内容正文:
第3节 细胞的衰老和死亡
[学习目标] 1.描述细胞衰老的特征和原因。 2.描述细胞凋亡和细胞坏死的区别。 3.探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系,关注老年人的健康。
知识点一 细胞衰老
1.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
2.细胞衰老的原因
(1)自由基学说
①自由基本质:异常活泼的带电分子或基团。
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端粒本质:DNA—蛋白质复合体。
②端粒位置:染色体的两端。
③作用机理: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。
3.细胞衰老与个体衰老的关系
(1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(2)多细胞生物
①细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。
②两者之间的联系:个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
4.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。
[吃透教材]
老年人有许多衰老的特征,从微观上是和细胞衰老相对应的,请完成下表:
老年人的特征
相关细胞衰老的特征
头发变白
细胞内酶的活性降低
老年斑
细胞内的色素积累
皮肤干燥、发皱
细胞内的水分减少、体积缩小
体能下降
细胞呼吸速率减慢,新陈代谢减慢
吸收能力下降
细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
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探究点一 结合实例分析细胞衰老的原因
运用动物细胞核移植技术,将绵羊甲的乳腺细胞的细胞核移植到去核的绵羊乙卵细胞中,培育成早期胚胎,再把胚胎移植到绵羊丙的体内,成功的克隆出了“多莉”。但“多莉”只活了不到7年,而绵羊的正常寿命应该是12年左右。关于多莉羊及其他克隆动物为何早衰,猜想之一是认为克隆动物的寿命从母体年龄算起,因为“多莉”的端粒被发现比较短。癌细胞中存在延长染色体端粒的端粒酶。据此推断:
(1)多莉羊的培育说明了已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
(2)“多莉”的端粒被发现比较短,推测其寿命较短的原因可能是端粒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,引起细胞衰老。
(3)癌细胞的寿命和正常细胞相比要长(填“长”或“短”)。
应用1.研究表明,从胎儿肺得到的成纤维细胞可以在离体条件下传代50次,而从成人肺得到的成纤维细胞在离体条件下只能传代20次,这些事实说明体细胞的衰老是由什么因素决定的( )
A.环境污染因素 B.自身因素
C.外界因素 D.营养因素
B [通过两种成纤维细胞的对照,我们看出细胞衰老受自身因素的影响,因为题干中没有涉及外因。]
应用2.(2022•辽宁检测)细胞衰老机制的端粒学说认为,端粒是位于染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,随细胞分裂次数的增加而变短。癌细胞中因存在延长染色体端粒的端粒酶而可以无限增殖。据此推断( )
A.大肠杆菌细胞中含有端粒
B.端粒与细胞分裂次数有关
C.正常细胞缺少形成端粒的原料
D.端粒酶有可能具有水解端粒的功能
B [由题意可知,端粒是位于染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,大肠杆菌细胞中无染色体结构,因此不含端粒,A错误;端粒随细胞分裂次数的增加而变短,说明端粒与细胞分裂次数有关,B正确;端粒是位于染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,正常细胞中存在形成端粒的原料,C错误;由题意可知,端粒酶是催化合成端粒的酶,D错误。]
知识点二 细胞的死亡
1.细胞死亡包括凋亡和坏死等方式。
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)类型
3.细胞坏死: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
(1)概念: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。
(2)意义
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。
③有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
[吃透教材]
如何区分细胞凋亡和细胞坏死?请完成下表:
项目
细胞凋亡
细胞坏死
是否受基因控制
是
否
对机体是否有利
有利
有害
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探究点二 结合图解辨析细胞的吞噬作用和自噬作用
如图所示:
(1)清除衰老损伤的细胞是通过吞噬作