【新教材】高中生物人教版必修1课件第6章第3节细胞的衰老和死亡

第3节细胞的衰老和死亡问题一:细胞衰老有哪些特征?细胞为什么会衰老?必备知识自查2.细胞衰老的原因:(1)自由基学说。①自由基:异常活泼的带电分子或基团。②对细胞衰老的解释:自由基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。两端DNA—蛋白质复合体每次细胞分裂正常基因的DNA序列3.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_______。(2)多细胞生物。①体内的细胞总是在不断_____,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_______________________的过程。一致的更新组成个体的细胞普遍衰老【思维启迪】从细胞水平解释老年人心脏为什么没有年轻人的心脏收缩有力?老年人骨折后为什么比年轻人恢复慢?提示:老年人的细胞普遍衰老,衰老细胞的细胞膜通透性改变,物质运输功能降低,细胞呼吸速率减慢;老年人骨折后由于成骨细胞衰老,细胞代谢减慢,影响细胞的生长。问题二:细胞死亡的方式有哪些?细胞死亡对个体发育和细胞更新有何意义?1.细胞凋亡:(1)含义:由_____所决定的细胞_________生命的过程。(2)类型:①生长发育过程中细胞的死亡。②细胞的_________。③_____________的细胞的清除。(3)意义:①完成正常的_____。②维持_________的稳定。③抵御_____________的干扰。基因自动结束自然更新被病原体感染发育内部环境外界各种因素2.细胞坏死:在种种不利因素影响下,由细胞_________活动受损或中断引起的________________。正常代谢细胞损伤和死亡探究点一细胞的衰老【实验情境】科学家为了进一步探究细胞衰老的影响因素,进行了如下实验。①分别在相同的条件下,体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果见下表:关键能力生成细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202~4②分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养,结果见下图。③将年轻人体细胞去核后与老年人细胞核融合;将老年人体细胞去核后与年轻人的细胞核融合,分别在体外培养,结果前者不分裂,后者分裂旺盛。分析以上实验,探究下列问题。1.细胞衰老与个体衰老的关系(生命观念、科学思维、科学探究):(1)通过分析实验数据,写出通过实验①②得出的结论。实验①现象:胎儿的肺成纤维细胞增殖代数最多,老年人的肺成纤维细胞增殖代数最少。推测结论:_______________________________________。实验②现象:细胞分裂次数与具体物种的特异性有关,一般来说,寿命越长的物种的体细胞分裂的最高次数越高。推测结论:___________________________________。(2)从图中看,影响细胞衰老的内在因素有哪些?提示:生物的物种、年龄等。细胞分裂能力随着生物体年龄的增大而减弱细胞分裂次数与生物寿命一般呈正相关2.细胞衰老的机理(生命观念、科学思维、科学探究):通过分析实验结果,写出通过实验③得出的结论。提示:细胞核是决定细胞衰老的重要因素。【探究总结】1.人体衰老与细胞衰老的对应关系: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,体积减小头发变白细胞内的酶活性降低老年斑细胞内色素的累积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.巧记细胞衰老的特征:【典题训练】1.根据现有的细胞衰老理论,在延缓皮肤衰老方面切实可行的措施是(

)A.防晒,减少紫外线伤害B.减少营养物质摄入,抑制细胞分裂C.减少运动,降低有氧代谢强度D.口服多种酶,提高细胞代谢水平【解析】选A。防晒,减少紫外线伤害皮肤,可以延缓皮肤衰老,A正确;减少营养物质摄入,抑制细胞分裂,可能会加速皮肤衰老,B错误;减少运动,降低有氧代谢强度,不能有效延缓皮肤衰老,C错误;口服多种酶,会通过消化道消化,起不到提高细胞代谢水平的作用,D错误。2.关于细胞衰老与个体衰老的关系,下列说法正确的是 (

)A.细胞的衰老就是个体的衰老B.衰老的生物体内,细胞都处于衰老状态C.年幼的生物体内,没有衰老细胞D.从总体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程【解析】选D。根据生物种类的不同作出不同的分析。对于单细胞生物来说,细胞的衰老就是个体的衰老,但对多细胞生物来说,细胞衰老与个体衰老并不是一回事。多细胞生物体其内细胞总是在不断更新着,衰老生物体内也有幼嫩细胞,年幼的生物体内也有衰老细胞。从总体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。探究点二细胞的死亡【图表情境】如图是胎儿手的发育过程示意图。请据图探究下列问题。1.细胞凋亡(生命观念、科学思维):(1)从细胞结构角度看,细胞凋亡与哪种细胞器有关?它是如何发挥作用的?提示:溶酶体。溶酶体内有多种水解酶,可以分解衰老、损伤的细胞器。(2)在胎儿手的发育过程中,细胞凋亡发生明显的部位是哪里?并请解释并指症(如食指和中指不分离)现象。提示:是手指。食指和中指间的细胞没有发生凋亡。2.细胞凋亡和坏死的区别(生命观念、科学思维):如果在胎儿发育过程中,被艾滋病病毒感染,会导致细胞死亡,请问:这类死亡属于细胞凋亡吗?两者在机理上有什么不同?提示:不属于,属于细胞坏死。细胞坏死是外因导致的细胞代谢终止,细胞凋亡是细胞自发的在遗传物质控制下的程序性死亡。【探究总结】细胞凋亡与细胞坏死的区别过程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受电、热、冷、机械等不利因素影响过程细胞凋亡细胞坏死现象①细胞分为多个凋亡小体胞浆外溢②细胞变圆,与周围的细胞脱离开细胞外形不规则变化③细胞膜内陷细胞膜破坏结果被周围细胞吞噬引起周围炎症反应【典题训练】1.细胞凋亡是细胞程序性死亡,是一种正常的生命现象。下列现象中属于细胞凋亡的是 (

)A.噬菌体裂解细菌的过程B.因创伤引起的细胞坏死C.造血干细胞产生红细胞的过程D.蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡【解析】选D。噬菌体裂解细菌,细菌是被外界物质消灭且是非主动死亡,不属于细胞凋亡。因创伤引起的细胞坏死不是由基因决定的,不属于细胞凋亡。造血干细胞产生红细胞是细胞分化,不属于细胞凋亡。细胞凋亡是生物体发育过程中普遍存在的,是一种由基因决定的细胞主动地有序的死亡方式,蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡属于细胞凋亡,故选D。

【规律方法】“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死2.大蒜素可以使人骨瘤细胞的细胞周期停滞和诱导细胞凋亡,从而抑制瘤细胞增殖,达到抗癌的效果。下列相关说法错误的是 (

)A.人骨瘤细胞在分裂间期进行中心体复制B.瘤细胞产生的原因是细胞增殖分化异常C.大蒜素诱导细胞凋亡与细胞膜结构有关D.细胞凋亡对人体健康是有利的【解析】选B。人骨瘤细胞属于动物细胞,在分裂间期会进行中心体的复制,A项正确;瘤细胞产生的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,B项错误;细胞凋亡是相关基因选择性表达的结果,该过程中形成具膜的凋亡小体,体现了膜的流动性,与细胞膜结构有关,C项正确;细胞凋亡对于人体完成发育、维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰起着非常重要的作用,D项正确。

【补偿训练】

美国的研究人员鉴别出一组非肽类Caspase抑制剂及其分子作用机制,并证实它们能够抑制细胞凋亡过程中信号的传递。下列相关叙述不正确的是(

)

A.细胞凋亡过程中的信号传递与细胞膜表面的某种蛋白质有关

B.细胞凋亡是由基因控制的细胞自主有序的死亡

C.Caspase抑制剂在核糖体上合成

D.细胞的增殖和凋亡失控都会导致许多疾病的发生【解析】选C。细胞间的信号传递与细胞膜表面的糖蛋白有关,A正确;细胞凋亡是由基因控制的细胞自主有序的死亡,是机体正常的生理反应,B正确;题干已强调Caspase是非肽类抑制剂,因此Caspase抑制剂不可能在核糖体上合成,C错误;细胞的增殖失控会导致疾病的发生,如癌症,细胞凋亡失控也会导致疾病的发生,如人类的并指,D正确。1.【科技情境】科学研究发现:细胞衰老可能与端粒截短有关。每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,即端粒。人体细胞分裂的次数与特异性染色体端粒的长短有关。随着每一次分裂,端粒的长度都要缩短一些,一旦达到“关键长度”,细胞增殖就结束。然而,人的骨髓细胞和癌细胞,在端粒酶的作用下,会伸长已缩短的染色体末端。因此,这些染色体就不会达到“关键长度”,细胞就能持续增殖。情境素养探究探究:(1)请结合材料分析端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系,并提出延缓细胞衰老的方法。提示:关系:端粒酶可使端粒伸长,端粒伸长有利于细胞分裂。方法:保持端粒酶的活性。(开放式答题,合理即可。)(2)癌症发病的原因是原癌基因在致癌因子的作用下转变为癌基因。请结合端粒的有关知识,分析癌基因使细胞无限增殖的可能途径。如果你是医生,是否可以提出治疗癌症的方案?提示:①癌细胞能合成端粒酶,端粒酶使已缩短的染色体末端伸长(即修复端粒),从而使染色体不会达到“关键长度”,细胞就能持续增殖。②用药物抑制端粒酶的活性,或者关闭端粒酶基因。2.【图表情境】如图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中,长出的尾巴又逐渐消失,请分析下列问题:探究:(1)蝌蚪尾巴的消失与哪种细胞器有直接关系?为什么?提示:溶酶体,溶酶体内有多种水解酶,能够使自动死亡的细胞发生分解。(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后,尾部溃烂消失,这与上述现象相同吗?提示:这是细胞坏死,与细胞凋亡不同。1.器官的形成、细胞的更新、病原体的清除等都与细胞凋亡有关。下列关于细胞凋亡的各项叙述中正确的是

。

①细胞凋亡是生物体正常发育的基础②细胞凋亡是机体的自我保护机制③细胞凋亡是细胞在各种不利因素影响下细胞的死亡④细胞凋亡是由细胞内的遗传物质所控制的⑤细胞死亡是细胞凋亡的同义词⑥在成熟的生物体中,细胞的自然更新也是通过细胞凋亡完成的课堂素养达标【解析】生物体各种器官的形成以及细胞的更新都离不开细胞凋亡。通过细胞凋亡,生物体可以清除侵入体内的病原体,更新或修复受伤组织等,这些都是机体的自我保护。细胞凋亡是细胞自主死亡,受遗传物质控制,不利因素影响下的死亡叫细胞坏死。答案:①②④⑥2.出现老年斑是细胞衰老的表现。下列关于衰老的相关叙述,错误的是(

)A.衰老细胞中,多种酶的活性降低,色素积累,呼吸速率减慢B.细胞代谢产生的自由基,会攻击DNA和蛋白质分子等,致使细胞衰老C.衰老细胞的体积减小,从而使细胞的相对表面积增大,物质运输功能增强D.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【解析】选C。细胞衰老的特征是细胞内水分减少,结果使细胞皱缩,体积变小,细胞内多种酶的活性降低,细胞新陈代谢速率减慢,细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累,A正确;自由基学说认为,细胞代谢产生的自由基攻击DNA和蛋白质,使细胞衰老,B正确;衰老的细胞细胞膜通透性改变,物质运输功能降低,C错误;每天都有细胞的衰老死亡,但细胞衰老,个体不一定衰老,个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程,D正确。3.下列关于人体细胞的叙述,错误的是 (

)A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除D.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的

【解题指南】(1)抓准题眼:“人体细胞”。

(2)扫清障碍:细胞衰老的特征、过程及机制。【解析】选D。本题主要考查细胞衰老的特点。A项,人的正常体细胞的分裂次数是有限的,细胞会随着分裂次数的增加而逐渐衰老,故正确。B项,自由基产生后,攻击蛋白质,可以使蛋白质活性下降,引起细胞衰老,故正确。C项,溶酶体中含有酸性水解酶,可以分解清除衰老的细胞器,故正确。D项,细胞衰老的特征之一是细胞内水分减少,细胞新陈代谢速率减慢,故错误。4.下列各项中不属于细胞凋亡的是(

)A.皮肤和消化道上皮每天都会有大量细胞死亡脱落B.人的红细胞在经历120天左右的寿命后死亡C.蝌蚪变态发育过程中尾部消失D.骨折时造成的细胞死亡【解析】选D。皮肤和消化道上皮每天都会有大量细胞死亡脱落,是正常死亡,属于细胞凋亡,A不符合题意;人的红细胞成熟后细胞核消失,在经历120天左右的寿命后死亡,属于细胞凋亡,B不符合题意;蝌蚪变态发育过程中尾部消失,是受遗传物质控制的正常死亡,属于细胞凋亡,C不符合题意;骨折是外界因素引起的细胞死亡,不是在遗传机制的控制下自动结束生命的过程,属于细胞坏死,D符合题意。5.细胞的死亡包括细胞坏死和细胞凋亡。下列关于细胞坏死和细胞凋亡的叙述中,正确的是 (

)A.细胞坏死是慢性的B.细胞坏死是由基因调控的C.细胞凋亡多由外界因素引起D.细胞凋亡是生物个体发育所必需的【解析】选D。细胞坏死的快慢与致死因子有关,不一定都是慢性的,A错误;细胞坏死是病理性的,是外界因素引起的,而不是由基因调控的,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,受到外界因素的影响,而不是由外界环境引起的,C错误;细胞凋亡是生物个体发育所必需的,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,D正确。

【补偿训练】

如图表示细胞内发生的一系列重要生命活动,请根据图回答问题:(1)该图可以用来表示下列

(填写序号)生物细胞的重要生命活动。

①噬菌体②酵母菌③乳酸菌④变形虫

⑤海带⑥蚯蚓⑦玉米⑧蘑菇

(2)在A、B、C、D四项生命活动中,人在幼年时期能够发生的是

,对于人体有积极意义的是

。(填写字母序号)

(3)B过程的结果,导致细胞在

等方面发生了改变,但是细胞中的遗传物质

(填“发生”或“未发生”)改变。【解析】(1)图中表示的是细胞分裂、分化、衰老、凋亡的过程,在图中有染色体的变化,而染色体只存在于真核细胞中,②④为单细胞生物,无细胞分化,故选⑤⑥⑦⑧。(2)人在幼年时期,细胞增殖、分化、衰老、凋亡等过程都会发生,这四项生命活动对于人体都有积极意义。(3)细胞分化使细胞的形态、结构和生理功能等方面发生改变,但是遗传物质未发生变化。答案:(1)⑤⑥⑦⑧

(2)A、B、C、D

A、B、C、D

(3)形态、结构和生理功能未发生

【新高考·新风向】6.食管癌居我国恶性肿瘤死亡率的第4位,其发生原因与组蛋白甲基化转移酶G9a的合成失调或功能紊乱有关。科学家体外培养人食管癌细胞,以研究化学药剂BIX对癌细胞凋亡的影响和相关机理。请回答问题:(1)细胞凋亡是由

决定的细胞自动结束生命的过程。

(2)将食管癌细胞培养于完全培养液中作为对照组,实验组分别加入含不同浓度BIX的完全培养液。培养24小时,计算癌细胞的存活率和半数抑制浓度(存活一半细胞所