《细胞的衰老和死亡》课件

第3节细胞的衰老和死亡第6章内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标1.通过识图观察和资料阅读分析,理解细胞衰老的可能机制,认同细胞衰老是一种自然的生理过程。2.以结构与功能观为指导,从分子和细胞水平解释老年人出现与衰老有关外貌特征和生理变化的原因,讨论可能的解决方法以及自身力所能及的实际行动,形成关爱老年人的情感和社会责任意识。3.通过观察图片和阅读资料,比较细胞凋亡和坏死两种细胞死亡方式的区别。理解细胞凋亡是一种由基因严格控制的自然生理过程。探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系。课前篇自主预习一、细胞衰老1.细胞衰老的特征(1)代谢的变化(2)细胞核的变化

2.细胞衰老的原因目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。3.细胞衰老和个体衰老的关系

【微思考】

“君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”老年人为什么大多头发花白,出现“老年斑”?答案

衰老细胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,故头发变白;衰老细胞细胞膜通透性改变,色素积累,出现“老年斑”。预习反馈1.判断正误。(1)对于变形虫而言,细胞的衰老就等于个体的衰老。(√)(2)细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(

×

)(3)个体衰老时,体内的细胞都处于衰老状态。(

×

)(4)幼年个体体内无衰老细胞。(

×

)(5)一条染色体有一个端粒。(

×

)2.连线。

二、细胞的死亡1.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.细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。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。4.细胞自噬是指在一定条件下,细胞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。预习反馈1.判断正误。(1)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。(

×

)(2)细胞坏死会引起细胞代谢活动受损或中断。(√)(3)细胞凋亡是由基因调控的。(√)(4)细胞凋亡和细胞坏死对生物体都是不利的。(

×

)2.下列属于细胞凋亡的是

,属于细胞坏死的是

。

①手指发育过程中,指间细胞的自动死亡②红细胞寿命只有120

d左右,红细胞的自我更新③被病原体感染的细胞被清除④被浓硫酸烧伤导致一些细胞死亡答案

①②③

④课堂篇探究学习探究点一细胞衰老资料1

1961年,美国科学家海弗利克等进行了在离体条件下单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞的实验,培养的细胞出现了明显的衰老和死亡现象,实验结果如下表:细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202~4资料2

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,这些细胞就能快速地进行细胞分裂而染色体不会达到“关键长度”,细胞就持续增殖。细胞衰老可能是在端粒DNA序列“截短”后,端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。1.通过资料1可得出什么结论?答案

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,说明细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱。2.请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系。答案

端粒的长短与人体细胞分裂次数相关,细胞分裂次数越多,端粒越短;癌细胞和骨髓细胞中,端粒酶的作用可使染色体上的端粒修复延长。3.关于解释细胞衰老机制的理论,除了端粒学说外,还有哪些学说?请举例说明。答案

目前为大家普遍接受的还有自由基学说。【归纳提升】1.分子组成的变化及对结构和功能的影响(1)自由水减少→新陈代谢速率减慢→细胞体积变小。(2)酶的活性降低→细胞内的呼吸等代谢速率降低。(3)色素积累→形成“老年斑”,并阻碍细胞内物质交流。2.细胞结构的变化及对功能的影响(1)细胞膜的成分变化→通透性变化,降低物质运输的能力。(2)细胞核变大→为了维持对细胞的控制。3.细胞衰老的原因(1)自由基学说。(2)端粒学说。方法技巧

简化记忆细胞衰老的特征

【探究应用】1.下列各项不属于细胞衰老特征的是(

)A.细胞内水分减少B.细胞呼吸速率减慢C.细胞内色素积累较多D.细胞膜通透性不变,物质运输功能增强答案

D解析

细胞衰老时细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。2.许多研究表明,低卡路里饮食会缓解灵长类动物和小鼠衰老的进程,因为低卡路里饮食能“保持干细胞的节律年轻”,从而防止生理衰老。下列关于人体中细胞衰老的叙述,错误的是(

)A.衰老的细胞自由水含量增加B.衰老个体内的干细胞分裂的速度可能会变缓C.细胞的衰老和个体衰老不同步,但衰老个体中的细胞普遍衰老D.衰老细胞的细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低答案

A3.下列关于衰老的叙述,错误的是(

)A.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B.细胞代谢产生的自由基,会攻击蛋白质分子,致使细胞衰老C.衰老细胞的水分减少,多种酶的活性降低,色素积累D.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

D解析

对于多细胞生物而言,个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程,A项正确;自由基学说认为,细胞产生的自由基攻击蛋白质,使细胞衰老,B项正确;衰老细胞的特征是细胞内水分减少,细胞萎缩,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累积,C项正确;衰老细胞的细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低,D项错误。探究点二细胞的死亡下图为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。

1.结合图解说明,为什么细胞凋亡是一种程序性死亡?答案

凋亡信号激活凋亡相关基因,相关基因表达后执行凋亡过程,说明细胞凋亡是由基因决定的,受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。2.②过程中凋亡细胞被吞噬细胞清除,此过程需要哪种细胞器发挥作用?答案

溶酶体。3.遇到不利因素,细胞可能发生坏死,请比较细胞凋亡和坏死的区别。答案

细胞凋亡和细胞坏死的区别项目细胞凋亡细胞坏死起因正常生理性变化病理性变化或剧烈损伤调节过程受基因调控(主动性死亡)不受基因控制(被动进行)影响因素由遗传机制决定的程序性死亡受多种不利因素的影响对机体的影响对机体有利对机体有害4.强烈的细胞自噬也可能诱导细胞凋亡。请举例说明在什么情况下会发生细胞自噬。答案

(1)细胞营养缺乏时,通过自噬可以获得维持生存必需的物质和能量。(2)细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过自噬进行清除,可以维持细胞内部环境的稳定。【归纳提升】1.细胞凋亡定义由基因决定的细胞自动结束生命的过程机制遗传机制决定的程序性调控类型①细胞正常的自然更新②清除被病原体感染的细胞③正常发育过程中的程序性死亡意义①保证多细胞生物体完成正常发育②维持内部环境的稳定③抵御外界各种因素的干扰2.细胞自噬的意义(1)营养缺乏时,通过自噬可以获得维持生存必需的物质和能量。(2)及时清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,可以维持细胞内部环境的稳定。方法技巧

“两看法”判断细胞凋亡和细胞坏死

【探究应用】1.细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是(

)A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死答案

B解析

细胞凋亡是由基因决定的,在正在发育及发育成熟的人体中都有凋亡的细胞。胎儿手的发育过程中,五个手指最初是愈合在一起的,后来随着指间的细胞自动死亡,才发育为成形的手指,A项错误。在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除都是通过细胞凋亡完成的,B项正确,C项错误。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,作为细胞自然生理过程的细胞凋亡不属于细胞坏死,D项错误。2.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述,不正确的是(

)A.细胞凋亡是一种自然的生理过程B.细胞坏死是一种病理性变化C.蝌蚪尾巴的消失是由基因决定的细胞自动结束生命的过程D.被病原体感染的细胞是通过细胞坏死来清除的答案

D解析

细胞凋亡是一种由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也常被称为细胞程序性死亡,是一种自然现象,A项正确;细胞坏死是在不利因素的影响下,由于细胞正常代谢活动受阻或中断引起的细胞损伤和死亡,B项正确;蝌蚪尾巴的消失和被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡来实现的,C项正确、D项错误。3.(广东)研究表明,激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(

)A.上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复B.上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡C.上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制D.PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究答案

D解析

细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡是不可逆的,细胞凋亡后其功能不可恢复,A项错误。细胞凋亡是一种程序性死亡,B项错误。根据定义可知,细胞凋亡过程受基因控制,C项错误。PKR激活剂可激活蛋白激酶PKR,从而诱导被病毒感染的细胞发生凋亡,因此可作为潜在的抗病毒药物加以研究,D项正确。1234567891011A组必备知识基础练1.(河北唐山高一期末)老年人具有老年斑、白头发及行动缓慢等特征。下列关于个体衰老与细胞衰老的叙述,错误的是(

)A.个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程B.细胞内的色素逐渐积累,导致老年斑的出现C.老年人头发变白的原因是酪氨酸酶失去活性D.自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老12C解析对于多细胞生物,个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程,A项正确;衰老细胞内的色素逐渐积累,导致老年人出现老年斑,B项正确;老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低,C项错误;自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老,D项正确。12345678910112.中国科学院专家找到了“保持细胞年轻态”的分子开关——人类基因中诱导细胞衰老的基因KAT7,该基因失活小鼠的寿命与对照组相比得到了明显延长。下列叙述错误的是(

)A.正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新B.衰老细胞的细胞核核膜内折,染色质收缩,细胞核的体积变大C.衰老细胞中存在较多KAT7基因,年轻细胞中不含该基因D.基因KAT7的表达产物的多少,可以作为细胞衰老程度的判断依据之一12C123456789101112解析正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新,例如,人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以代替衰老的细胞,A项正确;衰老细胞的细胞核核膜内折,染色质收缩,细胞核的体积变大,B项正确;衰老细胞和年轻细胞中都有KAT7基因,C项错误;基因KAT7是诱导细胞衰老的基因,故基因KAT7的表达产物的多少,可以作为细胞衰老程度的判断依据之一,D项正确。12345678910113.(北京西城高一期末)在鸡胚的趾原基发育到一定阶段时,趾间部分细胞消失并最终形成具有一定形状的鸡爪。在此阶段之前,无论把这些趾间细胞移植到鸡胚的哪一部位,这些细胞仍会按时消失。趾间部分细胞消失的现象属于(

)A.细胞分化 B.细胞坏死C.细胞衰老 D.细胞凋亡12D解析细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程,鸡爪胚胎发育时期趾间细胞的消失属于细胞凋亡。12345678910114.(陕西西安高一期末)下列有关细胞凋亡、细胞坏死的说法,错误的是(

)A.人在胚胎时期要经历尾的消失,原因是遗传物质决定的细胞程序性凋亡B.细胞的自动更新、被病原体感染的细胞清除是通过细胞凋亡完成的C.细胞坏死是由于细胞代谢活动受损或中断引起的,如蛋白质合成减慢D.吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞凋亡12D123456789101112解析人在胚胎时期要经历尾的消失、指间细胞死亡、细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,这些过程均属于细胞凋亡,是受到由遗传物质决定的程序性调控,A、B两项正确;细胞坏死是由细胞代谢活动受损或中断引起的,蛋白质合成减慢属于细胞代谢活动受损,可引起细胞坏死,C项正确;细胞坏死是在各种不利因素影响下的细胞死亡,细胞凋亡是由基因决定的细胞的程序性死亡,吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞坏死,D项错误。12345678910115.研究发现,细胞凋亡与动物组织损伤后的再生具有密切关系。细胞凋亡过程中起主要作用的酶——凋亡蛋白酶在动物组织的再生过程中发挥重要作用(如下图所示)。下列叙述错误的是(

)A.外界某些因素会影响细胞凋亡和细胞分化过程B.凋亡蛋白酶可诱导细胞凋亡并抑制周围细胞再生C.凋亡细胞与再生组织细胞中的遗传物质通常相同D.细胞凋亡和细胞分化过程中都有基因的选择性表达12B123456789101112解析细胞凋亡和细胞分化过程都会受到外界某些因素的影响,A项正确;凋亡蛋白酶能激活相关底物,刺激周围细胞增殖、分化,还能诱导抑制再生的细胞凋亡,从而使组织再生,B项错误;凋亡细胞和再生组织细胞的差异是基因选择性表达的结果,遗传物质没有发生改变,C项正确;细胞凋亡和细胞分化过程中都有基因的选择性表达,D项正确。12345678910116.(多选)关于细胞衰老的解释,除普遍接受的自由基学说和端粒学说外,还有一种遗传决定学说,该学说认为控制衰老的基因会在特定时期有序地开启或关闭。下列说法正确的是(

)A.控制人体衰老的基因普遍存在于人体细胞中B.衰老细胞的新陈代谢速率减慢,细胞核体积变大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.细胞代谢产生的自由基将会攻击和破坏磷脂、蛋白质、DNA等生物大分子12ABC123456789101112解析控制人体衰老的基因存在于人体每个细胞中,细胞衰老是基因选择性表达的结果,A项正确;衰老细胞的新陈代谢速率减慢,细胞核体积变大,细胞体积变小,水分变少,B项正确;端粒DNA序列随细胞分裂而变短,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤,导致细胞衰老,C项正确;磷脂不属于生物大分子,D项错误。12345678910117.如图1表示胰岛B细胞(能分泌胰岛素)亚显微结构部分示意图,图2为溶酶体发生过程和“消化”功能示意图,据图回答问题。图1图2121234567891011(1)图1中属于生物膜系统的结构有________________(填标号)。

(2)具有生物学活性的胰岛素分子存在于图1中的________(填标号)中。

(3)细胞自噬是细胞在溶酶体的参与下降解细胞自身物质的过程。由图2可知,细胞中由________(填细胞器名称)形成双层膜的膜泡,并逐渐扩展,包裹待降解的线粒体形成自噬体,最终被溶酶体内多种水解酶消化分解。当细胞养分不足时,细胞自噬作用可能会________(填“增强”或“减弱”),其意义是______________________________________。

(4)图2表示了溶酶体的功能之一,除此之外,溶酶体还能________。

12②③⑤⑥⑦

⑤⑥

内质网

增强

获得维持生存所需的物质和能量

吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌

123456789101112解析

(1)生物膜系统是由细胞器膜、核膜和细胞膜等结构组成的,图1中属于生物膜系统的结构有②细胞膜、③内质网、⑤囊泡、⑥高尔基体和⑦核膜。(2)胰岛素属于分泌蛋白,分泌蛋白在高尔基体加工和修饰后便具有了生物学活性,故具有生物学活性的胰岛素分子存在于图1中的⑥高尔基体、⑤囊泡中。(3)细胞自噬是细胞在溶酶体的参与下降解细胞自身物质的过程。由图2可知,细胞中由c内质网形成双层膜的膜泡,并逐渐扩展,包裹待降解的线粒体,形成自噬体,最终被溶酶体内多种水解酶消化分解。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,因此当细胞养分不足时,细胞自噬作用可能增强。(4)图2表示了溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器的功能,除此之外,溶酶体还能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。1234567891011B组能力素养提升练8.细胞凋亡也称细胞程序性死亡,其过程如下图所示。下列叙述错误的是(

)A.细胞皱缩、染色质收缩表明细胞处于衰老状态B.图示过程只发生在胚胎发育过程中C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与细胞膜的流动性密切相关D.细胞凋亡是由遗传物质控制的,与细胞坏死有明显区别12B123456789101112解析细胞皱缩、染色质收缩是衰老细胞的特征,A项正确;题图所示过程贯穿生物体的整个生命进程,B项错误;吞噬细胞吞噬凋亡小体的过程属于胞吞,体现了细胞膜的流动性,C项正确;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,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,D项正确。12345678910119.[教材第124页正文]异常活泼的带电分子或基团称为自由基,自由基学说是一种解释细胞衰老原因的假说,相关内容如图所示。下列叙述不正确的是(

)A.②①过程引起的作用效果属于正反馈调节B.②过程可能直接导致血红蛋白的合成场所受损C.③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢D.④过程中DNA被攻击后可能导致细胞发生癌变12B123456789101112解析自由基通过②过程攻击磷脂分子,因此对生物膜损伤较大,血红蛋白的合成场所为核糖体,核糖体为无膜结构,所以②过程不可能直接导致血红蛋白的合成场所受损,B项错误;线粒体内丙酮酸的氧化分解需要酶,大多数的酶是蛋白质,③过程会导致蛋白质活性下降,所以③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢,C项正确;④过程自由基攻击DNA,其上的基因可能会发生突变,导致细胞发生癌变,D项正确。123456789101110.[教材第124页正文]染色体两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常的DNA序列会受到损伤,使细胞开始衰老。下列叙述错误的是(

)A.细菌中端粒缩短,细胞将会激活衰老机制B.端粒缩短影响了染色体结构的完整性C.无限增殖的癌细胞中端粒一般不缩短D.细胞衰老除与端粒有关外,还可能与自由基有关12A123456789101112解析细菌是原核生物,细胞内没有染色体,所以没有端粒,A项错误;端粒是染色体的一部分,其缩短影响了染色体结构的完整性,B项正确;癌细胞能够无限增殖,其端粒一般不缩短,C项正确;关于细胞衰老的机制,科学家提出了许多假说,目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说,D项正确。123456789101111.[教材第126页小字]如图是细胞自噬部分过程,下列说法错误的是(

)A.自噬体与溶酶体的融合说明生物膜有相似的物质基础和结构基础B.由图可知,自噬体有4层磷脂分子C.自身物质或结构经细胞自噬的降解产物可作为细胞呼吸过程的原料D.残余体排出细胞膜外不需要消耗能量12D123456789101112解析由图可知,自噬体有2层膜结构,每层生物膜含有1层磷脂双分子层,即自噬体有4层磷脂分子,B项正确;分析题意可知,细胞能在饥饿状态下通过细胞自噬而生存下来,可见细胞自噬的产物可为其提供能量,其机理是将自身物质或结构降解后作为细胞呼吸(新陈代谢)过程的原料,C项正确;残余体通过胞吐方式排出细胞,需要消耗能量,D项错误。12345678910111212.为研究黄芪甲苷(黄芪的主要成分)延缓细胞衰老的机制,研究者用培养至不同细胞分裂次数(细