内容正文:
第3节 细胞的衰老和死亡
学习任务目标
1.掌握细胞衰老的特征,并分析其原因;阐明细胞凋亡的意义。
2.通过比较和分类,辨析细胞凋亡与细胞坏死。
一、细胞衰老
1.特征
2.原因
(1)自由基学说
①自由基的来源:细胞不断进行的各种氧化反应,辐射以及有害物质的入侵刺激细胞产生自由基。
②自由基的危害:攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,而且会引发雪崩式的反应。
(2)端粒学说
①端粒:染色体两端的一段特殊序列的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。
3.细胞衰老和个体衰老的关系
(1)单细胞生物:细胞衰老=个体衰老。
(2)多细胞生物:个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
二、细胞的死亡
1.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)机制:由遗传机制决定的程序性调控。
(3)类型
①细胞的自然更新;
②清除被病原体感染的细胞;
③个体发育过程中的程序性死亡。
(4)意义: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。
2.细胞坏死
(1)原因:种种不利因素的影响,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激。
(2)结果:细胞正常代谢活动受损或中断引起细胞损伤和死亡。
3.下列属于细胞凋亡的是①②③,属于细胞坏死的是④。
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天左右,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。
细胞衰老
随着年龄的增长,我们人体会不断衰老,如皮肤干燥、发皱、头发变白、老年斑、活动能力差等。个体的衰老与细胞衰老有关,人们希望通过对细胞衰老的研究,解开生命的奥秘,从而获得永生。
(1)老年人的心脏没有年轻人的心脏收缩有力,从细胞衰老的角度分析产生这种现象的原因。
提示:老年人的细胞普遍衰老,心肌细胞也普遍衰老,细胞膜通透性降低,物质运输功能减弱,细胞内多种酶的活性降低,细胞代谢减慢。
(2)科学家为研究细胞核和细胞质对细胞分裂的影响大小,做了如下实验:
实验一:将老年人的体细胞去核后与年轻人的细胞核融合,结果细胞分裂旺盛。
实验二:将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合,结果细胞不分裂。
该实验的结论是什么?并推测该实验能支持细胞衰老机制的哪一学说?
提示:细胞核对细胞分裂影响大,该实验支持端粒学说。
(不定项)在检测某种生物个体的某组织时,发现该组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,那么该组织细胞最可能出现的变化还有 ( )
A.细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大
B.细胞体积变大,细胞内色素积累
C.细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
D.能继续分化,具有发育成完整个体的潜能
AC 解析:该组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,说明该组织细胞为衰老细胞。细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大是衰老细胞的特征,A符合题意;细胞体积变小,细胞内色素积累是衰老细胞的特征,B不符合题意;细胞膜通透性改变,物质运输功能降低是衰老细胞的特征,C符合题意;衰老细胞为已分化的细胞,不能继续分化,D不符合题意。
【思维升华】细胞衰老的影响
(1)衰老细胞分子组成的变化及对结构和功能的影响
①自由水减少,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,并妨碍细胞内物质交流。
(2)衰老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,降低物质的运输能力。
②细胞核变大→为了维持对细胞的控制。
从细胞水平上看,衰老的细胞行使正常功能的能力降低;从分子水平上看,有利的功能分子含量降低,而色素或有害分子出现并增加。
1.细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化,下列关于人体细胞及其衰老的叙述,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
D 解析: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,A正确。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,B正确。溶酶体中含有酸性水解酶,可以分解清除衰老的细胞器,C正确。细胞内水分减少、细胞新陈代谢速率减慢是细胞衰老的特征,D错误。
2.(不定项)下列关于细胞衰老的叙述,正确的是( )
A.细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程
B.白化病患者的头发呈白色,是毛囊中的黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致
C.衰老细胞的细胞膜通透性