪尾巴的消失属于细胞凋亡;吸烟导致肺部局部细胞病变死亡属于细胞坏死。
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,由于细胞的正常代谢活动受损或中断,从而引起细胞的损伤和死亡。
坏死细胞的膜通透性增高,致使细胞肿胀,细胞器变形或肿大,最后细胞破裂。
细胞坏死
(病理性变化)
区分细胞凋亡与细胞坏死
任务二
如图是细胞凋亡和细胞坏死的示意图,回答下列问题:
(2)影响细胞凋亡和细胞坏死的因素相同吗?若不同,分析影响两者的主要因素分别是什么?
影响因素不同;细胞凋亡的主要影响因素是内因——遗传物质控制;细胞坏死则是外因——种种不利因素引起。
区分细胞凋亡与细胞坏死
任务二
如图是细胞凋亡和细胞坏死的示意图,回答下列问题:
(3)图示两种现象对机体产生的影响有什么不同?
与细胞坏死相比,细胞凋亡因始终有膜封闭,没有内含物释放,不会引起炎症。
分别阐述细胞坏死和细胞凋亡过程中的变化
正常细胞
凋亡小体
细胞肿胀
细胞收缩
细胞破裂
炎症反应
被吞噬细胞
吞噬消化
极端的物理因素
极端的化学因素
病理性刺激—石棉
细胞坏死:
①细胞肿胀
②出现细胞器变性、肿大等现象
③最终细胞破裂,释放出细胞内容物,还会引发炎症。
细胞凋亡:
①细胞会出现染色质的浓缩,染色体聚集分块的现象。
②细胞核断裂,细胞开始形成一个个的凋亡小体。
③凋亡小体最终会被吞噬细胞吞噬清除。
细胞凋亡(主动)
细胞坏死(被动)
核心归纳
1.细胞凋亡的表现
核心归纳
2.细胞凋亡与细胞坏死的比较
项目 细胞凋亡 细胞坏死
性质 生理性过程,为正常死亡的过程 病理性过程
实质 主要由与凋亡相关的基因引起 和基因无关
现象 ① 细胞形成多个凋亡小体 胞浆外溢
② 细胞变圆,与周围的细胞脱开 细胞外形发生不规则变化
③ 细胞膜内陷 细胞膜破坏
结果 被邻近细胞吞噬、消化 引起炎症反应
核心归纳
3.区分细胞凋亡和细胞坏死的方法
跟踪训练
3.下列现象与细胞凋亡无关的是
A.缺氧性脑死亡
B.蝌蚪尾消失发育成青蛙
C.早期癌细胞的清除
D.肠道上皮细胞的脱落
√
缺氧性脑死亡是指脑部细胞死亡,属于细胞坏死,A符合题意。
跟踪训练
4.细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程,如图所示,下列有关叙述不正确的是
A.细胞凋亡是由基因控制的,对生物个体的生长发育具有重要作用
B.细胞坏死最终表现为细胞膜破坏,胞浆外溢而死亡
C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
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
√
跟踪训练
在成人体内,被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡,D错误。
夯基础查落实
1.细胞衰老的特征
(1)形态结构变化
①细胞膜:膜脂氧化导致细胞膜流动性降低。
②细胞质:细胞质色素积累、空泡形成;线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增大而变大。
③细胞核:细胞核体积增大,染色加深,核膜内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解。
(2)生理生化变化
①DNA的功能受抑制,RNA含量降低。
②蛋白质合成下降,酶的活性降低。
③呼吸变慢等。
要语必背
2.细胞衰老的原因:各种细胞成分在受到内、外环境的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使遗传物质的“差错”积累所致。
3.细胞衰老的影响因素
(1)“端粒DNA”长度;(2)一些与衰老相关基因的活化;(3)细胞代谢产物积累;(4)自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤;(5)机体自我修复能力下降,导致遗传物质发生改变时不能完全修复,“错误”累积等。
4.细胞凋亡是细胞发育过程中的必然步骤,是由某种基因引发的,严格受基因调控的死亡,属于正常的生理性变化,不同于病变或伤害导致的病理性死亡。
5.细胞凋亡的表现:染色质聚集、分块、位于核膜上;胞质凝缩;DNA被有规律地降解为大小不同的片段,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;凋亡小体可被邻近细胞吞噬、消化;始终有膜封闭,没有内含物释放,不会引起炎症。
6.细胞凋亡的实例:蝌蚪尾和鳃的消失、人神经细胞数量的调整、植物胚发育过程中胚柄的退化等。
7.细胞凋亡的主要影响因素是内因——遗传物质控制;细胞坏死则是外因——种种不利因素引起。
1.某细胞不再分裂,则在其衰老过程中线粒体变化情况是___________
。
2.受损线粒体代谢中会产生更多的活性氧等自由基,自由基对细胞的损害主要表现在______________________________________________
。
3.细胞凋亡是指 ,属于正常的生理性变化。
长句表达
数量减少,
体积增大
攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,
造成损伤
由某种基因引发的,严格受基因调控的死亡
1.衰老的概念:通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退,内环境稳定性下降,趋向死亡的 的现象。
2.细胞衰老的特征
(1)形态结构变化
①细胞膜:膜脂氧化导致细胞膜 。
②细胞质:细胞质 、空泡形成;线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增大而变大。
③细胞核:细胞核 ,染色加深,核膜内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解。
导学
不可逆
流动性降低
色素积累
体积增大
(2)生理生化变化
①_____的功能受抑制,_____含量降低。
②蛋白质合成下降,_________降低。
③_____变慢等。
DNA
RNA
酶的活性
呼吸
3.细胞衰老的机制
(1)细胞衰老是各种细胞成分在受到 的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使遗传物质的“差错”积累所致。
(2)影响因素
①“ ”长度。
②一些与衰老相关基因的 。
③细胞代谢产物 。
④ 攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤。
⑤机体 能力下降,导致遗传物质发生改变时不能完全修复,“错误”累积等。
内、外环境
端粒DNA
活化
积累
自由基
自我修复
1.细胞凋亡的概念: 细胞凋亡是细胞发育过程中的必然步骤,是由某种基因引发的,严格受 的死亡,属于 变化,不同于病变或伤害导致的病理性死亡。
2.细胞凋亡的表现
(1) 聚集、分块、位于核膜上。
(2) 凝缩。
导学
基因调控
正常的生理性
染色质
胞质
(3) 被有规律地降解为大小不同的片段,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多 。
(4)凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色质,可被邻近细胞
。细胞凋亡因始终有膜封闭,没有内含物释放,故不会引起 。
DNA
凋亡小体
吞噬、消化
炎症
3.细胞凋亡的实例:蝌蚪 的消失、人神经细胞数量的调整、植物胚发育过程中 的退化等。
4.细胞凋亡的意义
(1)在胚胎发育时期清除多余的细胞,有利于器官建成。
(2)在成体中,细胞的自然更新,被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。
尾和鳃
胚柄
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