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第三节　细胞凋亡是编程性死亡
　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。
　1.基于结构与功能观,分析衰老细胞的特征,认同细胞衰老是细胞正常的生命历程。
　2.基于实例的分析与整合,分析细胞凋亡的含义,并认同细胞凋亡是细胞正常的生命
历程。
一、衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.衰老的概念
衰老又称老化,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。
2.细胞衰老的特征
(1)膜脂氧化导致细胞膜流动性降低。
(2)细胞质色素积累、空泡形成。
(3)细胞核体积增大,染色加深,核膜内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解。
(4)DNA的功能受抑制,RNA含量降低。
(5)蛋白质合成下降,酶的活性降低。
(6)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。
(7)呼吸变慢等。
3.衰老的原因
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。
4.引发细胞衰老的内、外因素
(1)“端粒DNA”长度。
(2)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。
二、衰老细胞的死亡受基因的调控
1.细胞凋亡概念
由某种基因引发,严格受基因调控的死亡,是细胞发育过程中的必然步骤。
2.细胞凋亡的特征
(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。
3.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。
(1)衰老细胞中各种酶的活性均显著降低。(　×　)
提示:细胞衰老过程中大部分酶的活性降低,少部分酶的活性增强,如促进衰老的酶。
(2)对于多细胞生物来说,细胞的衰老就是个体的衰老。(　×　)
提示:单细胞生物的细胞衰老与个体衰老同步;多细胞生物的细胞衰老与个体衰老不同步,但当个体衰老时,大部分细胞处于衰老状态。
(3)植物胚在发育过程中,胚柄退化,胚体逐渐长大、发育,其中植物胚柄的退化属于衰老现象。(　×　)
提示:植物胚在发育过程中,胚柄退化,胚体逐渐长大、发育,其中植物胚柄的退化属于细胞凋亡现象。
(4)衰老细胞的染色质凝聚、碎裂、溶解,细胞核体积减小。(　×　)
提示:衰老细胞的细胞核体积变大。
(5)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,是受基因调控的死亡,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。(　√　)
(6)衰老、凋亡、癌变的细胞,形态和结构均发生显著的变化。(　√　)
(7)细胞凋亡时,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,凋亡小体会引起炎症。(　×　)
提示: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。
一、探究细胞衰老的特点
[典例1-1] 早衰综合征是一类遗传病,患者发生大面积细胞衰老,进而出现一系列早衰的特征。下列有关细胞衰老特征的叙述,错误的是(　D　)
A.细胞膜的物质交换能力下降
B.细胞内许多酶的活性下降
C.细胞质中色素积累
D.细胞核体积变小
解析:衰老细胞细胞膜流动性降低,使物质交换能力下降,A正确;衰老细胞的细胞内许多酶的活性下降,B正确;衰老细胞内的细胞质中色素积累,C正确;衰老细胞的细胞核体积变大,
D错误。
[典例1-2] 端粒是染色体两端特定序列的DNA 蛋白质复合体,端粒的DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤,使细胞衰老。下列叙述错误的是(　D　)
A.人体正常体细胞的分裂次数是有限的
B.端粒的DNA序列缩短到一定程度时,细胞可能会激活凋亡机制
C.无限增殖的癌细胞中可能存在延伸端粒DNA序列的机制
D.同一生物体内各种细胞中端粒的长度是相同的
解析:根据端粒学说可知,人体正常体细胞的分裂次数是有限的,A正确;由题干信息“端粒的DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤,使细胞衰老”可知,端粒缩短,细胞可能会激活凋亡机制,B正确;由以上分析可知,无限增殖的癌细胞中可能存在延伸端粒DNA序列的机制,C正确;由题干信息可知,同一生物体内各种细胞中端粒的长度不一定相同,D错误。
运用结构与功能观分析衰老细胞的特征
二、综合比较细胞生命历程
[典例2](杭州高一期末)浙江某研究团队,用小鼠的软骨细胞膜封装纳米化的植物类囊体,进而实现类囊体进入软骨细胞内,衰老细胞的合成代谢得到恢复,从而抑制细胞凋亡。下列叙述正确的是(　D　)
A.类囊体进入软骨细胞内,导致细胞的合成代谢减慢
B.衰老细胞所有酶的活性均下降,黑色素积累导致“老年斑”出现
C.细胞凋亡不受自身基因调控,不会出现在胚胎发育过程中
D.凋亡细胞没有内容物释放,不会出现炎症反应
解析:类囊体进入软骨细胞内,衰老细胞的合成代谢得到恢复,因此细胞的合成代谢加快,A错误;衰老细胞多种酶的活性下降,皮肤衰老细胞内色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递,会导致皮肤上出现“老年斑”,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,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程,C错误;在凋亡过程中细胞内容物并不释放到细胞外,不会影响其他细胞,因而不会引起炎症反应,D正确。
项目 实质 结果 遗传物质
细胞 分化 基因有选择地发挥作用 形成不同细胞、组织、器官 不变
细胞 衰老 内、外因素共同作用的结果 细胞正常死亡
细胞 凋亡 严格受基因调控的死亡 细胞正常死亡
细胞 坏死 由电、热、冷、机械等不利因素引起,不受基因控制 伤害周围细胞,引发炎症
细胞 癌变 在致癌因素影响下,原癌基因和抑癌基因发生突变 形成癌细胞 改变
相互 关系第三节　细胞凋亡是编程性死亡
素养测练
对点达标练
知识点1　衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.(宁波高二期末)正常的生理状态下,细胞代谢产生的自由基会攻击细胞内的DNA、蛋白质等物质,该过程持续不断地发生,不断地积累,最可能直接引起的细胞水平的变化是(　A　)
A.细胞衰老 B.细胞癌变
C.细胞坏死 D.细胞凋亡
解析:由题意可知,细胞代谢产生的自由基会攻击细胞内的DNA、蛋白质等物质,会直接引起细胞衰老,A符合题意。
2.人体衰老的过程也是组成人体的细胞普遍衰老的过程。下列关于细胞衰老特征的叙述,错误的是(　D　)
A.细胞膜流动性降低
B.细胞核体积增大
C.部分酶的活性降低
D.细胞体积增大
解析:细胞衰老时,细胞体积变小,D错误。
3.(衢州高一期末)“黑发不知勤学早,白首方悔读书迟”,衰老是生命的基本现象。“黑发”与酪氨酸酶有关,酪氨酸酶催化产生的黑色素传递给毛发的角质细胞,使毛发着色。下列相关叙述正确的是(　C　)
A.人体细胞的衰老造成了个体的衰老
B.人体衰老的红细胞中自由水的含量降低,细胞核体积增大
C.人随年龄的增长可能因缺乏黑色素而头发变白
D.人体细胞中线粒体体积随年龄增大而变小,呼吸速率变慢
解析:对于多细胞生物而言,细胞衰老不等于个体衰老,年轻人体内也会有衰老的细胞,A错误;成熟的红细胞没有细胞核,B错误;黑色素细胞衰老,使酪氨酸酶的活性下降,生成的黑色素减少,是白头发生成的根本原因,C正确;人体细胞中线粒体体积随年龄增大而变大,数目减少,呼吸速率变慢,D错误。
知识点2　衰老细胞的死亡受基因调控
4.下列现象中不会出现凋亡小体的是(　C　)
A.蝌蚪发育过程中尾和鳃的消失
B.植物胚发育过程中胚柄的退化
C.烫伤引发部分细胞病理性死亡
D.人胚胎发育过程中过量神经元的清除
解析:蝌蚪发育过程中尾和鳃的消失、植物胚发育过程中胚柄的退化、人胚胎发育过程中过量神经元的清除都属于细胞凋亡,均会出现凋亡小体,A、B、D不符合题意;烫伤引发部分细胞病理性死亡属于细胞坏死,不会出现凋亡小体,C符合题意。
5.2023年10月,某研究小组确定了癌细胞的“生死开关”——CD95受体上一个可导致细胞死亡的关键结构位点。研究发现,CD95受体的关键结构位点位于细胞膜外表面,当其被激活时,细胞就会释放出一个触发细胞编程性死亡的信号。下列说法正确的是(　B　)
A.该种细胞的死亡方式属于病理性坏死
B.该过程中细胞将产生许多凋亡小体
C.人体正常发育过程中不会发生类似的细胞死亡
D.激活CD95受体的药物需进入癌细胞才能发挥作用
解析:激活CD95受体的关键结构位点触发肿瘤细胞死亡是基因控制的细胞死亡,属于细胞凋亡,会产生凋亡小体,A错误,B正确;人体正常发育过程中会发生类似的细胞凋亡,有利于个体的发育,C错误;CD95受体的关键结构位点位于细胞膜外表面,所以激活CD95受体的药物不需进入癌细胞就能发挥作用,D错误。
6.下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是(　B　)
A.细胞分化的结果是产生了遗传物质不同的多种细胞
B.生物体中细胞的自然更新与细胞凋亡密切相关
C.衰老细胞内染色质收缩,但不影响DNA的复制
D.细胞衰老时,细胞膜通透性改变,使物质运输功能增强
解析:细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用,不同种细胞的遗传物质相同,A错误;细胞凋亡是细胞的编程性死亡,对于机体是有利的,生物体中细胞的自然更新与细胞凋亡密切相关,B正确;衰老细胞的染色质收缩影响解旋,进而影响DNA的复制,C错误;细胞衰老时,细胞膜通透性改变,使物质运输功能减弱,D错误。
7.(湖州高一期末)衰老和凋亡是生命的基本现象。下列关于细胞衰老与凋亡的叙述,错误的是(　C　)
A.细胞衰老的过程中,细胞核体积会增大
B.细胞衰老的过程中,蛋白质的合成能力下降
C.细胞凋亡只由基因控制而与环境无关
D.蝌蚪在发育过程中,尾的消失与细胞凋亡有关
解析:细胞衰老的过程中,细胞体积变小,但细胞核体积增大,A正确;细胞衰老的过程中,多种酶的活性降低,蛋白质的合成能力下降,B正确;细胞凋亡既由基因控制,又与环境有关,环境因素可能会诱导细胞凋亡,C错误;蝌蚪在发育过程中,尾的消失是由遗传机制决定的编程性死亡,是通过细胞凋亡实现的,D正确。
8.在细胞的衰老和凋亡过程中,细胞会发生一系列的变化。现将细胞衰老和细胞凋亡的内容进行比较和归纳,如下表所示。下列比较内容不正确的选项是(　B　)
选项 比较内容 细胞衰老 细胞凋亡
A DNA 功能被抑制 被有规律地降解
B 细胞膜 流动性增大,通透性变小 以出芽的方式形成凋亡小体
C 细胞质 色素积累,空泡形成,线粒体变大 胞质凝缩,细胞器完整
D 细胞核 体积变大,核膜内陷,染色质凝聚 染色质聚集、分块、位于核膜上
解析:细胞凋亡时,染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后细胞核断裂;细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;细胞衰老时,细胞内水分减少,新陈代谢速率减慢,细胞内大多数酶的活性降低,细胞质色素积累、空泡形成,线粒体体积变大,细胞核体积增大,细胞膜通透性下降,物质运输功能下降,流动性下降。综上所述,B错误。
综合提升练
9.细胞生命活动有关的叙述,错误的是(　C　)
A.癌细胞表面的粘连蛋白减少,使其容易在组织间转移
B.水稻和小麦的秸秆是中空的,这是通过细胞编程性死亡实现的
C.胚胎干细胞分化形成多种类型的细胞,是因为细胞的遗传物质产生了差异
D.在婴幼儿时期也存在细胞的衰老和凋亡
解析:细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用,细胞内的遗传物质不发生改变,
C错误。
10.(嘉兴高一期末)人体中不同细胞的寿命和分裂状况如下表。
细胞 种类 小肠上 皮细胞 心肌 细胞 平滑 肌细胞 红细胞 白细胞
寿命 1～2天 很长 很长 120天 5～7天
能否 分裂 能 不能 能 不能 大多数 不能
下列叙述正确的是(　C　)
A.细胞的寿命越短,分裂能力越强
B.细胞分化导致细胞的数目增加
C.细胞的寿命和分裂能力与其功能相适应
D.衰老的小肠上皮细胞的细胞体积变大,细胞核体积变小
解析:白细胞的寿命不长,但大多数不能分裂,A错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此细胞分化的结果使细胞的种类增多,但细胞的数目不变,B错误;细胞的结构决定了细胞的功能,故细胞的寿命和分裂能力与其承担的功能相适应,C正确;衰老的小肠上皮细胞的细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,细胞核体积变大,核膜内陷,染色质凝聚,D错误。
11.研究发现,当凋亡诱导因子与细胞膜的受体结合后,通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因,细胞凋亡的关键因子Dnase酶和Caspase酶被激活。Dnase酶能切割DNA形成DNA片段,Caspase酶能切割相关蛋白质形成不同长度的多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,进而凋亡小体被吞噬细胞吞噬清除。下列说法错误的是(　C　)
A.细胞凋亡受凋亡相关基因的调控
B.凋亡小体通过胞吞的方式进入吞噬细胞内
C.凋亡诱导因子与细胞膜的受体结合,体现了细胞膜具有一定的流动性
D.提高癌细胞中Dnase酶和Caspase酶的活性可为癌症治疗提供新思路
解析:细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,受凋亡相关基因的调控,A正确;凋亡小体通过胞吞的方式进入吞噬细胞内,体现了细胞膜具有一定的流动性,B正确;凋亡诱导因子与细胞膜的受体结合体现了细胞膜具有信息交流的功能,C错误;Dnase酶和Caspase酶可以使细胞凋亡,所以提高癌细胞中Dnase酶和Caspase酶的活性可为癌症治疗提供新思路,D正确。
12.(舟山高一期末)衰老细胞的凋亡是维持机体组织机能和形态所必需的。衰老细胞通过出芽的方式形成的许多凋亡小体可被邻近细胞吞噬、消化。下列叙述错误的是(　D　)
A.衰老细胞形成凋亡小体的过程体现了细胞膜的流动性
B.邻近细胞吞噬凋亡小体的过程需要细胞骨架参与
C.溶酶体与吞噬泡融合,降解吞噬泡内的凋亡小体
D.细胞凋亡会有内含物释放,引起炎症
解析:衰老细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体,体现了细胞膜的流动性,A正确;细胞骨架担负着维持细胞形态、组装细胞内部多种组件以及协调细胞运动等多种功能,邻近细胞吞噬凋亡小体的过程需要细胞骨架参与,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,溶酶体与吞噬泡融合,降解吞噬泡内的凋亡小体,C正确;细胞凋亡没有内含物释放,不会引起炎症,D错误。
13.(金华高一期末)人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞,需要调整其数量使之与受其支配的细胞(靶细胞)数量相适应,保证神经系统对生命活动的精确调节。神经细胞只有受到足够的由靶细胞产生的存活因子的刺激才能存活,否则会启动死亡程序,其过程如图所示。
下列叙述错误的是(　B　)
A.缺乏足够存活因子刺激导致部分神经细胞死亡,属于细胞凋亡
B.存活因子的存在是引起细胞死亡的原因
C.图中死亡的神经细胞不会引起炎症反应
D.胚胎发育过程中神经细胞的适度减少对个体的发育过程有利
解析:缺乏足够存活因子刺激导致部分神经细胞死亡,属于细胞凋亡,可以保证神经系统对生命活动的精确调节,A正确;没有接收到存活因子的神经细胞会启动凋亡程序,说明存活因子抑制凋亡程序的启动,B错误;图中死亡的神经细胞属于细胞凋亡,不会引起炎症反应,是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,C、D正确。
14.相关研究表明,蜂毒素可引起胃癌细胞凋亡。科研人员为进一步研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,进行了以下实验。请完善相关实验步骤并回答下列问题:
(1)实验步骤
①取4个相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液和　　　　　　　　。
②1号培养瓶为空白对照,向2～4号培养瓶中分别加入　 。
③培养48 h后,检测并统计　　　　　　　　　　　　　　　,结果如图所示。
图1
图2
(2)分析与讨论
①图1表明:
　。
②图1、图2表明:促进胃癌细胞凋亡的是　　　　,抑制胃癌细胞凋亡的是　 。
因此,从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡的原理是
　。
解析:(1)①本实验是研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,故应在各组中培养相同数量的胃癌细胞,具体操作为取4个相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液并接种等量的(离体)胃癌细胞。②图1所示自变量为蜂毒素浓度,由图中曲线可知,4组的蜂毒素浓度分别为0、2、4、6(单位是μg/mL),1号培养瓶为空白对照,故应向2～4号培养瓶中分别加入等量的2 μg/mL、4 μg/mL、6 μg/mL 蜂毒素溶液。③根据图1、图2的纵坐标可知,培养48小时之后,检测并统计胃癌细胞的凋亡率及BAX蛋白、Bcl2 蛋白的含量。(2)①由图1的横坐标与纵坐标的含义可知,蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,一定范围内随着蜂毒素浓度增大诱导效应增强。②图1、图2表明:蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,从分子水平上看,细胞凋亡过程中BAX蛋白增多,Bcl2蛋白减少。故推测促进胃癌细胞凋亡的是BAX蛋白,抑制胃癌细胞凋亡的是Bcl2蛋白。从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与BAX基因的表达增强和Bcl2 基因的表达减弱有关,即蜂毒素通过促进BAX基因的表达,抑制Bcl2基因的表达来促进细胞凋亡。
答案:(1)①等量的(离体)胃癌细胞　②等量2 μg/mL、4 μg/mL、6 μg/mL蜂毒素溶液
③胃癌细胞的凋亡率及BAX蛋白、Bcl2蛋白的含量
(2)①蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,一定范围内随蜂毒素浓度增大诱导效应增强
②BAX蛋白　Bcl2蛋白　蜂毒素能够促进BAX基因的表达,抑制Bcl2基因的表达
15.科学家利用细胞结构完全被破坏后的海拉细胞匀浆,研究了细胞色素c(线粒体中与需氧呼吸有关的一种蛋白质)和dATP(脱氧腺苷三磷酸)与细胞凋亡的关系,结果如图所示。请回答下列问题:
(1)据图可判断,　　　　　　　　　的存在能促进细胞凋亡,且当其他条件合适时,在一定浓度范围内,随着　　　　含量的增加,促细胞凋亡的效果增加。
(2)已知细胞色素c的功能是参与[H]和O2的结合,可判断细胞色素c分布于
　。
(3)细胞凋亡由于受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也称为　　　　　　。
解析:(1)分析柱形图可知,有dATP的实验组的促凋亡效果高于无dATP的对照组,细胞色素c浓度大于零的实验组的促凋亡效果高于细胞色素c浓度等于零的对照组,说明dATP和细胞色素c的存在均能促进细胞凋亡。当其他条件合适时,在一定浓度范围内,促细胞凋亡的效果随着细胞色素c含量的增加而增加。(2)发生在线粒体内膜上的需氧呼吸第三阶段,其过程是[H]和O2结合生成水,同时释放大量能量。若细胞色素c的功能是参与[H]和O2的结合,则可判断细胞色素c分布于线粒体内膜上。(3)细胞凋亡是受严格的遗传机制决定的程序性死亡,所以也称为编程性死亡。
答案:(1)dATP和细胞色素c　细胞色素c (2)线粒体内膜上　(3)编程性死亡　第三节　细胞凋亡是编程性死亡
　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。
　1.基于结构与功能观,分析衰老细胞的特征,认同细胞衰老是细胞正常的生命历程。
　2.基于实例的分析与整合,分析细胞凋亡的含义,并认同细胞凋亡是细胞正常的生命
历程。
一、衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.衰老的概念
衰老又称老化,通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退, 下降,趋向死亡的不可逆的现象。
2.细胞衰老的特征
(1)膜脂氧化导致 流动性降低。
(2)细胞质 积累、空泡形成。
(3)细胞核体积 ,染色加深, 内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解。
(4) 的功能受抑制,RNA含量降低。
(5)蛋白质 下降, 的活性降低。
(6)线粒体的 随年龄增大而减少, 则随年龄增大而变大。
(7)呼吸变 等。
3.衰老的原因
细胞衰老是各种细胞成分在受到 环境的损伤作用后,因缺乏完善的 ,使遗传物质的“差错” 所致。
4.引发细胞衰老的内、外因素
(1)“ ”长度。
(2)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。
二、衰老细胞的死亡受基因的调控
1.细胞凋亡概念
由 引发,严格受 调控的死亡,是细胞发育过程中的必然步骤。
2.细胞凋亡的特征
(1)染色质聚集、分块、位于 上。
(2) 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 。
(4) 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。
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。
(1)衰老细胞中各种酶的活性均显著降低。(　×　)
(2)对于多细胞生物来说,细胞的衰老就是个体的衰老。(　×　)
(3)植物胚在发育过程中,胚柄退化,胚体逐渐长大、发育,其中植物胚柄的退化属于衰老现象。(　×　)
(4)衰老细胞的染色质凝聚、碎裂、溶解,细胞核体积减小。(　×　)
(5)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,是受基因调控的死亡,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。(　√　)
(6)衰老、凋亡、癌变的细胞,形态和结构均发生显著的变化。(　√　)
(7)细胞凋亡时,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,凋亡小体会引起炎症。(　×　)
一、探究细胞衰老的特点
[典例1-1] 早衰综合征是一类遗传病,患者发生大面积细胞衰老,进而出现一系列早衰的特征。下列有关细胞衰老特征的叙述,错误的是(　D　)
A.细胞膜的物质交换能力下降
B.细胞内许多酶的活性下降
C.细胞质中色素积累
D.细胞核体积变小
D错误。
[典例1-2] 端粒是染色体两端特定序列的DNA 蛋白质复合体,端粒的DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤,使细胞衰老。下列叙述错误的是(　D　)
A.人体正常体细胞的分裂次数是有限的
B.端粒的DNA序列缩短到一定程度时,细胞可能会激活凋亡机制
C.无限增殖的癌细胞中可能存在延伸端粒DNA序列的机制
D.同一生物体内各种细胞中端粒的长度是相同的
运用结构与功能观分析衰老细胞的特征
二、综合比较细胞生命历程
[典例2](杭州高一期末)浙江某研究团队,用小鼠的软骨细胞膜封装纳米化的植物类囊体,进而实现类囊体进入软骨细胞内,衰老细胞的合成代谢得到恢复,从而抑制细胞凋亡。下列叙述正确的是(　D　)
A.类囊体进入软骨细胞内,导致细胞的合成代谢减慢
B.衰老细胞所有酶的活性均下降,黑色素积累导致“老年斑”出现
C.细胞凋亡不受自身基因调控,不会出现在胚胎发育过程中
D.凋亡细胞没有内容物释放,不会出现炎症反应
项目 实质 结果 遗传物质
细胞 分化 基因有选择地发挥作用 形成不同细胞、组织、器官 不变
细胞 衰老 内、外因素共同作用的结果 细胞正常死亡
细胞 凋亡 严格受基因调控的死亡 细胞正常死亡
细胞 坏死 由电、热、冷、机械等不利因素引起,不受基因控制 伤害周围细胞,引发炎症
细胞 癌变 在致癌因素影响下,原癌基因和抑癌基因发生突变 形成癌细胞 改变
相互 关系第三节　细胞凋亡是编程性死亡
素养测练
对点达标练
知识点1　衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.(宁波高二期末)正常的生理状态下,细胞代谢产生的自由基会攻击细胞内的DNA、蛋白质等物质,该过程持续不断地发生,不断地积累,最可能直接引起的细胞水平的变化是( )
A.细胞衰老 B.细胞癌变
C.细胞坏死 D.细胞凋亡
2.人体衰老的过程也是组成人体的细胞普遍衰老的过程。下列关于细胞衰老特征的叙述,错误的是( )
A.细胞膜流动性降低
B.细胞核体积增大
C.部分酶的活性降低
D.细胞体积增大
3.(衢州高一期末)“黑发不知勤学早,白首方悔读书迟”,衰老是生命的基本现象。“黑发”与酪氨酸酶有关,酪氨酸酶催化产生的黑色素传递给毛发的角质细胞,使毛发着色。下列相关叙述正确的是( )
A.人体细胞的衰老造成了个体的衰老
B.人体衰老的红细胞中自由水的含量降低,细胞核体积增大
C.人随年龄的增长可能因缺乏黑色素而头发变白
D.人体细胞中线粒体体积随年龄增大而变小,呼吸速率变慢
知识点2　衰老细胞的死亡受基因调控
4.下列现象中不会出现凋亡小体的是( )
A.蝌蚪发育过程中尾和鳃的消失
B.植物胚发育过程中胚柄的退化
C.烫伤引发部分细胞病理性死亡
D.人胚胎发育过程中过量神经元的清除
5.2023年10月,某研究小组确定了癌细胞的“生死开关”——CD95受体上一个可导致细胞死亡的关键结构位点。研究发现,CD95受体的关键结构位点位于细胞膜外表面,当其被激活时,细胞就会释放出一个触发细胞编程性死亡的信号。下列说法正确的是( )
A.该种细胞的死亡方式属于病理性坏死
B.该过程中细胞将产生许多凋亡小体
C.人体正常发育过程中不会发生类似的细胞死亡
D.激活CD95受体的药物需进入癌细胞才能发挥作用
6.下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.细胞分化的结果是产生了遗传物质不同的多种细胞
B.生物体中细胞的自然更新与细胞凋亡密切相关
C.衰老细胞内染色质收缩,但不影响DNA的复制
D.细胞衰老时,细胞膜通透性改变,使物质运输功能增强
7.(湖州高一期末)衰老和凋亡是生命的基本现象。下列关于细胞衰老与凋亡的叙述,错误的是( )
A.细胞衰老的过程中,细胞核体积会增大
B.细胞衰老的过程中,蛋白质的合成能力下降
C.细胞凋亡只由基因控制而与环境无关
D.蝌蚪在发育过程中,尾的消失与细胞凋亡有关
8.在细胞的衰老和凋亡过程中,细胞会发生一系列的变化。现将细胞衰老和细胞凋亡的内容进行比较和归纳,如下表所示。下列比较内容不正确的选项是( )
选项 比较内容 细胞衰老 细胞凋亡
A DNA 功能被抑制 被有规律地降解
B 细胞膜 流动性增大,通透性变小 以出芽的方式形成凋亡小体
C 细胞质 色素积累,空泡形成,线粒体变大 胞质凝缩,细胞器完整
D 细胞核 体积变大,核膜内陷,染色质凝聚 染色质聚集、分块、位于核膜上
综合提升练
9.细胞生命活动有关的叙述,错误的是( )
A.癌细胞表面的粘连蛋白减少,使其容易在组织间转移
B.水稻和小麦的秸秆是中空的,这是通过细胞编程性死亡实现的
C.胚胎干细胞分化形成多种类型的细胞,是因为细胞的遗传物质产生了差异
D.在婴幼儿时期也存在细胞的衰老和凋亡
C错误。
10.(嘉兴高一期末)人体中不同细胞的寿命和分裂状况如下表。
细胞 种类 小肠上 皮细胞 心肌 细胞 平滑 肌细胞 红细胞 白细胞
寿命 1～2天 很长 很长 120天 5～7天
能否 分裂 能 不能 能 不能 大多数 不能
下列叙述正确的是( )
A.细胞的寿命越短,分裂能力越强
B.细胞分化导致细胞的数目增加
C.细胞的寿命和分裂能力与其功能相适应
D.衰老的小肠上皮细胞的细胞体积变大,细胞核体积变小
11.研究发现,当凋亡诱导因子与细胞膜的受体结合后,通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因,细胞凋亡的关键因子Dnase酶和Caspase酶被激活。Dnase酶能切割DNA形成DNA片段,Caspase酶能切割相关蛋白质形成不同长度的多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,进而凋亡小体被吞噬细胞吞噬清除。下列说法错误的是( )
A.细胞凋亡受凋亡相关基因的调控
B.凋亡小体通过胞吞的方式进入吞噬细胞内
C.凋亡诱导因子与细胞膜的受体结合,体现了细胞膜具有一定的流动性
D.提高癌细胞中Dnase酶和Caspase酶的活性可为癌症治疗提供新思路
12.(舟山高一期末)衰老细胞的凋亡是维持机体组织机能和形态所必需的。衰老细胞通过出芽的方式形成的许多凋亡小体可被邻近细胞吞噬、消化。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞形成凋亡小体的过程体现了细胞膜的流动性
B.邻近细胞吞噬凋亡小体的过程需要细胞骨架参与
C.溶酶体与吞噬泡融合,降解吞噬泡内的凋亡小体
D.细胞凋亡会有内含物释放,引起炎症
13.(金华高一期末)人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞,需要调整其数量使之与受其支配的细胞(靶细胞)数量相适应,保证神经系统对生命活动的精确调节。神经细胞只有受到足够的由靶细胞产生的存活因子的刺激才能存活,否则会启动死亡程序,其过程如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.缺乏足够存活因子刺激导致部分神经细胞死亡,属于细胞凋亡
B.存活因子的存在是引起细胞死亡的原因
C.图中死亡的神经细胞不会引起炎症反应
D.胚胎发育过程中神经细胞的适度减少对个体的发育过程有利
14.相关研究表明,蜂毒素可引起胃癌细胞凋亡。科研人员为进一步研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,进行了以下实验。请完善相关实验步骤并回答下列问题:
(1)实验步骤
①取4个相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液和　　　　　　　　。
②1号培养瓶为空白对照,向2～4号培养瓶中分别加入　 。
③培养48 h后,检测并统计　　　　　　　　　　　　　　　,结果如图所示。
图1
图2
(2)分析与讨论
①图1表明:
　。
②图1、图2表明:促进胃癌细胞凋亡的是　　　　,抑制胃癌细胞凋亡的是　 。
因此,从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡的原理是
　。
15.科学家利用细胞结构完全被破坏后的海拉细胞匀浆,研究了细胞色素c(线粒体中与需氧呼吸有关的一种蛋白质)和dATP(脱氧腺苷三磷酸)与细胞凋亡的关系,结果如图所示。请回答下列问题:
(1)据图可判断,　　　　　　　　　的存在能促进细胞凋亡,且当其他条件合适时,在一定浓度范围内,随着　　　　含量的增加,促细胞凋亡的效果增加。
(2)已知细胞色素c的功能是参与[H]和O2的结合,可判断细胞色素c分布于
　。
(3)细胞凋亡由于受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也称为　　　　　　。(共20张PPT)
第四章细胞的生命历程
第三节
细胞凋亡是编程性死亡
课程标准
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。
素养定位
1.基于结构与功能观，分析衰老细胞的特征，认同细胞衰老是细胞正常的
生命历程。
2.基于实例的分析与整合，分析细胞凋亡的含义，并认同细胞凋亡是细胞
正常的生命历程。
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一、衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.衰老的概念
衰老又称老化，通常指生物个体发育成熟后，随着年龄的增加，机能减退，
______________下降，趋向死亡的不可逆的现象。
2.细胞衰老的特征
（1）膜脂氧化导致________流动性降低。
（2）细胞质______积累、空泡形成。
（3）细胞核体积______，染色加深，______内陷，染色质凝聚、碎裂、溶解。
（4）______的功能受抑制， 含量降低。
（5）蛋白质______下降，____的活性降低。
（6）线粒体的______随年龄增大而减少，______则随年龄增大而变大。
（7）呼吸变____等。
内环境稳定性
细胞膜
色素
增大
核膜
合成
酶
数量
体积
慢
3.衰老的原因
细胞衰老是各种细胞成分在受到________环境的损伤作用后，因缺乏完善
的______，使遗传物质的“差错”______所致。
4.引发细胞衰老的内、外因素
（1）“__________”长度。
（2）衰老相关基因的______。
（3）细胞代谢产物______。
（4）________攻击生物体内的 、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
修复
积累
端粒
活化
积累
自由基
自我修复
二、衰老细胞的死亡受基因的调控
1.细胞凋亡概念
由__________引发，严格受______调控的死亡，是细胞发育过程中的必然
步骤。
2.细胞凋亡的特征
（1）染色质聚集、分块、位于______上。
（2）______凝缩。
（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）__________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。
某种基因
基因
核膜
胞质
凋亡小体
凋亡小体
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。
尾和鳃
胚柄
思维点拨
（1）衰老细胞中各种酶的活性均显著降低。( )
×
提示：细胞衰老过程中大部分酶的活性降低，少部分酶的活性增强，如促
进衰老的酶。
（2）对于多细胞生物来说，细胞的衰老就是个体的衰老。( )
×
提示：单细胞生物的细胞衰老与个体衰老同步；多细胞生物的细胞衰老与
个体衰老不同步，但当个体衰老时，大部分细胞处于衰老状态。
（3）植物胚在发育过程中，胚柄退化，胚体逐渐长大、发育，其中植物
胚柄的退化属于衰老现象。( )
×
提示：植物胚在发育过程中，胚柄退化，胚体逐渐长大、发育，其中植物
胚柄的退化属于细胞凋亡现象。
（4）衰老细胞的染色质凝聚、碎裂、溶解，细胞核体积减小。( )
×
提示：衰老细胞的细胞核体积变大。
（5）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，是
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。( )
√
（6）衰老、凋亡、癌变的细胞，形态和结构均发生显著的变化。( )
√
（7）细胞凋亡时， 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，凋亡小体会引起炎症。( )
×
提示：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。
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一、探究细胞衰老的特点
［典例1-1］ 早衰综合征是一类遗传病，患者发生大面积细胞衰老,进而出
现一系列早衰的特征。下列有关细胞衰老特征的叙述，错误的是( )
D
A.细胞膜的物质交换能力下降 B.细胞内许多酶的活性下降
C.细胞质中色素积累 D.细胞核体积变小
解析：衰老细胞细胞膜流动性降低，使物质交换能力下降，A正确；衰老
细胞的细胞内许多酶的活性下降，B正确；衰老细胞内的细胞质中色素积
累，C正确；衰老细胞的细胞核体积变大，D错误。
［典例1-2］ 端粒是染色体两端特定序列的 蛋白质复合体，端粒的
序列在每次细胞分裂后都会缩短一截，当短到一定程度时，端粒内侧
正常基因的 序列会受到损伤，使细胞衰老。下列叙述错误的是
( )
D
A.人体正常体细胞的分裂次数是有限的
B.端粒的 序列缩短到一定程度时，细胞可能会激活凋亡机制
C.无限增殖的癌细胞中可能存在延伸端粒 序列的机制
D.同一生物体内各种细胞中端粒的长度是相同的
解析：根据端粒学说可知，人体正常体细胞的分裂次数是有限的，A正确；
由题干信息“端粒的 序列在每次细胞分裂后都会缩短一截，当短到一
定程度时，端粒内侧正常基因的 序列会受到损伤，使细胞衰老”可知，
端粒缩短，细胞可能会激活凋亡机制，B正确；由以上分析可知，无限增
殖的癌细胞中可能存在延伸端粒 序列的机制，C正确；由题干信息可
知，同一生物体内各种细胞中端粒的长度不一定相同，D错误。
拓展提升
运用结构与功能观分析衰老细胞的特征
二、综合比较细胞生命历程
［典例2］ （杭州高一期末）浙江某研究团队，用小鼠的软骨细胞膜封装
纳米化的植物类囊体，进而实现类囊体进入软骨细胞内，衰老细胞的合成
代谢得到恢复，从而抑制细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
D
A.类囊体进入软骨细胞内，导致细胞的合成代谢减慢
B.衰老细胞所有酶的活性均下降，黑色素积累导致“老年斑”出现
C.细胞凋亡不受自身基因调控，不会出现在胚胎发育过程中
D.凋亡细胞没有内容物释放，不会出现炎症反应
解析：类囊体进入软骨细胞内，衰老细胞的合成代谢得到恢复，因此细胞
的合成代谢加快，A错误；衰老细胞多种酶的活性下降，皮肤衰老细胞内
色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递，会导致皮肤上出现“老年
斑”，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，对
生物体是有利的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程，C错误；在凋亡过
程中细胞内容物并不释放到细胞外，不会影响其他细胞，因而不会引起炎
症反应，D正确。
拓展提升
项目 实质 结果 遗传物质
细胞分化 基因有选择地发挥作用 形成不同细胞、组 织、器官 不变
细胞衰老 内、外因素共同作用的结果 细胞正常死亡
细胞凋亡 严格受基因调控的死亡 细胞正常死亡
细胞坏死 由电、热、冷、机械等不利 因素引起,不受基因控制 伤害周围细胞,引发 炎症
细胞癌变 在致癌因素影响下,原癌基因 和抑癌基因发生突变 形成癌细胞 改变
项目 实质 结果 遗传物质
相互关系 _______________________________________________________________________________________________________________________
续表

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