内容正文:
第三节 细胞凋亡是编程性死亡
[课标要求]
1.说出衰老细胞的表现和衰老的机制。
2.明确细胞凋亡的实质并描述细胞凋亡的过程。
3.比较细胞凋亡和细胞病理性死亡。
[主干知识梳理]
一、细胞衰老
1.细胞衰老的特征
细胞衰老的过程中,细胞的形态、结构、生理和生化等方面均发生变化。衰老细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。例如:
(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,体积随年龄增大而变大;
(7)呼吸变慢。
2.细胞衰老机制
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。
二、细胞凋亡
概念
是严格受基因调控的死亡,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
表现
(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
实例
细胞凋亡在个体发育过程中普遍存在,如蝌蚪发育过程中尾和鳃的消失、人胚胎发育过程中神经细胞数量的调整、植物胚发育过程中胚柄的退化、单性植物中花器官的退化、植物体内通气组织的形成等
[预习效果自评]
1.判断下列有关叙述的正误
(1)细胞衰老是细胞生命活动的必然规律(√)
(2)衰老细胞膜的流动性下降与磷脂分子被氧化有关(√)
(3)细胞衰老与DNA损伤有关,与基因活化无关(×)
提示:细胞衰老与DNA损伤有关,也与一些基因的活化有关。
(4)细胞凋亡发生在多细胞生物个体发育的老年时期(×)
提示:细胞凋亡发生在生物个体发育的各个时期。
(5)细胞内含有的凋亡小体会促使细胞凋亡(×)
提示:细胞凋亡过程最后形成凋亡小体被吞噬、消化。
2.(2022·浙江6月选考)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述,正确的是( )
A.细胞凋亡是受基因调控的
B.细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中
C.人体各组织细胞的衰老总是同步的
D.细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
解析:选A 细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,A正确;细胞凋亡贯穿于整个生命历程,B错误;人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老,C错误;细胞衰老时呼吸速率减慢,新陈代谢减慢,D错误。
3.细胞病理性死亡又称细胞坏死,下图比较其与细胞凋亡的区别,回答下列问题:
(1)细胞坏死和细胞凋亡起始途径对应的标号分别是②、①。
(2)③的名称是凋亡小体。
(3)①途径最终不引起炎症的原因是细胞凋亡始终有膜封闭,没有内含物释放。
4.思考题
(1)【教材P130“小资料”】早年衰老综合征的病因从根本上讲与什么物质有关?一般衰老是一个渐进的过程,而这种病的患者却出现了加速衰老的现象。这对衰老机制的研究有什么启发?
提示:从根本上讲与遗传物质有关。遗传物质的改变不断积累,会导致衰老;机体自我修复能力弱,加速衰老;反之,则会延缓衰老。如果能够揭示出相关的遗传物质是怎样发挥作用的,人们就可以研发抗衰老等产品。
(2)【教材P132“课外读”】霍维茨发现了“致死基因”ced3和ced4是控制细胞凋亡的关键基因。①你认为ced3和ced4这两个基因在癌细胞中活跃吗?为什么?②这两个基因的发现在癌症治疗方面有什么启示?
提示:①不活跃。癌细胞最主要的特点是无限增殖,是不死的细胞,显然这两个致死基因不活跃。②致死基因的发现启发人们在癌症治疗方面寻找新的途径,比如设法激活癌细胞内的致死基因诱导癌细胞凋亡。
[精要内容把握]
一、知识体系建一建
二、核心语句背一背
1.衰老细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。
2.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。
3.细胞凋亡是基因调控的编程性死亡,属于正常的生理性变化。
提能点(一) 细胞衰老
[任务驱动]
细胞衰老机制的研究仍在不断深入,科学家提出了很多假说,较有代表性的是自由基学说和端粒酶学说。自由基是指异常活泼的带电分子或基团。在生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,很容易产生自由基,它们会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。当自由基攻击生物膜的组成分子磷脂分子时,产物同样是自由基,这对生物膜造成更大的损伤。此外,自由基还会攻击DNA,可引起基因突变,攻击蛋白质使其活性下降,导致细胞衰老。端粒是染色体两端的一段特殊序列DNA蛋白质复合体,每次细胞分裂后端粒DNA就会缩短一截。端粒DNA被“截”短后,其内侧正常基因DNA序列就会受到损伤,导致细胞衰老等。
(1)衰老细胞的细胞膜流