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第3节　细胞的衰老和死亡
描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
知识点1　细胞衰老
1．细胞衰老的概念
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．细胞衰老的特征
(1)衰老细胞的代谢的变化
(2)衰老细胞的细胞核的变化
①染色质收缩，染色加深。
②体积增大，核膜内折。
3．细胞衰老的原因
(1)自由基学说
①自由基本质：具有不成对电子的原子或基团。
②自由基来源
③作用机理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：染色体两端特殊序列的DNA—蛋白质复合体。
②特点：端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。
③结果：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。
4．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：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：人体内发生的正常生命现象，有利于机体更好地实现自我更新。
6．年龄因素与细胞衰老的关系
(1)实验
该实验说明细胞核可以影响细胞的分裂。
(2)细胞核是细胞生命活动的控制中心，随着细胞分裂次数的增多，或者细胞进入衰老状态，细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。
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。
基于对细胞衰老的特征及原因的认识，判断下列表述是否正确。
1．衰老细胞内染色质收缩，影响DNA复制。 (√)
2．细胞衰老过程中，酶活性降低，细胞核体积减小。 (×)
提示：细胞衰老过程中，多种酶活性降低，细胞核体积增大。
3．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。 (×)
提示：衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输效率降低。
4．同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。 (√)
5．自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老。 (×)
提示：自由基攻击DNA分子也会引起细胞衰老。
　分析细胞衰老的特征
材料1　“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。
材料2　在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。科学家利用分裂了40次的男性成纤维细胞和分裂了10次的女性成纤维细胞进行如下实验。
组别 实验方案 继续培养10～20代 实验结果
一组 两种细胞等量混合培养 女性细胞的分裂依旧旺盛，男性细胞逐渐停止分裂
二组 将女性细胞核注入男性去核细胞中 融合细胞分裂依旧旺盛
三组 将男性细胞核注入女性去核细胞中 融合细胞逐渐停止分裂
1．老年人为什么大多数头发花白，满脸老年斑？
提示：衰老细胞中酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少，故头发变白；衰老细胞膜通透性改变，色素积累，出现“老年斑”。
2．一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？
提示：老年人体内衰老细胞多，衰老细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。
3．由材料2的实验结果可得出什么结论？
提示：由第一组实验结果可知，两种细胞在同样条件下培养结果不同，故细胞衰老是由细胞自身因素决定的；对比第二组、第三组实验结果可知，男性细胞核使细胞分裂停止，女性细胞核使细胞分裂旺盛，实验表明细胞分裂的潜力主要取决于细胞核而非细胞质。
[深化归纳]
1．个体衰老的表现及形成原因
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少，细胞体积减小
头发变白 细胞内的酪氨酸酶活性降低
老年斑 细胞内色素(脂褐素)的积累
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性功能改变
2．细胞衰老的原因
(1)自由基学说
(2)端粒学说
1．人体内衰老的成熟红细胞具有下列哪些特征(　　)
A．核膜内折，染色质收缩
B．某些酶的活性降低，细胞呼吸速率减慢
C．细胞核体积增大，细胞膜通透性改变
D．色素积累增多，呼吸速率加快
B　[人体成熟的红细胞没有细胞核，没有核膜和染色质，A、C不符合题意；衰老细胞内色素逐渐积累，某些酶的活性降低，细胞呼吸速率减慢，B符合题意，D不符合题意。]
2．中国科学院研究团队确认了一种新型人类促衰老基因(KAT7)，该基因的失活将明显延长实验动物的寿命。下列有关细胞衰老和KAT7的叙述，错误的是(　　)
A．染色体两端的端粒受损，有可能会导致细胞衰老
B．KAT7高表达时细胞中多种酶的活性降低，代谢减慢
C．根据细胞中KAT7基因的数量，可以判断细胞的衰老程度
D．自由基会攻击DNA和蛋白质等，是导致细胞衰老的因素
C　[位于染色体两端的端粒随细胞分裂次数的增加而缩短，缩短到一定程度后，其内侧正常基因的DNA序列会损伤，引起细胞衰老，A正确；由题意可知，KAT7基因是决定细胞衰老的基因，KAT7高表达时将会促进细胞衰老，细胞中多种酶的活性降低，代谢减慢，B正确；细胞衰老过程中基因的数量保持不变，因此不能根据细胞中KAT7基因的数量判断细胞的衰老程度，C错误；自由基学说认为，自由基会攻击各种生物大分子，其中攻击DNA和蛋白质，使其活性下降，导致细胞衰老，D正确。]
细胞衰老的特征：“一大一小一多两低”
知识点2　细胞的死亡
1．类型
细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
2．细胞凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)特点：由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。
(3)实例：人在胚胎时期尾部细胞的自动死亡；蝌蚪尾的消失；胎儿手的发育过程；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。
(4)意义：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．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。
试分析细胞凋亡和细胞坏死对机体的影响。
提示：细胞凋亡对机体通常是有利的，细胞坏死往往对生物体有害。
4．细胞自噬
(1)概念：通俗地说，就是细胞吃掉自身的结构和物质。
(2)过程：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。
(3)类型
①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。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，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。
(4)意义：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，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
基于对细胞的死亡的类型的比较及细胞自噬的类型及意义的认识，判断下列表述是否正确。
1．细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡是一回事。 (×)
提示：多细胞生物细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡不是一回事。
2．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 (×)
提示：细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程。
3．细胞凋亡和细胞坏死的本质是一回事。 (×)
提示：细胞凋亡是由基因控制的，细胞坏死是由不利的因素引起的，两者的本质不同。
4．生物体内细胞的自然更新、清除被病原体感染的细胞，都是通过细胞凋亡实现的。 (√)
5．有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 (√)
　辨析细胞凋亡与细胞坏死
材料1　鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。
材料2　细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它借助溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用，其局部过程如图所示。
1．如何判断鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是细胞凋亡，而不是细胞坏死造成的结果？
提示：鸡爪在胚胎发育时期有蹼，长大后消失，所有鸡爪的形成都经历了此过程，可见受到了严格的由遗传机制决定的程序性控制，因此是细胞凋亡的结果。另外，细胞坏死是指细胞在种种不利因素影响下而导致的死亡。鸡爪的形成没有出现不利因素的影响，因此不可能是细胞坏死造成的结果。
2．材料1中的实验是否需要增设对照组？
提示：不需要。
3．细胞自噬过程中细胞内由____________形成一个双层膜的杯形结构，____________从杯口进入，杯形结构形成具有双层膜的小泡。
提示：内质网　衰老线粒体
4．自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是________________________。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会_____________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
提示：排出细胞或在细胞内被利用　增强
5．神经退行性疾病是一类由突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。研究发现，提高细胞的自噬能力能治疗该类疾病，这是因为细胞自噬能_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：清除细胞内突变的蛋白质
6．酵母菌液泡内富含水解酶，科学家在研究液泡与自噬的关系时，以野生型酵母菌为对照组，以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组，在饥饿状态下，_____________酵母菌细胞中出现自噬泡大量堆积现象。
提示：(液泡水解酶)缺陷型
[深化归纳]
1．细胞凋亡机制的图解与分析
(1)图中①过程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②过程从分子水平看，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③过程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区别
细胞凋亡 细胞坏死
原因 正常生理变化 极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
范围 多为单个细胞 大片组织或成群细胞
细胞膜 内陷 破损
细胞器 变化不明显 内质网等崩解，线粒体肿胀，溶酶体解体
细胞体积 收缩变小 肿胀变大
调节过程 受基因调控 被动进行
炎症反应 不释放细胞内容物，无炎症反应 释放细胞内容物，引发炎症
对机体影响 有利 有害
3．秀丽隐杆线虫在发育成熟的过程中，有131个细胞将通过细胞凋亡的方式被去除，因此它作为模式生物，在细胞凋亡的研究中发挥了极其重要的作用。科学研究发现，四种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动，四种基因的表达产物EGL-1、CED-9、CED-4、CED-3之间的关系如图。以下相关说法错误的是(　　)
A．EGL-1基因表达，可能会加速细胞凋亡
B．用某种药物来抑制CED-9基因的表达，细胞凋亡可能会变慢
C．细胞凋亡是基因控制的细胞程序性死亡过程，是一种正常的生命现象
D．正常情况下，发生凋亡的细胞内基因会进行选择性表达
B　[由图知，EGL-1基因表达，CED-9对CED-4的抑制作用减弱，则CED-4对CED-3的促进作用加强，可能会加速细胞凋亡，A正确；用某种药物来抑制CED-9基因的表达，则CED-9对CED-4的抑制作用减弱，进而促进了CED-3的生成，促进了细胞凋亡，因而细胞凋亡过程可能会加速，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，由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也被称为程序性死亡，是一种正常的生命现象，C正确；正常情况下，发生凋亡的细胞内基因会进行选择性表达，即选择控制凋亡的基因进行表达，D正确。]
4．细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是 (　　)
A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物个体的生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B．细胞坏死最终的结果是细胞膜破裂，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
D　[细胞凋亡是由基因控制的，对生物个体的生长发育和机体稳态的维持具有重要作用，A正确；由图可知，细胞坏死是细胞膜被破坏，胞浆外溢造成死亡，B正确；吞噬细胞吞噬凋亡小体后在细胞内的溶酶体中将其消化，C正确；在成人体内，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。]
　
1．端粒：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．细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
3．细胞坏死是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。
4．衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和细胞膜通透性改变。
5．细胞衰老的原因主要包括自由基学说和端粒学说。
6．细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死等方式。
1．(链接P125思考·讨论)下列关于细胞衰老和个体衰老的说法中，错误的是(　　)
A．正常细胞会随着分裂次数的增多而衰老
B．衰老细胞内核糖体、线粒体数目增加，但酶活性下降
C．对于单细胞生物来讲，细胞衰老就是个体衰老
D．个体衰老的过程是组成个体细胞普遍衰老的过程
B　[正常细胞的分裂次数有一定限制，正常细胞会随着分裂次数的增多而衰老，A正确；衰老细胞内代谢速率降低，核糖体、线粒体数目减少，多种酶的活性下降，但也有部分酶的活性升高，B错误；单细胞生物既属于细胞水平又属于个体水平，细胞衰老就是个体衰老，C正确；个体衰老的过程是组成个体细胞普遍衰老的过程，D正确。]
2．(链接P124图6-9)20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展，科学家提出了自由基学说和端粒学说，下列相关叙述错误的是 (　　)
A．端粒DNA序列随分裂次数增多而逐渐缩短，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
B．自由基会攻击DNA，可能引起基因突变
C．当自由基攻击生物膜上的糖类时，会引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大
D．自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老
C　[端粒DNA序列随分裂次数增多而逐渐缩短，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，A正确；自由基会攻击DNA，可能引起基因突变，B正确；当自由基攻击生物膜上的磷脂分子时，会引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大，C错误；自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老，D正确。]
3．(链接P127概念检测T1)细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死等方式，下列有关细胞死亡的叙述正确的是 (　　)
A．细胞凋亡是正常生理性变化，细胞坏死是病理性变化或剧烈损伤引起的
B．细胞自噬是受基因调控的，其过程体现了生物膜的选择透过性
C．细胞坏死对于多细胞生物完成正常的生长发育起着重要作用
D．清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
A　[细胞凋亡是由基因决定的正常的生命现象，而细胞坏死是由种种不利因素引起的不正常的死亡，A正确；细胞自噬体现了生物膜的流动性，B错误；细胞坏死是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，对生物体是有害的，C错误；清除被病原体感染的细胞属于细胞凋亡，D错误。]
4．(链接P126小字信息)细胞自噬是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体，并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解其所包裹的内容物，以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。下列说法错误的是(　　)
A．细胞自噬过程是受基因控制的，可发生在细胞生长、分化、衰老的全过程中
B．细胞自噬和细胞凋亡对于细胞具有相同的意义
C．细胞自噬和细胞凋亡均可体现溶酶体的消化功能
D．细胞自噬被维持在一定水平，能确保细胞内的稳态
B　[细胞自噬过程是受基因控制的，可发生在细胞生长、分化、衰老的全过程中，A正确；细胞自噬和细胞凋亡对于细胞具有不同的意义，细胞凋亡是细胞的程序性死亡，细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除是通过细胞凋亡完成的，而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，B错误；细胞自噬和细胞凋亡均可体现溶酶体的消化功能，C正确；细胞自噬被维持在一定水平，能确保细胞内的稳态，D正确。]
5．近年来，随着对细胞凋亡的不断深入研究，人们对细胞凋亡的机制及其应用有了进一步了解。相关研究表明，化疗和放疗对肿瘤的疗效是通过对细胞凋亡的迅速诱导来实现的。请回答下面的问题：
(1)细胞凋亡是指由基因所决定的__________________的过程。这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，所以又被称为______________，控制细胞凋亡的遗传物质主要位于________。
(2)细胞凋亡的重要意义：对于维持生物体正常的________、维持内部环境的稳定状态，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(3)如果该死亡的细胞没有死亡，不该死亡的细胞大批死亡，人就会患病，如艾滋病等。请你根据细胞凋亡的原理对未来艾滋病的治疗进行大胆的设想：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析]　(1)细胞凋亡是一个主动的由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡受到由严格的遗传机制决定的程序性调控，因此也被称为细胞程序性死亡。由于遗传物质DNA主要在染色体上，而染色体存在于细胞核中，所以说控制细胞凋亡的遗传物质主要位于染色体(或细胞核)中。(2)细胞凋亡是一种正常的生理过程，在生物个体发育过程中具有重要作用。它对于维持生物体的正常个体发育、维持内部环境的稳定状态，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。(3)如果能发现所有的细胞凋亡调控基因并弄清其功能，就有可能研究出能调节这些基因功能的药物，那么就可从根本上通过启动控制“细胞程序性死亡”的基因来诱导细胞凋亡，达到治疗艾滋病的目的。
[答案]　(1)细胞自动结束生命　细胞程序性死亡　染色体(或细胞核)　(2)个体发育　(3)可通过启动控制“细胞程序性死亡”的基因来诱导细胞凋亡，治疗艾滋病
课时分层作业(25)　细胞的衰老和死亡
题组一　细胞衰老
1．下列不属于动物细胞衰老特征的是 (　　)
A．细胞内水分减少
B．细胞呼吸速率加快
C．细胞色素逐渐积累
D．细胞膜通透性改变
B　[细胞衰老后，细胞呼吸速率减慢，B符合题意。]
2．如图是细胞衰老的自由基学说示意图，下列有关叙述错误的是 (　　)
A．①②过程的作用效果会引起细胞内生物膜面积减小
B．③过程会使酪氨酸酶活性升高
C．④过程可能引起细胞内基因的突变
D．⑤可来自辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等
B　[①②过程自由基攻击磷脂分子，破坏细胞的生物膜，使生物膜面积减小，A正确；③过程自由基攻击细胞合成的蛋白质，可使酪氨酸酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率减慢，B错误；④过程自由基攻击DNA，可引起基因突变，C正确；自由基的产生途径有辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等，D正确。]
3．某研究小组发现，血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质，其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。因为端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而让端粒不因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加。下列分析错误的是(　　)
A．GDF11含量减少会导致细胞分裂能力下降
B．血液中GDF11的减少可能导致细胞衰老，使细胞核体积增大，细胞相对表面积减小
C．血液中GDF11含量减少可能导致神经干细胞的形态、结构发生改变
D．正常细胞的分裂次数是有限的，这可能与端粒不断被损耗有关
B　[GDF11减少会导致神经干细胞中端粒酶的活性下降，而端粒酶能够修复端粒从而提高细胞的分裂次数，故GDF11含量减少会导致细胞分裂能力下降，A正确；细胞衰老过程中细胞核体积增大，但细胞萎缩，体积变小，细胞相对表面积增大，B错误；血液中GDF11含量减少可能导致神经干细胞衰老，神经干细胞的形态、结构发生改变，C正确；端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而不让端粒因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加，说明端粒的损耗与细胞分裂有关，D正确。]
4．研究表明，尿苷(由尿嘧啶与核糖组成)是一种可以通过血脑屏障进入脑区的生物活性分子，且具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能。阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病。下列相关叙述正确的是(　　)
A．尿苷与一分子磷酸结合后的产物是构成DNA的基本单位之一
B．尿苷可能通过提高机体抗氧化酶水平以增多氧自由基从而抗衰老
C．衰老细胞的细胞核体积增大，端粒DNA序列逐渐向外延长
D．用尿苷延缓神经干细胞的衰老可为缓解阿尔茨海默病提供新思路
D　[尿苷由尿嘧啶与核糖组成，与一分子磷酸结合后的产物是尿嘧啶核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，A错误；根据自由基学说，自由基增多会导致细胞衰老，尿苷可能通过提高机体抗氧化酶水平以降低氧自由基从而抗衰老，B错误；根据端粒学说，细胞衰老是因为细胞每分裂一次，染色体两端的端粒就会缩短一截，最后使DNA的正常功能受到影响，因此衰老细胞的端粒DNA序列不会向外延长，而是缩短，C错误；阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病，而尿苷具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能，因此用尿苷延缓神经干细胞的衰老可作为缓解阿尔茨海默病的新思路，D正确。]
题组二　细胞的死亡
5．近期研究表明人体内的名为RIP3的蛋白激酶可以将肿瘤的凋亡转变为细胞坏死。下列叙述不正确的是(　　)
A．细胞死亡分为细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬三种形式
B．通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式
C．细胞凋亡是基因控制下的细胞程序性死亡
D．控制合成RIP3蛋白激酶的基因只存在于肿瘤细胞中
D　[在个体发育过程中，细胞死亡分为细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬三种形式，A正确；蛋白激酶RIP3可以将肿瘤的凋亡转变为细胞坏死，故通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式，B正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程，C正确；RIP3蛋白激酶基因存在于所有的体细胞中，D错误。]
6．科学家大隅良典因阐明细胞自噬的分子机制和生理功能上的开拓性研究而获得2016年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于细胞自噬的叙述，错误的是(　　)
A．衰老细胞器被溶酶体分解属于细胞自噬
B．细胞自噬可以使细胞获得维持生存所需的物质和能量
C．侵入细胞的微生物及毒素的清除不属于细胞自噬
D．溶酶体中含有多种水解酶来参与细胞的自噬过程
C　[细胞自噬是指在一定条件下，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，衰老细胞器被溶酶体分解属于细胞自噬，A正确；通过细胞自噬可以将大分子降解产生新的可以利用的物质，使细胞获得维持生存所需的物质和能量，B正确；细胞自噬可清除侵入细胞的微生物及毒素，故侵入细胞的微生物及毒素的清除属于细胞自噬，C错误；溶酶体中含有多种水解酶，溶酶体中的水解酶参与细胞的自噬过程，D正确。]
7．科学家发现一种胶原蛋白能够驱动干细胞之间进行竞争，这种竞争对于维持“年轻态”的皮肤至关重要。“干细胞间竞争”由胶原蛋白基因(COL17A1)驱动，而COL17A1的表达水平随着年龄的增长而减弱。COL17A1表达水平较高的干细胞会牢固地锚定于基底膜，且对称分裂，并将附近COL17A1表达水平较低的细胞排挤出去，这样的细胞间竞争有助于维持皮肤结构的完整性。下列相关叙述正确的是(　　)
A．人类皮肤细胞衰老出现“老年斑”是酪氨酸酶活性降低所致
B．当大多数干细胞中的COL17A1表达水平都降低时，皮肤随之衰老
C．COL17A1是皮肤细胞中的特有基因，可控制皮肤细胞分裂
D．COL17A1的表达水平在不同干细胞间存在差异，从而促使细胞坏死
B　[人类皮肤细胞衰老出现“老年斑”是由色素积累所致，A错误；当大多数干细胞中的COL17A1表达水平都降低时，干细胞间竞争减弱，无法有效维持皮肤结构的完整性，皮肤随之衰老，B正确；COL17A1不是皮肤细胞特有的基因，很多细胞中都可能存在类似功能的基因，且它控制的是干细胞之间的竞争，而非直接控制皮肤细胞分裂，C 错误；COL17A1的表达水平在不同干细胞间存在差异，促使的是细胞间的竞争，而非细胞坏死，D错误。]
8．细胞自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白和病原体的正常代谢机制。研究发现，在不良环境中细胞自噬水平会升高。科研人员研究了低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，部分实验过程和结果如表所示。下列分析错误的是(　　)
项目 A组 B组 C组
培养条件 正常糖 ？ 低糖
是否加入氯喹 否 否 是
细胞自噬水平 ＋ ＋＋＋ ＋＋
注：“＋”越多表示细胞自噬水平越高。
A．设置A组的目的是进行对照
B．B组的培养条件为低糖
C．低糖环境下细胞自噬水平升高
D．药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有促进作用
D　[本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，因此对照组应该为正常糖培养条件下不加入氯喹，A正确；本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，A、B组没有添加氯喹，A组培养条件为正常糖，则实验B组培养条件应该为低糖，B正确；A、B组相比，B组低糖组的细胞自噬水平升高，即低糖环境下细胞自噬水平升高，C正确；B、C组均为低糖环境下，变量为是否添加氯喹，C组添加氯喹后细胞自噬水平低于B组，说明药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有抑制作用，D错误。]
9．(14分)中国科学家成功构建了“单条染色体的酿酒酵母”，这是合成生物学领域里程碑式的进展。
(1)酵母菌是生物学研究中常用的模式生物，与蓝细菌相比，酵母菌最主要的结构特征是__________________。
(2)将天然酿酒酵母细胞中的16条染色体融合为一条，需要去除染色体的端粒、着丝粒等冗余序列。端粒是位于染色体两端的____________复合体，有研究表明，随着细胞分裂次数增加，端粒将不断缩短，组成正常基因的________序列受到损伤，从而引发细胞________。
(3)端粒酶具有修复端粒的功能。为探究甲磺酸甲酯(MMS)是否对酵母菌的端粒酶活性有影响，研究人员进行了相关实验，结果见图1、图2。
由图可知，本实验的自变量是________________________，实验结果显示，MMS对酿酒酵母端粒酶的活性有________作用，且当__________________________
_____时效果最为显著。
[解析]　(1)酵母菌属于真菌，是真核生物，与原核生物蓝细菌相比，酵母菌最主要的结构特征是有以核膜为界限的细胞核。(2)端粒是位于染色体两端的DNA—蛋白质复合体，有研究表明，随着细胞分裂次数增加，端粒将不断缩短，组成正常基因的DNA序列受到损伤，从而引发细胞衰老。(3)分析图示可知，本实验的自变量有两个：MMS的浓度和处理时间。图1结果显示，用药组端粒酶活性高于未用药组，故MMS对酿酒酵母端粒酶的活性有促进作用，且处理时间72 h时促进作用最强。由图2结果可知，MMS浓度为0.40 mmol/L时，端粒酶的活性最高。故当MMS浓度为0.40 mmol/L、处理时间为72 h时效果最为显著。
[答案]　(每空2分，共14分)(1)有以核膜为界限的细胞核　(2)DNA—蛋白质　DNA　衰老
(3)MMS的浓度和处理时间　促进　MMS浓度为0.40 mmol/L、处理时间为72 h
(教师用书独具)
1．随着人均寿命的延长，我国的老龄化人口逐渐增多。2021年5月，我国65岁及以上的人口占总人口的13.5%，我国已进入老龄化社会。下列有关叙述正确的是(　　)
A．在正常情况下，衰老细胞中各种酶的活性均下降
B．老年人的皮肤上会长出“老年斑”主要与衰老细胞中的色素积累有关
C．细胞衰老虽然属于细胞正常的生命历程，但其不利于机体的自我更新
D．自由基学说认为，自由基只能通过攻击细胞内蛋白质的方式，使细胞衰老
B　[在正常情况下，衰老细胞中多种酶的活性均下降，而不是所有酶的活性都下降，A错误；老年人的皮肤上会长出“老年斑”主要与衰老细胞中的色素积累有关，B正确；细胞衰老、凋亡属于细胞正常的生命历程，有利于机体的自我更新，C错误；自由基学说认为，自由基能攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，如磷脂、DNA，还可以攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，D错误。]
2．细胞程序性坏死与细胞凋亡相似，也受细胞内基因控制，但死亡过程中细胞膜破裂，内含物释放。胱天蛋白酶caspase是细胞凋亡的核心分子，在细胞凋亡的起始和执行过程中都发挥了重要的作用。如图是某细胞生命历程中的某过程。下列有关细胞凋亡和程序性坏死的叙述错误的是(　　)
A．细胞凋亡时部分基因表达增强
B．图中所示的生命历程是细胞凋亡
C．细胞程序性坏死可能会产生免疫反应
D．细胞程序性坏死可能与胱天蛋白酶caspase有关
B　[细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程，是细胞内相关基因选择性表达调控的，可见，细胞凋亡时部分基因表达增强，A正确；图示为某细胞生命历程中的某过程，图中显示细胞膜破裂，内含物释放，应该是程序性坏死，B错误；细胞程序性坏死表现为细胞膜破裂，细胞内含物释放，因而可能会产生免疫反应，C正确；胱天蛋白酶caspase是细胞凋亡的核心分子，在细胞凋亡的起始和执行过程中都发挥了重要的作用，据此推测，细胞程序性坏死可能与胱天蛋白酶caspase有关，D正确。]
3．细胞代谢过程中会产生异常蛋白，异常蛋白积累会引起细胞凋亡。泛素(Ub)与异常蛋白结合后会一起被蛋白酶体水解。如图为异常蛋白水解的机制。下列说法正确的是(　　)
A．泛素(Ub)在图中所示过程中起催化作用
B．抑制有氧呼吸会使蛋白酶体清除异常蛋白过程停止
C．蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能
D．特异性降低蛋白酶体的活性可降低细胞的凋亡率
C　[题图显示，在酶和ATP的作用下，泛素和异常蛋白结合，进而被蛋白酶体识别，说明泛素(Ub)在图中所示过程中没有起催化作用，A错误；异常蛋白的清除需要消耗ATP，而ATP主要由细胞呼吸产生，细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，所以抑制有氧呼吸会使蛋白酶体清除异常蛋白的过程减弱，但不会停止，B错误；由图可知，蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能，C正确； 异常蛋白积累会引起细胞凋亡，蛋白酶体可以清除异常蛋白使细胞避免凋亡，所以特异性降低蛋白酶体的活性不能降低细胞的凋亡率，D错误。]
4．细胞到了一定时期就会像树叶那样自然死亡，但是这种死亡是细胞的一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”，而非病理性死亡，所以叫细胞凋亡或“细胞程序性死亡”。
(1)细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。对一个有机体来说，某些细胞的程序性死亡的积极意义是有利于______________________，维持______________________，抵御____________________。
(2)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾消失了，从细胞水平看这是______________的结果。该过程也可称为____________________。人类中也会出现一些返祖现象，如毛孩，从细胞水平上分析是由于____________过程受阻。
(3)细胞凋亡是由细胞中________决定的、____________地结束生命的过程。
[解析]　本题阐述了细胞的凋亡是由调控基因控制的正常的生理性死亡，能够维持机体细胞数目的相对稳定，维持内环境稳态，促进生物体的正常发育。
[答案]　(1)多细胞生物体完成正常发育　内部环境的稳定　外界各种因素的干扰　(2)细胞凋亡　细胞程序性死亡　细胞凋亡　(3)基因　自动
重点突破练(5)　细胞的生命历程
题组一　细胞的增殖
1．多细胞生物的生长，除了依靠细胞数目的增多，还依靠细胞体积的增大。下列关于细胞体积的说法正确的是(　　)
A．不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小相差很大
B．细胞体积越大，相对表面积越大，物质运输效率越低
C．细胞体积越小越有利于与外界进行物质交换，因此细胞越小越好
D．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核能控制的范围是有限的
D　[不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，A错误；细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低，B错误；细胞的表面积与体积之比制约着细胞的物质运输效率，但细胞需要一定的空间进行各种生命活动，因此并不是细胞体积越小越好，C错误；细胞核是新陈代谢的控制中心，细胞不能无限长大与细胞核控制的范围有一定限度有关，D正确。]
2．图A表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期，图B表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期。下列叙述正确的是(　　)
A．图A中“乙→甲→乙”可表示一个细胞周期
B．在显微镜下观察时，通常处于甲→乙的细胞数量较多
C．图B中，在a、c时期，细胞要进行染色体复制，使染色体数目加倍
D．在b、d的末期，植物细胞膜从细胞中部向内凹陷，缢裂为两个子细胞
A　[图A中，乙→甲代表分裂间期，甲→乙代表分裂期，“乙→甲→乙”可表示一个细胞周期，A正确；在显微镜下观察时，通常处于分裂间期(乙→甲)的细胞数量较多，B错误；图B中，a、c代表分裂间期，b、d代表分裂期，在分裂间期，细胞要进行染色体复制，复制后染色体数目不加倍，DNA分子数目加倍，C错误；在分裂末期，动物细胞膜从细胞中部向内凹陷，缢裂为两个子细胞，植物细胞通过细胞板形成细胞壁，将细胞一分为二，D错误。]
3．有丝分裂过程中存在以下行为：①DNA复制；②着丝粒的分裂；③遗传物质进入子代细胞。下列叙述正确的是(　　)
A．DNA分子数变化的原因是①②③
B．染色体数目变化的原因是①③
C．姐妹染色单体数目变化的原因是②③
D．一条染色体上DNA分子数变化的原因是①②
D　[DNA分子数变化的原因是DNA复制数量加倍，遗传物质进入子代细胞数量减半，A错误；染色体数目变化的原因是着丝粒分裂，染色体数目加倍，遗传物质进入子代细胞染色体数量减半，B错误；姐妹染色单体数目变化的原因是DNA复制染色单体出现，着丝粒分裂，染色单体消失，C错误；一条染色体上DNA分子数变化的原因是DNA复制数量加倍，着丝粒分裂数量减半，D正确。]
4．如图是某动物细胞增殖时不同时期的图像，下列叙述错误的是(　　)
A．上述细胞在细胞周期中的顺序是图1→图4→图2→图3
B．在图2细胞所属时期，细胞中的核DNA数目不变，染色体数目加倍
C．若某药物可抑制纺锤体的形成，则它极可能作用于图2细胞所属时期
D．图4细胞所属时期开始出现染色体，图3细胞所属时期染色体开始转变成染色质丝
C　[分析题图，图1所示细胞处于有丝分裂前的间期；图2所示细胞中着丝粒分裂，处于有丝分裂后期；图3所示细胞细胞膜从中央向内凹陷，处于有丝分裂末期；图4所示细胞中出现姐妹染色单体，且分布散乱，处于有丝分裂前期。由以上分析可知，题述细胞在细胞周期中的顺序是图1→图4→图2→图3，A正确。图2所示细胞处于有丝分裂后期，细胞中的核DNA数目不变，着丝粒分裂使染色体数目加倍，B正确。纺锤体的形成发生在有丝分裂前期，若某药物可抑制纺锤体的形成，则它极可能作用于图4所示细胞所属时期，C错误。染色体出现于有丝分裂前期，即图4所示细胞所属时期，染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝的时期是有丝分裂末期，即图3所示细胞所属时期，D正确。]
题组二　细胞的分化、衰老和死亡
5．科学家成功地在体外将肠道干细胞培养成包括隐窝样区域和绒毛样上皮区域的小肠类器官，这一结构能准确模拟肠道上皮生理情况。下列叙述正确的是(　　)
A．肠道干细胞诱导分化成小肠类器官，体现了细胞的全能性
B．肠道干细胞具有组织特异性，一般只能分化成特定的细胞或组织
C．不同类型干细胞的分化程度相似，分化潜能相同
D．肠道干细胞培养成小肠类器官的过程中，遗传物质一定会发生改变
B　[肠道干细胞诱导分化为小肠类器官的过程，未体现出细胞的全能性，A错误；由A项可知，肠道干细胞具有组织特异性，一般只能分化成特定的细胞或组织，B正确；不同类型干细胞的分化程度不同，分化潜能不同，C错误；肠道干细胞培养成小肠类器官的过程中发生的是细胞分化和细胞增殖，遗传物质一般不会发生改变，D错误。]
6．与细胞凋亡类似，“铁死亡”也是一种细胞程序性死亡。若细胞内Fe2+过多，细胞膜中的不饱和脂肪酸会发生过氧化，从而诱导细胞死亡。下列有关叙述错误的是(　　)
A．Fe2+过多引起的细胞死亡，有助于细胞内稳态的维持
B．细胞中的脂肪酸过氧化后，细胞膜的功能会受到影响
C．细胞内的Fe2+可能间接诱导了细胞内凋亡基因的表达
D．生物体内的细胞死亡均与细胞内基因的程序性表达有关
D　[当细胞内Fe2+过多，导致细胞膜中的不饱和脂肪酸发生过氧化，进而诱导细胞死亡时，这实际上是机体在清除受损或不再需要的细胞，有助于维持细胞内的稳态，A正确；细胞膜主要由脂质(主要是磷脂)和蛋白质组成，其中脂质中的不饱和脂肪酸对于细胞膜的流动性和功能至关重要，当这些不饱和脂肪酸发生过氧化后，细胞膜的结构和功能都会受到影响，可能导致细胞膜的通透性改变、物质运输受阻等，B正确；由于Fe2+过多导致的细胞过氧化状态可能触发了一系列信号转导途径，这些途径最终可能间接诱导了细胞内凋亡基因的表达，从而引发细胞凋亡，C正确；细胞坏死就是由于物理、化学等因素导致的细胞被动死亡过程，它并不涉及基因的程序性表达，D错误。]
7．研究表明，亚精胺(一种生物胺类化合物)可诱导肝脏、心脏和肌肉组织的自噬及对自由基的清除等，对于减缓细胞衰老、延长机体寿命有重要作用。下列叙述错误的是(　　)
A．衰老细胞的形态及结构发生了改变，但功能不变
B．肌肉等组织的自噬有利于及时清除衰老的细胞器
C．亚精胺可减轻自由基对DNA的攻击以降低突变频率
D．亚精胺还可能有助于修复缩短的端粒以延长细胞寿命
A　[衰老细胞的形态、结构及功能都会发生改变，A错误；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，肌肉等组织的自噬有利于及时清除衰老的细胞器，B正确；亚精胺可诱导肝脏、心脏和肌肉组织的自噬及对自由基的清除等，因此亚精胺可减轻自由基对DNA的攻击以降低突变频率，C正确；亚精胺对于减缓细胞衰老、延长机体寿命有重要作用，说明亚精胺可能有助于修复缩短的端粒以延长细胞寿命，D正确。]
8．(不定项)下图为细胞生命历程的部分模式图，下列有关细胞生命历程的说法，不正确的是(　　)
A．高等动物个体的生长发育只有①②过程
B．②的结果是形成了不同类型的细胞，原因是遗传物质发生了改变
C．③过程所有酶的活性都降低
D．细胞凋亡、细胞分化和细胞衰老等过程对个体发育都是有利的
ABC　[高等动物个体的生长和发育同时有①细胞增殖、②细胞分化、③细胞衰老、④细胞凋亡过程，A错误；②细胞分化的结果是形成了不同类型的细胞，原因是基因的选择性表达，细胞中的遗传物质并没有发生改变，B错误；③细胞衰老过程中大多数酶的活性降低，C错误；细胞凋亡、细胞分化和细胞衰老等过程对个体发育有重要意义，如保证个体正常发育，细胞更新，维持内部环境稳定等，D正确。]
9．(13分)研究人员对SAT(哺乳动物的皮下脂肪组织)与细胞衰老的关系进行了研究。请回答下列问题：
(1)SAT主要由脂肪细胞和前脂肪细胞等细胞组成。如图1，利用____________进行染色，并借助________对两种细胞进行观察，发现脂肪细胞内含有更多的脂肪颗粒。在发育过程中，脂肪细胞在形态、结构和生理功能上与前脂肪细胞产生了稳定性的差异，这一过程称为________。
(2)SAT会随着年龄的增长而显著减少，继续研究ARC(衰老依赖性调节细胞)与此过程的关系。实验组将培养过ARC的培养液加入体外培养的前脂肪细胞中，培养一段时间后，结果如图2和图3。
图2结果显示_______________________________________________________，
说明ARC可抑制前脂肪细胞的增殖；图3结果说明_________________________
____________________________________________________________________。
在两种因素的共同作用下导致SAT减少。
(3)科研人员推测，ARC分泌的Cc16蛋白是导致上述实验结果的根本原因。请补足表格，完成实验设计(选填下列序号)。
加入体外培养的前脂肪细胞中的物质 实验结果
实验组 ________ 实验组前脂肪细胞数量多于对照组
对照组 ④
①Cc16蛋白
②抑制Cc16蛋白发挥作用的药物
③未培养过ARC的培养液
④培养过ARC的培养液
[解析]　(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色，故可以利用苏丹Ⅲ染液对脂肪细胞和前脂肪细胞进行染色，通过显微镜对两种细胞进行观察，发现脂肪细胞内含有更多的脂肪颗粒。脂肪细胞在形态、结构和生理功能上与前脂肪细胞产生了稳定性的差异，这一过程称为细胞分化。(2)本实验的目的是研究ARC与SAT会随着年龄的增长而显著减少之间的关系，自变量为前脂肪细胞是否用培养过ARC的培养液培养，与对照组相比，实验组的前脂肪细胞数量明显减少，说明ARC可抑制前脂肪细胞的增殖。从图3能看出，与对照组相比，实验组前脂肪细胞的数量较多，脂肪细胞的数量较少，说明ARC不仅可以抑制前脂肪细胞的增殖，还能抑制前脂肪细胞的分化，在两种因素的共同作用下导致SAT减少。(3)本实验的目的是探究Cc16蛋白是否为导致SAT减少的原因，对照组为④培养过ARC的培养液，实验组为②抑制Cc16蛋白发挥作用的药物，如果实验组前脂肪细胞数量多于对照组，说明Cc16蛋白为导致SAT减少的原因。
[答案]　(除标注外，每空2分，共13分)(1)苏丹Ⅲ染液　显微镜　细胞分化　(2)与对照组相比，实验组的前脂肪细胞数量明显减少(3分)　ARC可以抑制前脂肪细胞的增殖和分化　(3)②
(教师用书独具)
1．用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA，获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是(　　)
A．中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B．图中两处DNA荧光标记区域均有染色单体
C．图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D．图示时期表示有丝分裂前期
C　[由图示可知，染色体分布在细胞两极，因此该细胞处于有丝分裂后期，中心体的复制发生在间期，有丝分裂过程中染色体加倍发生在分裂后期，A、D错误；由于题图为有丝分裂后期荧光图，染色单体已形成子染色体，B错误；中心体的位置决定了染色体移动的方向，将分裂开的子染色体拉向两极，从而决定细胞分裂的方向，C正确。]
2．用不同浓度的药物X处理洋葱根尖一段时间后，分别制片观察分生区细胞有丝分裂各个时期特点，并统计有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)＝分裂期细胞数/观察细胞数×100%]，结果如图所示，相关叙述正确的是(　　)
A．装片制作流程是解离→染色→漂洗→制片
B．先在低倍镜下找到呈长方形且排列紧密的分生区细胞后再转高倍镜观察
C．药物X浓度为0时的结果出现的原因是多数细胞没有进入细胞周期
D．药物X能抑制根尖细胞有丝分裂，且随药物X浓度升高抑制程度增大
D　[装片制作流程是解离→漂洗→染色→制片，A错误；分生区细胞呈正方形且排列紧密，B错误；药物X浓度为0时有丝分裂指数只有9%，表明处于分裂期的细胞数少，即多数细胞处于分裂间期，C错误；由图可知，随着药物X浓度的增加，细胞有丝分裂指数减少，说明药物X抑制根尖分生区细胞有丝分裂，且随X浓度升高抑制程度增大，D正确。]
3．(不定项)真核细胞中，细胞色素c(Cyt-C)是由细胞核中基因控制合成的一种蛋白质，参与细胞呼吸中水的生成。细胞受刺激时，线粒体释放Cyt-C，若此时细胞内ATP不能维持适当水平，则细胞发生坏死；若此时细胞内ATP可以维持适当水平，则自由基产生增加，并发生Cyt-C与某些蛋白质的结合进而诱发细胞凋亡。下列说法不正确的是(　　)
A．正常情况下Cyt-C位于线粒体内膜上
B．Cyt-C合成后通过核孔进入细胞质
C．细胞发生坏死或凋亡由细胞中ATP的水平决定，与基因无关
D．自由基可以催化蛋白质分子发生水解反应
BCD　[由题干信息可知，Cyt-C参与细胞呼吸中水的生成，因此正常情况下Cyt-C位于线粒体内膜上，A正确；由题干信息可知，Cyt-C是一种蛋白质，蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体上，B错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，与基因有关，C错误；自由基能攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，不是使蛋白质分子发生水解反应，D错误。]
4．图甲a～f为光学显微镜下观察到的某动物(体细胞中染色体数为2N)的不同细胞在分裂不同时期的图像，图乙为该生物体内5种细胞的染色体数和核DNA数的关系。回答下列问题：
(1)图甲的c细胞处于有丝分裂________期，可对应图乙的细胞__________(填序号)。图甲的d细胞可对应图乙的__________(填序号)，e细胞中染色体数：核DNA数为__________。
(2)图甲中a细胞所处的时期，主要的物质变化是
____________________________________________________________________。
处于分裂末期的植物细胞与处于末期的动物细胞相比，在形态上最主要的区别是___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)图乙中一定不会出现在有丝分裂过程中的是细胞________(填序号)，判断的理由是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析]　(1)分析图甲，染色体整齐的排列在赤道板，属于有丝分裂中期，此时核DNA数为4N，染色体数为2N，即对应图乙的④；图中d着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体移向细胞两极，属于有丝分裂后期，此时染色体数为4N，核DNA数为4N，对应图乙的⑤；e细胞属于有丝分裂末期，其中染色体数∶核DNA数为1∶1。(2)图甲中a细胞处于分裂间期，主要的物质变化是进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成；处于分裂末期的植物细胞与处于末期的动物细胞相比，在形态上最主要的区别是植物细胞末期在赤道板处形成细胞板进而向四周扩展成细胞壁。(3)分析图乙，体细胞中染色体数为2N的生物细胞进行有丝分裂，染色体数目的变化过程为2N→4N→2N，不可能出现染色体数为N的细胞，故图乙中一定不会出现在有丝分裂过程中的是细胞①和②。
[答案]　(1)中　④　⑤　1∶1　(2)进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成　植物细胞末期在赤道板处形成细胞板进而向四周扩展成细胞壁
(3)①和②　体细胞中染色体数为2N的生物细胞进行有丝分裂，染色体数目的变化过程为2N→4N→2N，不可能出现染色体数为N的细胞
5．科研人员对有丝分裂过程中线粒体的分配机制进行研究。
(1)图1为某动物细胞有丝分裂不同时期的模式图。
①图1中，染色体∶核DNA＝1∶2的细胞包括________(填字母)。
②细胞进入有丝分裂后，蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位置，随后观察到线粒体的数量增加。据此推测，激活的蛋白D的作用是_____________________________________________________________________
____________。
(2)科研人员用细胞松弛素(可抑制细胞骨架的形成)处理分裂期的细胞并染色，与未处理的正常细胞比较，可观察到线粒体分布情况如图2。
①图2显示，_________________________________________________________，
这说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。
②已有研究表明肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点。为探究细胞骨架与线粒体分配的关系，科研人员抑制M19的表达，检测细胞骨架和线粒体分布情况。
a．细胞骨架不能形成正确的“绳索状结构”
b．细胞骨架正常形成“绳索状结构”
c．线粒体分布与细胞松弛素D未处理组相同
d．线粒体分布与细胞松弛素D处理组相同
若发现________(填字母)，结合②的结果，可说明M19将线粒体锚定在细胞骨架上，且细胞骨架形成“绳索状结构”以保证线粒体的均匀分布，最终较为均等地分配至子代细胞中。
(3)有丝分裂中，遗传物质经过________________，线粒体等细胞器也发生________________，从而在细胞的亲子代间保持遗传的稳定性和子代细胞之间物质分配的均质性。
[解析]　(1)①染色体∶核DNA＝1∶2的细胞即是指含有染色单体的细胞，图1中包括a、d细胞。②根据题目信息，蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位置，随后观察到线粒体的数量增加，说明激活的蛋白D的作用是引发线粒体复制，促进线粒体的分裂。(2)图2对照组的细胞线粒体均匀分布，实验组的细胞线粒体集中分布，说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点，抑制M19的表达后，细胞骨架和线粒体就不能与M19结合，细胞骨架不能形成正确的“绳索状结构”，线粒体分布情况与细胞松弛素D处理组相同，可说明M19将线粒体锚定在细胞骨架上，且细胞骨架形成“绳索状结构”以保证线粒体的均匀分布，最终较为均等地分配至子代细胞中，故选a、d。(3)有丝分裂过程中，遗传物质经过复制后平均分配，线粒体、中心体等一些细胞器也发生复制和平均分配的过程，从而在细胞的亲子代之间保持遗传的稳定性和子代细胞之间物质分配的均质性。
[答案]　(1)①a、d　②引发线粒体复制
(2)①对照组线粒体均匀分布，实验组线粒体集中分布　②a、d　(3)复制后平均分配　复制后平均分配
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层作业(25)　细胞的衰老和死亡
(本套共9小题，共30分。第1～8小题，每小题2分；第9小题14分。)
题组一　细胞衰老
1．下列不属于动物细胞衰老特征的是 (　　)
A．细胞内水分减少
B．细胞呼吸速率加快
C．细胞色素逐渐积累
D．细胞膜通透性改变
2．如图是细胞衰老的自由基学说示意图，下列有关叙述错误的是 (　　)
A．①②过程的作用效果会引起细胞内生物膜面积减小
B．③过程会使酪氨酸酶活性升高
C．④过程可能引起细胞内基因的突变
D．⑤可来自辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等
3．某研究小组发现，血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质，其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。因为端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而让端粒不因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加。下列分析错误的是(　　)
A．GDF11含量减少会导致细胞分裂能力下降
B．血液中GDF11的减少可能导致细胞衰老，使细胞核体积增大，细胞相对表面积减小
C．血液中GDF11含量减少可能导致神经干细胞的形态、结构发生改变
D．正常细胞的分裂次数是有限的，这可能与端粒不断被损耗有关
4．研究表明，尿苷(由尿嘧啶与核糖组成)是一种可以通过血脑屏障进入脑区的生物活性分子，且具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能。阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病。下列相关叙述正确的是(　　)
A．尿苷与一分子磷酸结合后的产物是构成DNA的基本单位之一
B．尿苷可能通过提高机体抗氧化酶水平以增多氧自由基从而抗衰老
C．衰老细胞的细胞核体积增大，端粒DNA序列逐渐向外延长
D．用尿苷延缓神经干细胞的衰老可为缓解阿尔茨海默病提供新思路
题组二　细胞的死亡
5．近期研究表明人体内的名为RIP3的蛋白激酶可以将肿瘤的凋亡转变为细胞坏死。下列叙述不正确的是(　　)
A．细胞死亡分为细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬三种形式
B．通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式
C．细胞凋亡是基因控制下的细胞程序性死亡
D．控制合成RIP3蛋白激酶的基因只存在于肿瘤细胞中
6．科学家大隅良典因阐明细胞自噬的分子机制和生理功能上的开拓性研究而获得2016年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于细胞自噬的叙述，错误的是(　　)
A．衰老细胞器被溶酶体分解属于细胞自噬
B．细胞自噬可以使细胞获得维持生存所需的物质和能量
C．侵入细胞的微生物及毒素的清除不属于细胞自噬
D．溶酶体中含有多种水解酶来参与细胞的自噬过程
7．科学家发现一种胶原蛋白能够驱动干细胞之间进行竞争，这种竞争对于维持“年轻态”的皮肤至关重要。“干细胞间竞争”由胶原蛋白基因(COL17A1)驱动，而COL17A1的表达水平随着年龄的增长而减弱。COL17A1表达水平较高的干细胞会牢固地锚定于基底膜，且对称分裂，并将附近COL17A1表达水平较低的细胞排挤出去，这样的细胞间竞争有助于维持皮肤结构的完整性。下列相关叙述正确的是(　　)
A．人类皮肤细胞衰老出现“老年斑”是酪氨酸酶活性降低所致
B．当大多数干细胞中的COL17A1表达水平都降低时，皮肤随之衰老
C．COL17A1是皮肤细胞中的特有基因，可控制皮肤细胞分裂
D．COL17A1的表达水平在不同干细胞间存在差异，从而促使细胞坏死
8．细胞自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白和病原体的正常代谢机制。研究发现，在不良环境中细胞自噬水平会升高。科研人员研究了低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，部分实验过程和结果如表所示。下列分析错误的是(　　)
项目 A组 B组 C组
培养条件 正常糖 ？ 低糖
是否加入氯喹 否 否 是
细胞自噬水平 ＋ ＋＋＋ ＋＋
注：“＋”越多表示细胞自噬水平越高。
A．设置A组的目的是进行对照
B．B组的培养条件为低糖
C．低糖环境下细胞自噬水平升高
D．药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有促进作用
9．(14分)中国科学家成功构建了“单条染色体的酿酒酵母”，这是合成生物学领域里程碑式的进展。
(1)酵母菌是生物学研究中常用的模式生物，与蓝细菌相比，酵母菌最主要的结构特征是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)将天然酿酒酵母细胞中的16条染色体融合为一条，需要去除染色体的端粒、着丝粒等冗余序列。端粒是位于染色体两端的____________复合体，有研究表明，随着细胞分裂次数增加，端粒将不断缩短，组成正常基因的________序列受到损伤，从而引发细胞________。
(3)端粒酶具有修复端粒的功能。为探究甲磺酸甲酯(MMS)是否对酵母菌的端粒酶活性有影响，研究人员进行了相关实验，结果见图1、图2。
由图可知，本实验的自变量是________________________，实验结果显示，MMS对酿酒酵母端粒酶的活性有________作用，且当_________________________
_______时效果最为显著。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共131张PPT)
第6章　细胞的生命历程
第3节　细胞的衰老和死亡
课标
要求
描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
知识点1　细胞衰老
1．细胞衰老的概念
细胞的__________和__________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的______________________发生变化。
生理状态
化学反应
形态、结构和功能
2．细胞衰老的特征
(1)衰老细胞的代谢的变化
(2)衰老细胞的细胞核的变化
①_________收缩，染色______。
②体积______，______内折。
水分
多种酶的活性
呼吸速率
物质运输
色素
染色质
加深
增大
核膜
具有不成对电子
氧化反应
辐射
磷脂分子
生物膜
DNA
基因突变
蛋白质
蛋白质活性下降
(2)端粒学说
①端粒：染色体______特殊序列的____________________。
②特点：端粒DNA序列在______________后会缩短一截。
③结果：在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧______________
_____就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
两端
DNA—蛋白质复合体
每次细胞分裂
正常基因的DNA
序列
4．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______的。
(2)多细胞生物：从总体上看，个体衰老的过程也是______________普遍衰老的过程。
5．细胞衰老的意义：人体内发生的正常生命现象，有利于机体更好地实现__________。
一致
组成个体的细胞
自我更新
不分裂
分裂旺盛
细胞核
生命活动
遗传物质
下降
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。
基于对细胞衰老的特征及原因的认识，判断下列表述是否正确。
1．衰老细胞内染色质收缩，影响DNA复制。 (　　)
2．细胞衰老过程中，酶活性降低，细胞核体积减小。 (　　)
提示：细胞衰老过程中，多种酶活性降低，细胞核体积增大。
3．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。 (　　)
提示：衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输效率降低。
×
√
×
4．同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。 (　　)
5．自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老。 (　　)
提示：自由基攻击DNA分子也会引起细胞衰老。
×
√
任务一　分析细胞衰老的特征
材料1　“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。
材料2　在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。科学家利用分裂了40次的男性成纤维细胞和分裂了10次的女性成纤维细胞进行如下实验。
组别 实验方案 继续培养10～20代
实验结果
一组 两种细胞等量混合培养 女性细胞的分裂依旧旺盛，男性细胞逐渐停止分裂
二组 将女性细胞核注入男性去核细胞中 融合细胞分裂依旧旺盛
三组 将男性细胞核注入女性去核细胞中 融合细胞逐渐停止分裂
1．老年人为什么大多数头发花白，满脸老年斑？
提示：衰老细胞中酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少，故头发变白；衰老细胞膜通透性改变，色素积累，出现“老年斑”。
2．一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？
提示：老年人体内衰老细胞多，衰老细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。
3．由材料2的实验结果可得出什么结论？
提示：由第一组实验结果可知，两种细胞在同样条件下培养结果不同，故细胞衰老是由细胞自身因素决定的；对比第二组、第三组实验结果可知，男性细胞核使细胞分裂停止，女性细胞核使细胞分裂旺盛，实验表明细胞分裂的潜力主要取决于细胞核而非细胞质。
[深化归纳]
1．个体衰老的表现及形成原因
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少，细胞体积减小
头发变白 细胞内的酪氨酸酶活性降低
老年斑 细胞内色素(脂褐素)的积累
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性功能改变
2．细胞衰老的原因
(1)自由基学说
(2)端粒学说
√
1．人体内衰老的成熟红细胞具有下列哪些特征(　　)
A．核膜内折，染色质收缩
B．某些酶的活性降低，细胞呼吸速率减慢
C．细胞核体积增大，细胞膜通透性改变
D．色素积累增多，呼吸速率加快
B　[人体成熟的红细胞没有细胞核，没有核膜和染色质，A、C不符合题意；衰老细胞内色素逐渐积累，某些酶的活性降低，细胞呼吸速率减慢，B符合题意，D不符合题意。]
2．中国科学院研究团队确认了一种新型人类促衰老基因(KAT7)，该基因的失活将明显延长实验动物的寿命。下列有关细胞衰老和KAT7的叙述，错误的是(　　)
A．染色体两端的端粒受损，有可能会导致细胞衰老
B．KAT7高表达时细胞中多种酶的活性降低，代谢减慢
C．根据细胞中KAT7基因的数量，可以判断细胞的衰老程度
D．自由基会攻击DNA和蛋白质等，是导致细胞衰老的因素
√
C　[位于染色体两端的端粒随细胞分裂次数的增加而缩短，缩短到一定程度后，其内侧正常基因的DNA序列会损伤，引起细胞衰老，A正确；由题意可知，KAT7基因是决定细胞衰老的基因，KAT7高表达时将会促进细胞衰老，细胞中多种酶的活性降低，代谢减慢，B正确；细胞衰老过程中基因的数量保持不变，因此不能根据细胞中KAT7基因的数量判断细胞的衰老程度，C错误；自由基学说认为，自由基会攻击各种生物大分子，其中攻击DNA和蛋白质，使其活性下降，导致细胞衰老，D正确。]
方法技巧　细胞衰老的特征：“一大一小一多两低”
知识点2　细胞的死亡
1．类型
细胞死亡包括______和______等方式，其中______是细胞死亡的一种主要方式。
凋亡
坏死
凋亡
2．细胞凋亡
(1)概念：由_____________的细胞自动结束生命的过程。
(2)特点：由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种_____________。
(3)实例：人在______时期尾部细胞的自动死亡；蝌蚪___的消失；胎儿手的发育过程；在成熟的生物体中，细胞的____________；某些被______________的细胞的清除。
基因所决定
程序性死亡
胚胎
尾
自然更新
病原体感染
(4)意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成____________，维持____________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．细胞坏死
是指在种种___________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______________引起的细胞损伤和死亡。
正常发育
内部环境
不利因素
受损或中断
试分析细胞凋亡和细胞坏死对机体的影响。
提示：细胞凋亡对机体通常是有利的，细胞坏死往往对生物体有害。
4．细胞自噬
(1)概念：通俗地说，就是细胞吃掉__________________。
(2)过程：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________降解后再利用。
(3)类型
①处于_________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。
自身的结构和物质
溶酶体
营养缺乏
②在细胞受到损伤、________入侵或细胞衰老时，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。
(4)意义：研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生______有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
微生物
障碍
基于对细胞的死亡的类型的比较及细胞自噬的类型及意义的认识，判断下列表述是否正确。
1．细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡是一回事。 (　　)
提示：多细胞生物细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡不是一回事。
2．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 (　　)
提示：细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程。
×
×
3．细胞凋亡和细胞坏死的本质是一回事。 (　　)
提示：细胞凋亡是由基因控制的，细胞坏死是由不利的因素引起的，两者的本质不同。
4．生物体内细胞的自然更新、清除被病原体感染的细胞，都是通过细胞凋亡实现的。 (　　)
5．有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 (　　)
×
√
√
任务二　辨析细胞凋亡与细胞坏死
材料1　鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。
材料2　细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它借助溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用，其局部过程如图所示。
1．如何判断鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是细胞凋亡，而不是细胞坏死造成的结果？
提示：鸡爪在胚胎发育时期有蹼，长大后消失，所有鸡爪的形成都经历了此过程，可见受到了严格的由遗传机制决定的程序性控制，因此是细胞凋亡的结果。另外，细胞坏死是指细胞在种种不利因素影响下而导致的死亡。鸡爪的形成没有出现不利因素的影响，因此不可能是细胞坏死造成的结果。
2．材料1中的实验是否需要增设对照组？
提示：不需要。
3．细胞自噬过程中细胞内由____________形成一个双层膜的杯形结构，____________从杯口进入，杯形结构形成具有双层膜的小泡。
提示：内质网　衰老线粒体
4．自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是________________________。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会_____________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
提示：排出细胞或在细胞内被利用　增强
5．神经退行性疾病是一类由突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。研究发现，提高细胞的自噬能力能治疗该类疾病，这是因为细胞自噬能_____________________________________
________________________________________________________。
提示：清除细胞内突变的蛋白质
6．酵母菌液泡内富含水解酶，科学家在研究液泡与自噬的关系时，以野生型酵母菌为对照组，以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组，在饥饿状态下，_____________酵母菌细胞中出现自噬泡大量堆积现象。
提示：(液泡水解酶)缺陷型
[深化归纳]
1．细胞凋亡机制的图解与分析
(1)图中①过程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②过程从分子水平看，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③过程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区别
细胞凋亡 细胞坏死
原因 正常生理变化 极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
范围 多为单个细胞 大片组织或成群细胞
细胞膜 内陷 破损
细胞器 变化不明显 内质网等崩解，线粒体肿胀，溶酶体解体
细胞凋亡 细胞坏死
细胞体积 收缩变小 肿胀变大
调节过程 受基因调控 被动进行
炎症反应 不释放细胞内容物，无炎症反应 释放细胞内容物，引发炎症
对机体影响 有利 有害
3．秀丽隐杆线虫在发育成熟的过程中，有131个细胞将通过细胞凋亡的方式被去除，因此它作为模式生物，在细胞凋亡的研究中发挥了极其重要的作用。科学研究发现，四种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动，四种基因的表达产物EGL-1、CED-9、CED-4、CED-3之间的关系如图。以下相关说法错误的是(　　)
A．EGL-1基因表达，可能会加速细胞凋亡
B．用某种药物来抑制CED-9基因的表达，细胞凋亡可能会变慢
C．细胞凋亡是基因控制的细胞程序性死亡过程，是一种正常的生命现象
D．正常情况下，发生凋亡的细胞内基因会进行选择性表达
√
B　[由图知，EGL-1基因表达，CED-9对CED-4的抑制作用减弱，则CED-4对CED-3的促进作用加强，可能会加速细胞凋亡，A正确；用某种药物来抑制CED-9基因的表达，则CED-9对CED-4的抑制作用减弱，进而促进了CED-3的生成，促进了细胞凋亡，因而细胞凋亡过程可能会加速，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，由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也被称为程序性死亡，是一种正常的生命现象，C正确；正常情况下，发生凋亡的细胞内基因会进行选择性表达，即选择控制凋亡的基因进行表达，D正确。]
√
4．细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是 (　　)
A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物个体
的生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B．细胞坏死最终的结果是细胞膜破裂，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
D　[细胞凋亡是由基因控制的，对生物个体的生长发育和机体稳态的维持具有重要作用，A正确；由图可知，细胞坏死是细胞膜被破坏，胞浆外溢造成死亡，B正确；吞噬细胞吞噬凋亡小体后在细胞内的溶酶体中将其消化，C正确；在成人体内，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。]
1．端粒：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．细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
3．细胞坏死是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。
4．衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和细胞膜通透性改变。
5．细胞衰老的原因主要包括自由基学说和端粒学说。
6．细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死等方式。
课堂检测 素养测评
√
1．(链接P125思考·讨论)下列关于细胞衰老和个体衰老的说法中，错误的是(　　)
A．正常细胞会随着分裂次数的增多而衰老
B．衰老细胞内核糖体、线粒体数目增加，但酶活性下降
C．对于单细胞生物来讲，细胞衰老就是个体衰老
D．个体衰老的过程是组成个体细胞普遍衰老的过程
B　[正常细胞的分裂次数有一定限制，正常细胞会随着分裂次数的增多而衰老，A正确；衰老细胞内代谢速率降低，核糖体、线粒体数目减少，多种酶的活性下降，但也有部分酶的活性升高，B错误；单细胞生物既属于细胞水平又属于个体水平，细胞衰老就是个体衰老，C正确；个体衰老的过程是组成个体细胞普遍衰老的过程，D正确。]
√
2．(链接P124图6-9)20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展，科学家提出了自由基学说和端粒学说，下列相关叙述错误的是 (　　)
A．端粒DNA序列随分裂次数增多而逐渐缩短，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
B．自由基会攻击DNA，可能引起基因突变
C．当自由基攻击生物膜上的糖类时，会引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大
D．自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老
C　[端粒DNA序列随分裂次数增多而逐渐缩短，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，A正确；自由基会攻击DNA，可能引起基因突变，B正确；当自由基攻击生物膜上的磷脂分子时，会引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大，C错误；自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老，D正确。]
√
3．(链接P127概念检测T1)细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死等方式，下列有关细胞死亡的叙述正确的是 (　　)
A．细胞凋亡是正常生理性变化，细胞坏死是病理性变化或剧烈损伤引起的
B．细胞自噬是受基因调控的，其过程体现了生物膜的选择透过性
C．细胞坏死对于多细胞生物完成正常的生长发育起着重要作用
D．清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
A　[细胞凋亡是由基因决定的正常的生命现象，而细胞坏死是由种种不利因素引起的不正常的死亡，A正确；细胞自噬体现了生物膜的流动性，B错误；细胞坏死是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，对生物体是有害的，C错误；清除被病原体感染的细胞属于细胞凋亡，D错误。]
√
4．(链接P126小字信息)细胞自噬是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体，并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解其所包裹的内容物，以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。下列说法错误的是(　　)
A．细胞自噬过程是受基因控制的，可发生在细胞生长、分化、衰老的全过程中
B．细胞自噬和细胞凋亡对于细胞具有相同的意义
C．细胞自噬和细胞凋亡均可体现溶酶体的消化功能
D．细胞自噬被维持在一定水平，能确保细胞内的稳态
B　[细胞自噬过程是受基因控制的，可发生在细胞生长、分化、衰老的全过程中，A正确；细胞自噬和细胞凋亡对于细胞具有不同的意义，细胞凋亡是细胞的程序性死亡，细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除是通过细胞凋亡完成的，而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，B错误；细胞自噬和细胞凋亡均可体现溶酶体的消化功能，C正确；细胞自噬被维持在一定水平，能确保细胞内的稳态，D正确。]
5．近年来，随着对细胞凋亡的不断深入研究，人们对细胞凋亡的机制及其应用有了进一步了解。相关研究表明，化疗和放疗对肿瘤的疗效是通过对细胞凋亡的迅速诱导来实现的。请回答下面的问题：
(1)细胞凋亡是指由基因所决定的__________________的过程。这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，所以又被称为_______________，控制细胞凋亡的遗传物质主要位于_________
__________。
细胞自动结束生命
细胞程序性死亡
染色体
(或细胞核)
(2)细胞凋亡的重要意义：对于维持生物体正常的________、维持内部环境的稳定状态，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(3)如果该死亡的细胞没有死亡，不该死亡的细胞大批死亡，人就会患病，如艾滋病等。请你根据细胞凋亡的原理对未来艾滋病的治疗进行大胆的设想：__________________________________________
__________________________。
个体发育
可通过启动控制“细胞程序性死亡”的基因来
诱导细胞凋亡，治疗艾滋病
[解析]　(1)细胞凋亡是一个主动的由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡受到由严格的遗传机制决定的程序性调控，因此也被称为细胞程序性死亡。由于遗传物质DNA主要在染色体上，而染色体存在于细胞核中，所以说控制细胞凋亡的遗传物质主要位于染色体(或细胞核)中。(2)细胞凋亡是一种正常的生理过程，在生物个体发育过程中具有重要作用。它对于维持生物体的正常个体发育、维持内部环境的稳定状态，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。(3)如果能发现所有的细胞凋亡调控基因并弄清其功能，就有可能研究出能调节这些基因功能的药物，那么就可从根本上通过启动控制“细胞程序性死亡”的基因来诱导细胞凋亡，达到治疗艾滋病的目的。
课时分层作业(25)　细胞的衰老和死亡
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
题组一　细胞衰老
1．下列不属于动物细胞衰老特征的是 (　　)
A．细胞内水分减少 B．细胞呼吸速率加快
C．细胞色素逐渐积累 D．细胞膜通透性改变
B　[细胞衰老后，细胞呼吸速率减慢，B符合题意。]
√
2．如图是细胞衰老的自由基学说示意图，下列有关叙述错误的是
(　　)
A．①②过程的作用效果会引起细胞内生物膜面积减小
B．③过程会使酪氨酸酶活性升高
C．④过程可能引起细胞内基因的突变
D．⑤可来自辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
B　[①②过程自由基攻击磷脂分子，破坏细胞的生物膜，使生物膜面积减小，A正确；③过程自由基攻击细胞合成的蛋白质，可使酪氨酸酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率减慢，B错误；④过程自由基攻击DNA，可引起基因突变，C正确；自由基的产生途径有辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
3．某研究小组发现，血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质，其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。因为端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而让端粒不因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加。下列分析错误的是(　　)
A．GDF11含量减少会导致细胞分裂能力下降
B．血液中GDF11的减少可能导致细胞衰老，使细胞核体积增大，细胞相对表面积减小
C．血液中GDF11含量减少可能导致神经干细胞的形态、结构发生改变
D．正常细胞的分裂次数是有限的，这可能与端粒不断被损耗有关
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
B　[GDF11减少会导致神经干细胞中端粒酶的活性下降，而端粒酶能够修复端粒从而提高细胞的分裂次数，故GDF11含量减少会导致细胞分裂能力下降，A正确；细胞衰老过程中细胞核体积增大，但细胞萎缩，体积变小，细胞相对表面积增大，B错误；血液中GDF11含量减少可能导致神经干细胞衰老，神经干细胞的形态、结构发生改变，C正确；端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而不让端粒因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加，说明端粒的损耗与细胞分裂有关，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
4．研究表明，尿苷(由尿嘧啶与核糖组成)是一种可以通过血脑屏障进入脑区的生物活性分子，且具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能。阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病。下列相关叙述正确的是(　　)
A．尿苷与一分子磷酸结合后的产物是构成DNA的基本单位之一
B．尿苷可能通过提高机体抗氧化酶水平以增多氧自由基从而抗衰老
C．衰老细胞的细胞核体积增大，端粒DNA序列逐渐向外延长
D．用尿苷延缓神经干细胞的衰老可为缓解阿尔茨海默病提供新思路
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[尿苷由尿嘧啶与核糖组成，与一分子磷酸结合后的产物是尿嘧啶核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，A错误；根据自由基学说，自由基增多会导致细胞衰老，尿苷可能通过提高机体抗氧化酶水平以降低氧自由基从而抗衰老，B错误；根据端粒学说，细胞衰老是因为细胞每分裂一次，染色体两端的端粒就会缩短一截，最后使DNA的正常功能受到影响，因此衰老细胞的端粒DNA序列不会向外延长，而是缩短，C错误；阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病，而尿苷具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能，因此用尿苷延缓神经干细胞的衰老可作为缓解阿尔茨海默病的新思路，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
题组二　细胞的死亡
5．近期研究表明人体内的名为RIP3的蛋白激酶可以将肿瘤的凋亡转变为细胞坏死。下列叙述不正确的是(　　)
A．细胞死亡分为细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬三种形式
B．通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式
C．细胞凋亡是基因控制下的细胞程序性死亡
D．控制合成RIP3蛋白激酶的基因只存在于肿瘤细胞中
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[在个体发育过程中，细胞死亡分为细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬三种形式，A正确；蛋白激酶RIP3可以将肿瘤的凋亡转变为细胞坏死，故通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式，B正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程，C正确；RIP3蛋白激酶基因存在于所有的体细胞中，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
6．科学家大隅良典因阐明细胞自噬的分子机制和生理功能上的开拓性研究而获得2016年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于细胞自噬的叙述，错误的是(　　)
A．衰老细胞器被溶酶体分解属于细胞自噬
B．细胞自噬可以使细胞获得维持生存所需的物质和能量
C．侵入细胞的微生物及毒素的清除不属于细胞自噬
D．溶酶体中含有多种水解酶来参与细胞的自噬过程
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C　[细胞自噬是指在一定条件下，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，衰老细胞器被溶酶体分解属于细胞自噬，A正确；通过细胞自噬可以将大分子降解产生新的可以利用的物质，使细胞获得维持生存所需的物质和能量，B正确；细胞自噬可清除侵入细胞的微生物及毒素，故侵入细胞的微生物及毒素的清除属于细胞自噬，C错误；溶酶体中含有多种水解酶，溶酶体中的水解酶参与细胞的自噬过程，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
7．科学家发现一种胶原蛋白能够驱动干细胞之间进行竞争，这种竞争对于维持“年轻态”的皮肤至关重要。“干细胞间竞争”由胶原蛋白基因(COL17A1)驱动，而COL17A1的表达水平随着年龄的增长而减弱。COL17A1表达水平较高的干细胞会牢固地锚定于基底膜，且对称分裂，并将附近COL17A1表达水平较低的细胞排挤出去，这样的细胞间竞争有助于维持皮肤结构的完整性。下列相关叙述正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
A．人类皮肤细胞衰老出现“老年斑”是酪氨酸酶活性降低所致
B．当大多数干细胞中的COL17A1表达水平都降低时，皮肤随之衰老
C．COL17A1是皮肤细胞中的特有基因，可控制皮肤细胞分裂
D．COL17A1的表达水平在不同干细胞间存在差异，从而促使细胞坏死
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
B　[人类皮肤细胞衰老出现“老年斑”是由色素积累所致，A错误；当大多数干细胞中的COL17A1表达水平都降低时，干细胞间竞争减弱，无法有效维持皮肤结构的完整性，皮肤随之衰老，B正确；COL17A1不是皮肤细胞特有的基因，很多细胞中都可能存在类似功能的基因，且它控制的是干细胞之间的竞争，而非直接控制皮肤细胞分裂，C 错误；COL17A1的表达水平在不同干细胞间存在差异，促使的是细胞间的竞争，而非细胞坏死，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
8．细胞自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白和病原体的正常代谢机制。研究发现，在不良环境中细胞自噬水平会升高。科研人员研究了低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，部分实验过程和结果如表所示。下列分析错误的是(　　)
题号
1
3
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2
4
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9
项目 A组 B组 C组
培养条件 正常糖 ？ 低糖
是否加入氯喹 否 否 是
细胞自噬水平 ＋ ＋＋＋ ＋＋
注：“＋”越多表示细胞自噬水平越高。
A．设置A组的目的是进行对照
B．B组的培养条件为低糖
C．低糖环境下细胞自噬水平升高
D．药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有促进作用
√
题号
1
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D　[本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，因此对照组应该为正常糖培养条件下不加入氯喹，A正确；本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，A、B组没有添加氯喹，A组培养条件为正常糖，则实验B组培养条件应该为低糖，B正确；A、B组相比，B组低糖组的细胞自噬水平升高，即低糖环境下细胞自噬水平升高，C正确；B、C组均为低糖环境下，变量为是否添加氯喹，C组添加氯喹后细胞自噬水平低于B组，说明药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有抑制作用，D错误。]
题号
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9
9．(14分)中国科学家成功构建了“单条染色体的酿酒酵母”，这是合成生物学领域里程碑式的进展。
(1)酵母菌是生物学研究中常用的模式生物，与蓝细菌相比，酵母菌最主要的结构特征是________________________。
题号
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有以核膜为界限的细胞核
(2)将天然酿酒酵母细胞中的16条染色体融合为一条，需要去除染色体的端粒、着丝粒等冗余序列。端粒是位于染色体两端的_____________复合体，有研究表明，随着细胞分裂次数增加，端粒将不断缩短，组成正常基因的________序列受到损伤，从而引发细胞________。
题号
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9
DNA—蛋白质
DNA
衰老
(3)端粒酶具有修复端粒的功能。为探究甲磺酸甲酯(MMS)是否对酵母菌的端粒酶活性有影响，研究人员进行了相关实验，结果见图1、图2。
题号
1
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由图可知，本实验的自变量是________________________，实验结果显示，MMS对酿酒酵母端粒酶的活性有________作用，且当_______________________________________时效果最为显著。
题号
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MMS的浓度和处理时间
促进
MMS浓度为0.40 mmol/L、处理时间为72 h
[解析]　(1)酵母菌属于真菌，是真核生物，与原核生物蓝细菌相比，酵母菌最主要的结构特征是有以核膜为界限的细胞核。(2)端粒是位于染色体两端的DNA—蛋白质复合体，有研究表明，随着细胞分裂次数增加，端粒将不断缩短，组成正常基因的DNA序列受到损伤，从而引发细胞衰老。(3)分析图示可知，本实验的自变量有两个：MMS的浓度和处理时间。图1结果显示，用药组端粒酶活性高于未用药组，故MMS对酿酒酵母端粒酶的活性有促进作用，且处理时间72 h时促进作用最强。由图2结果可知，MMS浓度为0.40 mmol/L时，端粒酶的活性最高。故当MMS浓度为0.40 mmol/L、处理时间为72 h时效果最为显著。
题号
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9
√
(教师用书独具)
1．随着人均寿命的延长，我国的老龄化人口逐渐增多。2021年5月，我国65岁及以上的人口占总人口的13.5%，我国已进入老龄化社会。下列有关叙述正确的是(　　)
A．在正常情况下，衰老细胞中各种酶的活性均下降
B．老年人的皮肤上会长出“老年斑”主要与衰老细胞中的色素积累有关
C．细胞衰老虽然属于细胞正常的生命历程，但其不利于机体的自我更新
D．自由基学说认为，自由基只能通过攻击细胞内蛋白质的方式，使细胞衰老
B　[在正常情况下，衰老细胞中多种酶的活性均下降，而不是所有酶的活性都下降，A错误；老年人的皮肤上会长出“老年斑”主要与衰老细胞中的色素积累有关，B正确；细胞衰老、凋亡属于细胞正常的生命历程，有利于机体的自我更新，C错误；自由基学说认为，自由基能攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，如磷脂、DNA，还可以攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，D错误。]
√
2．细胞程序性坏死与细胞凋亡相似，也受细胞内基因控制，但死亡过程中细胞膜破裂，内含物释放。胱天蛋白酶caspase是细胞凋亡的核心分子，在细胞凋亡的起始和执行过程中都发挥了重要的作用。如图是某细胞生命历程中的某过程。下列有关细胞凋亡和程序性坏死的叙述错误的是(　　)
A．细胞凋亡时部分基因表达增强
B．图中所示的生命历程是细胞凋亡
C．细胞程序性坏死可能会产生免疫反应
D．细胞程序性坏死可能与胱天蛋白酶caspase有关
B　[细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程，是细胞内相关基因选择性表达调控的，可见，细胞凋亡时部分基因表达增强，A正确；图示为某细胞生命历程中的某过程，图中显示细胞膜破裂，内含物释放，应该是程序性坏死，B错误；细胞程序性坏死表现为细胞膜破裂，细胞内含物释放，因而可能会产生免疫反应，C正确；胱天蛋白酶caspase是细胞凋亡的核心分子，在细胞凋亡的起始和执行过程中都发挥了重要的作用，据此推测，细胞程序性坏死可能与胱天蛋白酶caspase有关，D正确。]
3．细胞代谢过程中会产生异常蛋白，异常蛋白积累会引起细胞凋亡。泛素(Ub)与异常蛋白结合后会一起被蛋白酶体水解。如图为异常蛋白水解的机制。下列说法正确的是(　　)
A．泛素(Ub)在图中所示过程中起催化作用
B．抑制有氧呼吸会使蛋白酶体清除异常蛋白过程停止
C．蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能
D．特异性降低蛋白酶体的活性可降低细胞的凋亡率
√
C　[题图显示，在酶和ATP的作用下，泛素和异常蛋白结合，进而被蛋白酶体识别，说明泛素(Ub)在图中所示过程中没有起催化作用，A错误；异常蛋白的清除需要消耗ATP，而ATP主要由细胞呼吸产生，细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，所以抑制有氧呼吸会使蛋白酶体清除异常蛋白的过程减弱，但不会停止，B错误；由图可知，蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能，C正确； 异常蛋白积累会引起细胞凋亡，蛋白酶体可以清除异常蛋白使细胞避免凋亡，所以特异性降低蛋白酶体的活性不能降低细胞的凋亡率，D错误。]
4．细胞到了一定时期就会像树叶那样自然死亡，但是这种死亡是细胞的一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”，而非病理性死亡，所以叫细胞凋亡或“细胞程序性死亡”。
(1)细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。对一个有机体来说，某些细胞的程序性死亡的积极意义是有利于____________________
______，维持_______________，抵御___________________。
多细胞生物体完成正
内部环境的稳定
外界各种因素的干扰
常发育
(2)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾消失了，从细胞水平看这是______________的结果。该过程也可称为____________________。人类中也会出现一些返祖现象，如毛孩，从细胞水平上分析是由于____________过程受阻。
(3)细胞凋亡是由细胞中________决定的、____________地结束生命的过程。
细胞凋亡
细胞程序性死亡
细胞凋亡
基因
自动
[解析]　本题阐述了细胞的凋亡是由调控基因控制的正常的生理性死亡，能够维持机体细胞数目的相对稳定，维持内环境稳态，促进生物体的正常发育。
重点突破练(5)　细胞的生命历程
√
题组一　细胞的增殖
1．多细胞生物的生长，除了依靠细胞数目的增多，还依靠细胞体积的增大。下列关于细胞体积的说法正确的是(　　)
A．不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小相差很大
B．细胞体积越大，相对表面积越大，物质运输效率越低
C．细胞体积越小越有利于与外界进行物质交换，因此细胞越小越好
D．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核能控制的范围是有限的
题号
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D　[不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，A错误；细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低，B错误；细胞的表面积与体积之比制约着细胞的物质运输效率，但细胞需要一定的空间进行各种生命活动，因此并不是细胞体积越小越好，C错误；细胞核是新陈代谢的控制中心，细胞不能无限长大与细胞核控制的范围有一定限度有关，D正确。]
题号
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2．图A表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期，图B表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期。下列叙述正确的是(　　)
A．图A中“乙→甲→乙”可表示一个细胞周期
B．在显微镜下观察时，通常处于甲→乙的细胞数量较多
C．图B中，在a、c时期，细胞要进行染色体复制，使染色体数目加倍
D．在b、d的末期，植物细胞膜从细胞中部向内凹陷，缢裂为两个子细胞
题号
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√
A　[图A中，乙→甲代表分裂间期，甲→乙代表分裂期，“乙→甲→乙”可表示一个细胞周期，A正确；在显微镜下观察时，通常处于分裂间期(乙→甲)的细胞数量较多，B错误；图B中，a、c代表分裂间期，b、d代表分裂期，在分裂间期，细胞要进行染色体复制，复制后染色体数目不加倍，DNA分子数目加倍，C错误；在分裂末期，动物细胞膜从细胞中部向内凹陷，缢裂为两个子细胞，植物细胞通过细胞板形成细胞壁，将细胞一分为二，D错误。]
题号
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3．有丝分裂过程中存在以下行为：①DNA复制；②着丝粒的分裂；③遗传物质进入子代细胞。下列叙述正确的是(　　)
A．DNA分子数变化的原因是①②③
B．染色体数目变化的原因是①③
C．姐妹染色单体数目变化的原因是②③
D．一条染色体上DNA分子数变化的原因是①②
题号
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√
D　[DNA分子数变化的原因是DNA复制数量加倍，遗传物质进入子代细胞数量减半，A错误；染色体数目变化的原因是着丝粒分裂，染色体数目加倍，遗传物质进入子代细胞染色体数量减半，B错误；姐妹染色单体数目变化的原因是DNA复制染色单体出现，着丝粒分裂，染色单体消失，C错误；一条染色体上DNA分子数变化的原因是DNA复制数量加倍，着丝粒分裂数量减半，D正确。]
题号
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4．如图是某动物细胞增殖时不同时期的图像，下列叙述错误的是(　　)
A．上述细胞在细胞周期中的顺序是图1→图4→图2→图3
B．在图2细胞所属时期，细胞中的核DNA数目不变，染色体数目加倍
C．若某药物可抑制纺锤体的形成，则它极可能作用于图2细胞所属时期
D．图4细胞所属时期开始出现染色体，图3细胞所属时期染色体开始转变成染色质丝
题号
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√
C　[分析题图，图1所示细胞处于有丝分裂前的间期；图2所示细胞中着丝粒分裂，处于有丝分裂后期；图3所示细胞细胞膜从中央向内凹陷，处于有丝分裂末期；图4所示细胞中出现姐妹染色单体，且分布散乱，处于有丝分裂前期。由以上分析可知，题述细胞在细胞周期中的顺序是图1→图4→图2→图3，A正确。图2所示细胞处于有丝分裂后期，细胞中的核DNA数目不变，着丝粒分裂使染色体数目加倍，B正确。纺锤体的形成发生在有丝分裂前期，若某药物可抑制纺锤体的形成，则它极可能作用于图4所示细胞所属时期，C错误。染色体出现于有丝分裂前期，即图4所示细胞所属时期，染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝的时期是有丝分裂末期，即图3所示细胞所属时期，D正确。]
题号
1
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题组二　细胞的分化、衰老和死亡
5．科学家成功地在体外将肠道干细胞培养成包括隐窝样区域和绒毛样上皮区域的小肠类器官，这一结构能准确模拟肠道上皮生理情况。下列叙述正确的是(　　)
A．肠道干细胞诱导分化成小肠类器官，体现了细胞的全能性
B．肠道干细胞具有组织特异性，一般只能分化成特定的细胞或组织
C．不同类型干细胞的分化程度相似，分化潜能相同
D．肠道干细胞培养成小肠类器官的过程中，遗传物质一定会发生改变
题号
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√
B　[肠道干细胞诱导分化为小肠类器官的过程，未体现出细胞的全能性，A错误；由A项可知，肠道干细胞具有组织特异性，一般只能分化成特定的细胞或组织，B正确；不同类型干细胞的分化程度不同，分化潜能不同，C错误；肠道干细胞培养成小肠类器官的过程中发生的是细胞分化和细胞增殖，遗传物质一般不会发生改变，D错误。]
题号
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6．与细胞凋亡类似，“铁死亡”也是一种细胞程序性死亡。若细胞内Fe2+过多，细胞膜中的不饱和脂肪酸会发生过氧化，从而诱导细胞死亡。下列有关叙述错误的是(　　)
A．Fe2+过多引起的细胞死亡，有助于细胞内稳态的维持
B．细胞中的脂肪酸过氧化后，细胞膜的功能会受到影响
C．细胞内的Fe2+可能间接诱导了细胞内凋亡基因的表达
D．生物体内的细胞死亡均与细胞内基因的程序性表达有关
题号
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√
D　[当细胞内Fe2+过多，导致细胞膜中的不饱和脂肪酸发生过氧化，进而诱导细胞死亡时，这实际上是机体在清除受损或不再需要的细胞，有助于维持细胞内的稳态，A正确；细胞膜主要由脂质(主要是磷脂)和蛋白质组成，其中脂质中的不饱和脂肪酸对于细胞膜的流动性和功能至关重要，当这些不饱和脂肪酸发生过氧化后，细胞膜的结构和功能都会受到影响，可能导致细胞膜的通透性改变、物质运输受阻等，B正确；由于Fe2+过多导致的细胞过氧化状态可能触发了一系列信号转导途径，这些途径最终可能间接诱导了细胞内凋亡基因的表达，从而引发细胞凋亡，C正确；细胞坏死就是由于物理、化学等因素导致的细胞被动死亡过程，它并不涉及基因的程序性表达，D错误。]
题号
1
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7．研究表明，亚精胺(一种生物胺类化合物)可诱导肝脏、心脏和肌肉组织的自噬及对自由基的清除等，对于减缓细胞衰老、延长机体寿命有重要作用。下列叙述错误的是(　　)
A．衰老细胞的形态及结构发生了改变，但功能不变
B．肌肉等组织的自噬有利于及时清除衰老的细胞器
C．亚精胺可减轻自由基对DNA的攻击以降低突变频率
D．亚精胺还可能有助于修复缩短的端粒以延长细胞寿命
题号
1
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√
A　[衰老细胞的形态、结构及功能都会发生改变，A错误；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，肌肉等组织的自噬有利于及时清除衰老的细胞器，B正确；亚精胺可诱导肝脏、心脏和肌肉组织的自噬及对自由基的清除等，因此亚精胺可减轻自由基对DNA的攻击以降低突变频率，C正确；亚精胺对于减缓细胞衰老、延长机体寿命有重要作用，说明亚精胺可能有助于修复缩短的端粒以延长细胞寿命，D正确。]
题号
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8．(不定项)下图为细胞生命历程的部分模式图，下列有关细胞生命历程的说法，不正确的是(　　)
题号
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9
A．高等动物个体的生长发育只有①②过程
B．②的结果是形成了不同类型的细胞，原因是遗传物质发生了改变
C．③过程所有酶的活性都降低
D．细胞凋亡、细胞分化和细胞衰老等过程对个体发育都是有利的
题号
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√
√
√
ABC　[高等动物个体的生长和发育同时有①细胞增殖、②细胞分化、③细胞衰老、④细胞凋亡过程，A错误；②细胞分化的结果是形成了不同类型的细胞，原因是基因的选择性表达，细胞中的遗传物质并没有发生改变，B错误；③细胞衰老过程中大多数酶的活性降低，C错误；细胞凋亡、细胞分化和细胞衰老等过程对个体发育有重要意义，如保证个体正常发育，细胞更新，维持内部环境稳定等，D正确。]
题号
1
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9
9．(13分)研究人员对SAT(哺乳动物的皮下脂肪组织)与细胞衰老的关系进行了研究。请回答下列问题：
(1)SAT主要由脂肪细胞和前脂肪细胞等细胞组成。如图1，利用____________进行染色，并借助________对两种细胞进行观察，发现脂肪细胞内含有更多的脂肪颗粒。在发育过程中，脂肪细胞在形态、结构和生理功能上与前脂肪细胞产生了稳定性的差异，这一过程称为__________。
题号
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苏丹Ⅲ染液
显微镜
细胞分化
(2)SAT会随着年龄的增长而显著减少，继续研究ARC(衰老依赖性调节细胞)与此过程的关系。实验组将培养过ARC的培养液加入体外培养的前脂肪细胞中，培养一段时间后，结果如图2和图3。
题号
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9
图2结果显示_______________________________________________
_______，说明ARC可抑制前脂肪细胞的增殖；图3结果说明______
_______________________________。在两种因素的共同作用下导致SAT减少。
题号
1
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9
与对照组相比，实验组的前脂肪细胞数量明显减
ARC
少(3分)
可以抑制前脂肪细胞的增殖和分化
(3)科研人员推测，ARC分泌的Cc16蛋白是导致上述实验结果的根本原因。请补足表格，完成实验设计(选填下列序号)。
题号
1
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9
加入体外培养的前脂肪细胞中的物质 实验结果
实验组 ________ 实验组前脂肪细胞数量多于对照组
对照组 ④
①Cc16蛋白
②抑制Cc16蛋白发挥作用的药物
③未培养过ARC的培养液
④培养过ARC的培养液
②
[解析]　(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色，故可以利用苏丹Ⅲ染液对脂肪细胞和前脂肪细胞进行染色，通过显微镜对两种细胞进行观察，发现脂肪细胞内含有更多的脂肪颗粒。脂肪细胞在形态、结构和生理功能上与前脂肪细胞产生了稳定性的差异，这一过程称为细胞分化。(2)本实验的目的是研究ARC与SAT会随着年龄的增长而显著减少之间的关系，自变量为前脂肪细胞是否用培养过ARC的培养液培养，与对照组相比，实验组的前脂肪细胞数量明显
题号
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减少，说明ARC可抑制前脂肪细胞的增殖。从图3能看出，与对照组相比，实验组前脂肪细胞的数量较多，脂肪细胞的数量较少，说明ARC不仅可以抑制前脂肪细胞的增殖，还能抑制前脂肪细胞的分化，在两种因素的共同作用下导致SAT减少。(3)本实验的目的是探究Cc16蛋白是否为导致SAT减少的原因，对照组为④培养过ARC的培养液，实验组为②抑制Cc16蛋白发挥作用的药物，如果实验组前脂肪细胞数量多于对照组，说明Cc16蛋白为导致SAT减少的原因。
题号
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(教师用书独具)
1．用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA，获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是(　　)
A．中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B．图中两处DNA荧光标记区域均有染色单体
C．图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D．图示时期表示有丝分裂前期
√
C　[由图示可知，染色体分布在细胞两极，因此该细胞处于有丝分裂后期，中心体的复制发生在间期，有丝分裂过程中染色体加倍发生在分裂后期，A、D错误；由于题图为有丝分裂后期荧光图，染色单体已形成子染色体，B错误；中心体的位置决定了染色体移动的方向，将分裂开的子染色体拉向两极，从而决定细胞分裂的方向，C正确。]
2．用不同浓度的药物X处理洋葱根尖一段时间后，分别制片观察分生区细胞有丝分裂各个时期特点，并统计有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)＝分裂期细胞数/观察细胞数×100%]，结果如图所示，相关叙述正确的是(　　)
A．装片制作流程是解离→染色→漂洗→制片
B．先在低倍镜下找到呈长方形且排列紧密的分生区细胞后再转高倍镜观察
C．药物X浓度为0时的结果出现的原因是多数细胞没有进入细胞周期
D．药物X能抑制根尖细胞有丝分裂，且随药物X浓度升高抑制程度增大
√
D　[装片制作流程是解离→漂洗→染色→制片，A错误；分生区细胞呈正方形且排列紧密，B错误；药物X浓度为0时有丝分裂指数只有9%，表明处于分裂期的细胞数少，即多数细胞处于分裂间期，C错误；由图可知，随着药物X浓度的增加，细胞有丝分裂指数减少，说明药物X抑制根尖分生区细胞有丝分裂，且随X浓度升高抑制程度增大，D正确。]
3．(不定项)真核细胞中，细胞色素c(Cyt-C)是由细胞核中基因控制合成的一种蛋白质，参与细胞呼吸中水的生成。细胞受刺激时，线粒体释放Cyt-C，若此时细胞内ATP不能维持适当水平，则细胞发生坏死；若此时细胞内ATP可以维持适当水平，则自由基产生增加，并发生Cyt-C与某些蛋白质的结合进而诱发细胞凋亡。下列说法不正确的是(　　)
A．正常情况下Cyt-C位于线粒体内膜上
B．Cyt-C合成后通过核孔进入细胞质
C．细胞发生坏死或凋亡由细胞中ATP的水平决定，与基因无关
D．自由基可以催化蛋白质分子发生水解反应
√
√
√
BCD　[由题干信息可知，Cyt-C参与细胞呼吸中水的生成，因此正常情况下Cyt-C位于线粒体内膜上，A正确；由题干信息可知，Cyt-C是一种蛋白质，蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体上，B错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，与基因有关，C错误；自由基能攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，不是使蛋白质分子发生水解反应，D错误。]
4．图甲a～f为光学显微镜下观察到的某动物(体细胞中染色体数为2N)的不同细胞在分裂不同时期的图像，图乙为该生物体内5种细胞的染色体数和核DNA数的关系。回答下列问题：
(1)图甲的c细胞处于有丝分裂________期，可对应图乙的细胞__________(填序号)。图甲的d细胞可对应图乙的__________(填序号)，e细胞中染色体数：核DNA数为__________。
(2)图甲中a细胞所处的时期，主要的物质变化是_________________
______________________。
处于分裂末期的植物细胞与处于末期的动物细胞相比，在形态上最主要的区别是______________________________________________
_____________。
中
④
1∶1
进行DNA分子的复
植物细胞末期在赤道板处形成细胞板进而向四周
扩展成细胞壁
⑤
制和有关蛋白质的合成
(3)图乙中一定不会出现在有丝分裂过程中的是细胞________(填序号)，判断的理由是__________________________________________
___________________________________________________________
__________。
①和②
体细胞中染色体数为2N的生物细胞进行有丝分裂，染色体数目的变化过程为2N→4N→2N，不可能出现染色体数为N的细胞
[解析]　(1)分析图甲，染色体整齐的排列在赤道板，属于有丝分裂中期，此时核DNA数为4N，染色体数为2N，即对应图乙的④；图中d着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体移向细胞两极，属于有丝分裂后期，此时染色体数为4N，核DNA数为4N，对应图乙的⑤；e细胞属于有丝分裂末期，其中染色体数∶核DNA数为1∶1。(2)图甲中a细胞处于分裂间期，主要的物质变化是进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成；处于分裂末期的植物细胞与处于末期的动物细胞相比，在形态上最主要的区别是植物细胞末期在赤道板处形成细胞板进而向四周扩展成细胞壁。(3)分析图乙，体细胞中染色体数为2N的生物细胞进行有丝分裂，染色体数目的变化过程为2N→4N→2N，不可能出现染色体数为N的细胞，故图乙中一定不会出现在有丝分裂过程中的是细胞①和②。
5．科研人员对有丝分裂过程中线粒体的分配机制进行研究。
(1)图1为某动物细胞有丝分裂不同时期的模式图。
①图1中，染色体∶核DNA＝1∶2的细胞包括________(填字母)。
a、d
②细胞进入有丝分裂后，蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位置，随后观察到线粒体的数量增加。据此推测，激活的蛋白D的作用是________________。
引发线粒体复制
(2)科研人员用细胞松弛素(可抑制细胞骨架的形成)处理分裂期的细胞并染色，与未处理的正常细胞比较，可观察到线粒体分布情况如图2。
①图2显示，______________________________________________，
这说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。
对照组线粒体均匀分布，实验组线粒体集中分布
②已有研究表明肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点。为探究细胞骨架与线粒体分配的关系，科研人员抑制M19的表达，检测细胞骨架和线粒体分布情况。
a．细胞骨架不能形成正确的“绳索状结构”
b．细胞骨架正常形成“绳索状结构”
c．线粒体分布与细胞松弛素D未处理组相同
d．线粒体分布与细胞松弛素D处理组相同
若发现________(填字母)，结合②的结果，可说明M19将线粒体锚定在细胞骨架上，且细胞骨架形成“绳索状结构”以保证线粒体的均匀分布，最终较为均等地分配至子代细胞中。
(3)有丝分裂中，遗传物质经过________________，线粒体等细胞器也发生________________，从而在细胞的亲子代间保持遗传的稳定性和子代细胞之间物质分配的均质性。
a、d
复制后平均分配
复制后平均分配
[解析]　(1)①染色体∶核DNA＝1∶2的细胞即是指含有染色单体的细胞，图1中包括a、d细胞。②根据题目信息，蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位置，随后观察到线粒体的数量增加，说明激活的蛋白D的作用是引发线粒体复制，促进线粒体的分裂。(2)图2对照组的细胞线粒体均匀分布，实验组的细胞线粒体集中分布，说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点，抑制M19的表达后，细胞骨架和线粒体就不能与M19结合，细胞骨架不能形成正
确的“绳索状结构”，线粒体分布情况与细胞松弛素D处理组相同，可说明M19将线粒体锚定在细胞骨架上，且细胞骨架形成“绳索状结构”以保证线粒体的均匀分布，最终较为均等地分配至子代细胞中，故选a、d。(3)有丝分裂过程中，遗传物质经过复制后平均分配，线粒体、中心体等一些细胞器也发生复制和平均分配的过程，从而在细胞的亲子代之间保持遗传的稳定性和子代细胞之间物质分配的均质性。第3节　细胞的衰老和死亡
描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
知识点1　细胞衰老
1．细胞衰老的概念
细胞的____________和____________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的________________发生变化。
2．细胞衰老的特征
(1)衰老细胞的代谢的变化
(2)衰老细胞的细胞核的变化
①________收缩，染色________。
②体积________，________内折。
3．细胞衰老的原因
(1)自由基学说
①自由基本质：____________________________的原子或基团。
②自由基来源
③作用机理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：染色体________特殊序列的________________。
②特点：端粒DNA序列在____________后会缩短一截。
③结果：在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧____________________就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
4．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________的。
(2)多细胞生物：从总体上看，个体衰老的过程也是________________普遍衰老的过程。
5．细胞衰老的意义：人体内发生的正常生命现象，有利于机体更好地实现____________。
6．年龄因素与细胞衰老的关系
(1)实验
该实验说明________可以影响细胞的分裂。
(2)细胞核是细胞____________的控制中心，随着细胞分裂次数的增多，或者细胞进入衰老状态，细胞核中的____________会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会______________，从而影响细胞的生活。
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？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基于对细胞衰老的特征及原因的认识，判断下列表述是否正确。
1．衰老细胞内染色质收缩，影响DNA复制。 (　　)
2．细胞衰老过程中，酶活性降低，细胞核体积减小。 (　　)
3．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。 (　　)
4．同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。 (　　)
5．自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老。 (　　)
　分析细胞衰老的特征
材料1　“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。
材料2　在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。科学家利用分裂了40次的男性成纤维细胞和分裂了10次的女性成纤维细胞进行如下实验。
组别 实验方案 继续培养10～20代实验结果
一组 两种细胞等量混合培养 女性细胞的分裂依旧旺盛，男性细胞逐渐停止分裂
二组 将女性细胞核注入男性去核细胞中 融合细胞分裂依旧旺盛
三组 将男性细胞核注入女性去核细胞中 融合细胞逐渐停止分裂
1．老年人为什么大多数头发花白，满脸老年斑？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．由材料2的实验结果可得出什么结论？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[深化归纳]
1．个体衰老的表现及形成原因
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少，细胞体积减小
头发变白 细胞内的酪氨酸酶活性降低
老年斑 细胞内色素(脂褐素)的积累
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性功能改变
2．细胞衰老的原因
(1)自由基学说
(2)端粒学说
1．人体内衰老的成熟红细胞具有下列哪些特征(　　)
A．核膜内折，染色质收缩
B．某些酶的活性降低，细胞呼吸速率减慢
C．细胞核体积增大，细胞膜通透性改变
D．色素积累增多，呼吸速率加快
2．中国科学院研究团队确认了一种新型人类促衰老基因(KAT7)，该基因的失活将明显延长实验动物的寿命。下列有关细胞衰老和KAT7的叙述，错误的是(　　)
A．染色体两端的端粒受损，有可能会导致细胞衰老
B．KAT7高表达时细胞中多种酶的活性降低，代谢减慢
C．根据细胞中KAT7基因的数量，可以判断细胞的衰老程度
D．自由基会攻击DNA和蛋白质等，是导致细胞衰老的因素
细胞衰老的特征：“一大一小一多两低”
知识点2　细胞的死亡
1．类型
细胞死亡包括________和________等方式，其中________是细胞死亡的一种主要方式。
2．细胞凋亡
(1)概念：由____________的细胞自动结束生命的过程。
(2)特点：由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种________________。
(3)实例：人在________时期尾部细胞的自动死亡；蝌蚪________的消失；胎儿手的发育过程；在成熟的生物体中，细胞的____________；某些被__________的细胞的清除。
(4)意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成____________，维持____________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．细胞坏死
是指在种种____________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____________引起的细胞损伤和死亡。
试分析细胞凋亡和细胞坏死对机体的影响。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
4．细胞自噬
(1)概念：通俗地说，就是细胞吃掉________________。
(2)过程：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________降解后再利用。
(3)类型
①处于____________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。
②在细胞受到损伤、____________入侵或细胞衰老时，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。
(4)意义：研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生________有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
基于对细胞的死亡的类型的比较及细胞自噬的类型及意义的认识，判断下列表述是否正确。
1．细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡是一回事。 (　　)
2．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 (　　)
3．细胞凋亡和细胞坏死的本质是一回事。 (　　)
4．生物体内细胞的自然更新、清除被病原体感染的细胞，都是通过细胞凋亡实现的。 (　　)
5．有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 (　　)
　辨析细胞凋亡与细胞坏死
材料1　鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。
材料2　细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它借助溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用，其局部过程如图所示。
1．如何判断鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是细胞凋亡，而不是细胞坏死造成的结果？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．材料1中的实验是否需要增设对照组？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．细胞自噬过程中细胞内由____________形成一个双层膜的杯形结构，____________从杯口进入，杯形结构形成具有双层膜的小泡。
4．自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是________________________。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会_____________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
5．神经退行性疾病是一类由突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。研究发现，提高细胞的自噬能力能治疗该类疾病，这是因为细胞自噬能_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
6．酵母菌液泡内富含水解酶，科学家在研究液泡与自噬的关系时，以野生型酵母菌为对照组，以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组，在饥饿状态下，___________________酵母菌细胞中出现自噬泡大量堆积现象。
[深化归纳]
1．细胞凋亡机制的图解与分析
(1)图中①过程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②过程从分子水平看，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③过程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区别
细胞凋亡 细胞坏死
原因 正常生理变化 极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
范围 多为单个细胞 大片组织或成群细胞
细胞膜 内陷 破损
细胞器 变化不明显 内质网等崩解，线粒体肿胀，溶酶体解体
细胞体积 收缩变小 肿胀变大
调节过程 受基因调控 被动进行
炎症反应 不释放细胞内容物，无炎症反应 释放细胞内容物，引发炎症
对机体影响 有利 有害
3．秀丽隐杆线虫在发育成熟的过程中，有131个细胞将通过细胞凋亡的方式被去除，因此它作为模式生物，在细胞凋亡的研究中发挥了极其重要的作用。科学研究发现，四种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动，四种基因的表达产物EGL-1、CED-9、CED-4、CED-3之间的关系如图。以下相关说法错误的是(　　)
A．EGL-1基因表达，可能会加速细胞凋亡
B．用某种药物来抑制CED-9基因的表达，细胞凋亡可能会变慢
C．细胞凋亡是基因控制的细胞程序性死亡过程，是一种正常的生命现象
D．正常情况下，发生凋亡的细胞内基因会进行选择性表达
4．细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是 (　　)
A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物个体的生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B．细胞坏死最终的结果是细胞膜破裂，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
　
1．端粒：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．细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
3．细胞坏死是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。
4．衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和细胞膜通透性改变。
5．细胞衰老的原因主要包括自由基学说和端粒学说。
6．细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死等方式。
1．(链接P125思考·讨论)下列关于细胞衰老和个体衰老的说法中，错误的是(　　)
A．正常细胞会随着分裂次数的增多而衰老
B．衰老细胞内核糖体、线粒体数目增加，但酶活性下降
C．对于单细胞生物来讲，细胞衰老就是个体衰老
D．个体衰老的过程是组成个体细胞普遍衰老的过程
2．(链接P124图6-9)20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展，科学家提出了自由基学说和端粒学说，下列相关叙述错误的是 (　　)
A．端粒DNA序列随分裂次数增多而逐渐缩短，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
B．自由基会攻击DNA，可能引起基因突变
C．当自由基攻击生物膜上的糖类时，会引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大
D．自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老
3．(链接P127概念检测T1)细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死等方式，下列有关细胞死亡的叙述正确的是 (　　)
A．细胞凋亡是正常生理性变化，细胞坏死是病理性变化或剧烈损伤引起的
B．细胞自噬是受基因调控的，其过程体现了生物膜的选择透过性
C．细胞坏死对于多细胞生物完成正常的生长发育起着重要作用
D．清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
4．(链接P126小字信息)细胞自噬是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体，并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解其所包裹的内容物，以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。下列说法错误的是(　　)
A．细胞自噬过程是受基因控制的，可发生在细胞生长、分化、衰老的全过程中
B．细胞自噬和细胞凋亡对于细胞具有相同的意义
C．细胞自噬和细胞凋亡均可体现溶酶体的消化功能
D．细胞自噬被维持在一定水平，能确保细胞内的稳态
5．近年来，随着对细胞凋亡的不断深入研究，人们对细胞凋亡的机制及其应用有了进一步了解。相关研究表明，化疗和放疗对肿瘤的疗效是通过对细胞凋亡的迅速诱导来实现的。请回答下面的问题：
(1)细胞凋亡是指由基因所决定的__________________的过程。这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，所以又被称为______________，控制细胞凋亡的遗传物质主要位于________。
(2)细胞凋亡的重要意义：对于维持生物体正常的________、维持内部环境的稳定状态，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(3)如果该死亡的细胞没有死亡，不该死亡的细胞大批死亡，人就会患病，如艾滋病等。请你根据细胞凋亡的原理对未来艾滋病的治疗进行大胆的设想：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层作业(25)
1 2 3 4 5 6 7 8
B B B D D C B D
9．(每空2分，共14分)(1)有以核膜为界限的细胞核　(2)DNA—蛋白质　DNA　衰老　(3)MMS的浓度和处理时间　促进　MMS浓度为0.40 mmol/L、处理时间为72 h
1．B　[细胞衰老后，细胞呼吸速率减慢，B符合题意。]
2．B　[①②过程自由基攻击磷脂分子，破坏细胞的生物膜，使生物膜面积减小，A正确；③过程自由基攻击细胞合成的蛋白质，可使酪氨酸酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率减慢，B错误；④过程自由基攻击DNA，可引起基因突变，C正确；自由基的产生途径有辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等，D正确。]
3．B　[GDF11减少会导致神经干细胞中端粒酶的活性下降，而端粒酶能够修复端粒从而提高细胞的分裂次数，故GDF11含量减少会导致细胞分裂能力下降，A正确；细胞衰老过程中细胞核体积增大，但细胞萎缩，体积变小，细胞相对表面积增大，B错误；血液中GDF11含量减少可能导致神经干细胞衰老，神经干细胞的形态、结构发生改变，C正确；端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而不让端粒因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加，说明端粒的损耗与细胞分裂有关，D正确。]
4．D　[尿苷由尿嘧啶与核糖组成，与一分子磷酸结合后的产物是尿嘧啶核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，A错误；根据自由基学说，自由基增多会导致细胞衰老，尿苷可能通过提高机体抗氧化酶水平以降低氧自由基从而抗衰老，B错误；根据端粒学说，细胞衰老是因为细胞每分裂一次，染色体两端的端粒就会缩短一截，最后使DNA的正常功能受到影响，因此衰老细胞的端粒DNA序列不会向外延长，而是缩短，C错误；阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病，而尿苷具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能，因此用尿苷延缓神经干细胞的衰老可作为缓解阿尔茨海默病的新思路，D正确。]
5．D　[在个体发育过程中，细胞死亡分为细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬三种形式，A正确；蛋白激酶RIP3可以将肿瘤的凋亡转变为细胞坏死，故通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式，B正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程，C正确；RIP3蛋白激酶基因存在于所有的体细胞中，D错误。]
6．C　[细胞自噬是指在一定条件下，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，衰老细胞器被溶酶体分解属于细胞自噬，A正确；通过细胞自噬可以将大分子降解产生新的可以利用的物质，使细胞获得维持生存所需的物质和能量，B正确；细胞自噬可清除侵入细胞的微生物及毒素，故侵入细胞的微生物及毒素的清除属于细胞自噬，C错误；溶酶体中含有多种水解酶，溶酶体中的水解酶参与细胞的自噬过程，D正确。]
7．B　[人类皮肤细胞衰老出现“老年斑”是由色素积累所致，A错误；当大多数干细胞中的COL17A1表达水平都降低时，干细胞间竞争减弱，无法有效维持皮肤结构的完整性，皮肤随之衰老，B正确；COL17A1不是皮肤细胞特有的基因，很多细胞中都可能存在类似功能的基因，且它控制的是干细胞之间的竞争，而非直接控制皮肤细胞分裂，C 错误；COL17A1的表达水平在不同干细胞间存在差异，促使的是细胞间的竞争，而非细胞坏死，D错误。]
8．D　[本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响， 因此对照组应该为正常糖培养条件下不加入氯喹，A正确；本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响，A、B组没有添加氯喹，A组培养条件为正常糖，则实验B组培养条件应该为低糖，B正确；A、B组相比，B组低糖组的细胞自噬水平升高，即低糖环境下细胞自噬水平升高，C正确；B、C组均为低糖环境下，变量为是否添加氯喹，C组添加氯喹后细胞自噬水平低于B组，说明药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有抑制作用，D错误。]

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