内容正文:
第三节 细胞凋亡是编程性死亡
课程内容标准
核心素养对接
1.描述衰老细胞的特征。
2.探讨细胞衰老的机制。
3.描述细胞凋亡的概念及其表现。
4.阐述细胞凋亡的意义。
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。(生命观念)
2.辨析细胞凋亡与细胞坏死。(科学思维)
3.关注社会议题,辨别迷信和伪科学,主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识。(社会责任)
1.衰老的概念:又称老化,通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退,内环境稳定性下降,趋向死亡的不可逆的现象。衰老和死亡是生命的基本现象。
2.衰老的层次:生物界的整体水平、种群水平、个体水平、细胞水平、分子水平等。
3.衰老细胞的特征:细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。具体表现为:
(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,体积则随年龄增加而变大;
(7)呼吸变慢。
4.细胞衰老的机制: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。
1.细胞凋亡: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。
2.细胞凋亡的表现
(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断,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;
(4)凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色质,可被邻近细胞吞噬、消化。
3.细胞凋亡的意义:生物正常发育中都有细胞凋亡现象,生物发育过程中或成熟组织中,发生凋亡的细胞数目是惊人的。如:蝌蚪胚胎发育过程中尾和鳃的消失;人胚胎发育过程中,神经细胞的凋亡;植物胚发育过程中胚柄的退化等。
1.判正误
(1)细胞普遍衰老会导致个体衰老(√)
(2)细胞衰老时,细胞体积和细胞核体积均减小(×)
(3)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡(×)
(4)细胞凋亡是由细胞衰老造成的(×)
(5)衰老细胞代谢速率减慢是细胞内水分减少引起的(√)
2.微思考
胚胎发育过程中是否有细胞的衰老?老年人的体内是否只有细胞的衰老而没有新细胞的产生?
提示 有 也有新细胞的产生。
任务驱动一 细胞的衰老
人到了一定的年龄就会出现白头发,并且随着年龄的增长,白头发往往会越来越多,而且满脸老年斑。观察下图,结合教材,分析探究以下问题:
1.老年人为什么大多头发花白,满脸老年斑?
提示 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;衰老细胞膜通透性改变,色素积累,出现老年斑。
2.细胞是生物体结构和功能的基本单位,细胞的衰老就代表个体的衰老吗?
提示 对于多细胞生物而言,细胞的衰老不等于机体的衰老,如幼年个体中每天都有细胞衰老;机体的衰老也不等于细胞的衰老,如老年个体中每天也有新的细胞产生。但个体衰老时,组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老现象。
3.衰老的细胞内水分减少,减少的这部分水在细胞中以什么形式存在?
提示 自由水。
4.一般情况下,老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力,试从细胞水平上分析其主要原因是什么?
提示 老年人体内衰老细胞多,衰老细胞呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
1.衰老细胞的特征
(1)形态结构方面
①细胞膜:质膜氧化→细胞膜的流动性降低。
②细胞质:色素积累、空泡形成;线粒体数量减少,体积变大。
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。
(2)生理生化方面
①DNA:功能受抑制→RNA含量降低。
②蛋白质:合成下降→酶活性降低。
③呼吸:变慢。
2.个体衰老与细胞衰老的关系
(1)对单细胞生物而言,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(2)对多细胞生物而言,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
人衰老的红细胞具有下列哪些特征( )
①水分减少,细胞萎缩 ②新陈代谢的速率减慢 ③某些酶的活性降低 ④呼吸速率上升 ⑤色素积累增多
⑥细胞的呼吸速率减慢 ⑦细胞核体积增大 ⑧细胞膜的通透性功能改变
A.①②③④⑤⑦⑧ B.①②③⑤⑥⑦⑧
C.①②③⑤⑥⑧ D.①②③④⑤⑧
C [衰老的细胞具有以下五项特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,新陈代谢速率减慢。(2)酶的活性降低。(3)细胞内的色素积累,妨碍细胞内物质交流和传递,影响细胞正常的生理功能。(4)细胞呼吸速率减慢,细胞核的体积增大。核膜内陷,染色质收缩,染色加深。(5)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。根据以上特征判断,①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞