4.3 细胞凋亡是编程性死亡-【精彩三年】2024-2025学年高中生物必修1课程探究与巩固PPT课件（浙科版2019）

第三节　细胞凋亡是编程性死亡 第四章　细胞的生命历程 课程目标 知能目标 素养目标 1.说出细胞衰老的特点，分析细胞衰老的原因 2．举例说明细胞衰老与死亡的含义 3．说出细胞凋亡的表现和与细胞坏死的区别 4．概述细胞衰老和凋亡是正常的生命过程，并探究其在生物学上的应用 1.生命观念——从结构与功能观的角度理解细胞衰老的原因及特点 2．科学思维——辨析衰老和凋亡是细胞生命活动的正常现象 3．社会责任——通过联系生活实际，观察衰老的症状，收集健康养老的生活方式 目录 CONTENTS 教材整体初识 构建与探源 01 02 ___________________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— ____________________________________ —学科素养 对学科素养融会贯通— 命题整体感知 尝试与研析 01 _______________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— 教材整体初识 构建与探源 教材整体初识 构建与探源 知识点一　衰老细胞的结构和代谢产生异常 减退 下降 死亡 降低 积累 增大 降低 下降 减少 变大 教材整体初识 构建与探源 自由基 教材整体初识 构建与探源 小思考：衰老细胞中是不是所有酶的活性都下降？请说明理由。 【答案】不是。衰老细胞中大部分酶的活性下降，但衰老细胞会合成一些特异性的蛋白质，催化这些蛋白质合成的酶的活性反而会升高。 教材整体初识 构建与探源 知识点二　衰老细胞的死亡受基因的调控   基因 尾和鳃 胚柄 核膜 凋亡小体 细胞器 染色质 教材整体初识 构建与探源 小思考：细胞凋亡有何意义？ 【答案】(1)有利于清除多余细胞。机体在发育至某阶段时，特定区域的细胞(群)就会发生自然凋亡，清除这些“多余”的细胞，有利于器官的发育。例如，在人的肢体发育中，早期的手和足形似桨板，只有当某些多余的细胞凋亡后，才能形成正常的指和趾。(2)有利于清除无用细胞。如蝌蚪变成青蛙时，尾部的细胞凋亡、退化。(3)有利于清除发育不正常的细胞。(4)有利于清除有害细胞。如某些被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式被清除，作为自身的一种保护机制。(5)有利 教材整体初识 构建与探源 于清除已完成正常使命的衰老细胞。人的红细胞分化成熟后是无核有功能的细胞，可存活约120 d，然后自然死亡。(6)维持器官、组织中细胞数目的相对平衡。细胞凋亡是细胞增殖的相反过程，两者既对立又统一，相互协调。 教材整体初识 构建与探源 探本思辨 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)生物体内的细胞不断地衰老和死亡，同时又有增殖产生的新细胞来代替它们。(　　) (2)细胞衰老可能与衰老相关的基因活化有关。(　　) (3)衰老细胞中线粒体的数量增多，体积减小。(　　) (4)细胞凋亡严格受到基因的控制。(　　) (5)细胞凋亡过程中机体会出现炎症反应。(　　) √ √ × √ × 教材整体初识 构建与探源 2．情境分析 研究表明，阻断癌细胞增殖周期可引起细胞凋亡。科研人员为研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制，进行了以下实验。请完善实验并回答问题。 (1)方法步骤： ①取4只相同的培养瓶，编号，分别加入等量的完全培养液并接种等量离体胃癌细胞。 教材整体初识 构建与探源 ②1号培养瓶为空白对照，向2～4号培养瓶中分别加入 _____________________________μg/mL的蜂毒素溶液。 ③培养48小时后，检测并统计____________________，结果如图1所示。 ④重复①②步骤，检测凋亡基因(Bax、Bel——2)的表达率，结果如图2所示。 等量的2 μg/mL、4μg/mL、8 胃癌细胞的凋亡率 教材整体初识 构建与探源 (2)分析讨论： ①图1表明______________________________________________________ ____________。 ②图1、图2表明：从基因水平上看，蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与 _______________________________________________________________ ______有关。当Bel－2蛋白/Bax蛋白的值出现________趋势时，将会诱导胃癌细胞凋亡。 一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱 导效应增强 Bax基因表达增强和Bel——2基因表达减弱(或Bax基因和Bel——2基因 表达) 降低 教材整体初识 构建与探源 【解析】由题图可知，2～4号培养瓶中加入蜂毒素溶液的浓度应为2 μg/mL、4 μg/mL、8 μg/mL，因变量是胃癌细胞凋亡率和凋亡基因(Bax、Bel——2)表达率。图1表明一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱导效应增强。两图共同说明随蜂毒素浓度的增大，Bax基因表达增强和Bel——2基因表达减弱，当Bel——2蛋白/Bax蛋白的值出现下降趋势时，将会诱导胃癌细胞凋亡。 02 —学科素养 对学科素养融会贯通— 命题整体感知 尝试与研析 _____________________________ 类型一 细胞衰老拓展 1．衰老细胞的特点及细胞衰老的机制 表现 特点     总体 细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化 细胞 结构 细胞膜 膜脂氧化导致流动性下降 细胞质 ①色素积累、空泡形成 ②线粒体减少，体积增大 细胞核 体积增大，染色加深，核膜内陷，染色质凝聚、碎裂、溶解 生物大 分子 核酸 DNA功能受抑制，RNA含量降低 蛋白质 蛋白质合成下降，酶活性降低 生理功能 呼吸变慢 类型一 细胞衰老拓展   细胞 衰老 机制       综述   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 内、外 因素   遗传 物质 ①某些DNA长度受损 ②与衰老相关的基因活化   代谢 物质 ①代谢产物积累 ②自由基造成大分子物质损伤   机体 功能 自我修复能力下降 类型一 细胞衰老拓展 2．有关细胞衰老的易错点 (1)个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞普遍衰老会导致个体的衰老。 (2)一般而言，细胞衰老过程中，细胞核的体积增大，但是一些特殊细胞，如哺乳动物成熟红细胞衰老过程中不会出现上述现象，因为其不具有细胞核。 (3)细胞衰老过程中，多种酶的活性降低，但不是所有酶的活性都降低。 类型一 细胞衰老拓展 3．细胞衰老与个体衰老之间的关系 (1)对于单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 (2)对于多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。然而从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 类型一 细胞衰老拓展 典例 2024·德清一中高一儿童早衰症是一种遗传病，患者身体的衰老速度比正常衰老过程快5～10倍。患者体内衰老的细胞中不会出现的变化是(　　) A．细胞膜流动性降低 B．酶的活性降低 C．线粒体数量减少 D．细胞核体积缩小 D 类型一 细胞衰老拓展 【解析】衰老的细胞细胞膜流动性降低，细胞膜通透性功能改变，A不符合题意；衰老的细胞有些酶的活性降低，B不符合题意；衰老的细胞线粒体数量减少，呼吸速度减慢，新陈代谢减慢，C不符合题意；衰老的细胞细胞核体积增大，染色加深，D符合题意。 类型一 细胞衰老拓展 变化与巩固 1．下列关于细胞衰老的说法，正确的是(　　) A．对于单细胞生物而言，细胞衰老过程等于个体衰老过程 B．对于多细胞生物而言，个体衰老过程中组成机体的细胞都处于衰老状态 C．细胞会随着分裂次数的增加而更旺盛 D．年幼的个体处于生长发育阶段，几乎没有细胞的衰老 A 类型一 细胞衰老拓展 【解析】对于多细胞生物而言，从总体上看，个体衰老的过程实际上是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但并不等于组成机体的细胞全部处于衰老状态，B错误；细胞会随着分裂次数的增加而衰老，C错误；年幼的个体中也存在衰老的细胞，D错误。 类型一 细胞衰老拓展 2．下列有关多细胞生物衰老现象的叙述，正确的是(　　) A．细胞衰老时，所有酶的活性都降低 B．细胞衰老时，细胞核体积明显缩小 C．衰老细胞中一般自由基含量高 D．衰老意味着组成个体的细胞脱离了正常的生命历程 【解析】衰老细胞内部分酶的活性降低，A错误；细胞衰老时，细胞核体积增大，B错误；衰老细胞中一般自由基含量高，C正确；正常情况下，细胞衰老属于正常的生命历程，D错误。 C 类型二 细胞凋亡拓展 1．对细胞凋亡的分析 类型二 细胞凋亡拓展 2．细胞凋亡与病理性死亡的区别 项目 细胞凋亡 细胞病理性死亡 原因 基因调控的编程性死亡 病变或伤害导致死亡 过程 核断裂→凋亡小体→被吞噬、消化 细胞被裂解或损伤破裂 结果 内含物不释放，不引起炎症反应 内含物外泄，往往伴随炎症反应 类型二 细胞凋亡拓展 3．“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死(病理性死亡) 类型二 细胞凋亡拓展 4．有关细胞凋亡的易错点 (1)细胞凋亡与细胞分化一样，是一种最基本的生命现象，是机体正常发育的基础。 (2)细胞凋亡不只发生在个体发育的胚胎时期，而是贯穿于生物体的整个生长发育过程。 (3)细胞凋亡是由基因控制的，有利于机体的正常生存。 类型二 细胞凋亡拓展 典例 2024·诸暨中学高一正常情况下，绝大多数细胞都会经历增殖、分化、衰老直至死亡的生命历程。下图表示某细胞生命历程中的一个阶段，下列相关叙述正确的是(　　) A. 这是由致癌因子引起的细胞癌变过程 B．2中细胞处于凋亡状态 C．2→3发生的结果是形成多种类型的细胞 D．3表示细胞无限增殖形成大量的子细胞 B 类型二 细胞凋亡拓展 【解析】图中1→2→3表示的是细胞凋亡过程。2中细胞是开始凋亡的细胞，3是凋亡中的细胞，细胞核裂解，细胞膜皱缩内陷，将细胞分割成多个有膜包裹的凋亡小体。 类型二 细胞凋亡拓展 变化与巩固 1．下列关于人体细胞凋亡的叙述，错误的是(　　) A．细胞凋亡是细胞的编程性死亡 B．胚胎发育过程中存在细胞凋亡现象 C．迅速生长的婴儿体内不存在细胞凋亡现象 D．细胞凋亡与细胞坏死不相同 C 类型二 细胞凋亡拓展 【解析】细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是细胞的编程性死亡，A正确；胚胎发育过程中存在细胞凋亡现象，如人在胚胎时期，尾的消失是尾部细胞凋亡所致，B正确；细胞凋亡属于细胞正常的生命历程，迅速生长的婴儿体内也存在细胞凋亡现象，C错误；细胞凋亡与细胞坏死不相同，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞坏死是在种种不利因素的影响下，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正确。 类型二 细胞凋亡拓展 2．植物体内可以形成通气组织，下列相关叙述错误的是(　　) A．通气组织的形成与细胞凋亡有关 B．通气组织的形成与基因选择性表达有关 C．通气组织的形成受环境因素影响 D．通气组织的形成与溶酶体活动无关 D 类型二 细胞凋亡拓展 【解析】植物体内通气组织的形成与细胞凋亡有关，A正确；植物体内通气组织的形成是基因选择性表达的结果，B正确；植物体内通气组织的形成受环境因素如氧气等的影响，C正确；溶酶体能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，在植物通气组织的形成中起重要作用，D错误。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 项目 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变 与基因 的关系 受基因控制 受基因控制 不受基因控制 受基因控制 细胞膜 的变化 通透性下降，物质运输功能降低 内陷 破裂 粘连蛋白等减少或缺失，使细胞容易在组织间转移 影响 因素 受严格的由遗传机制决定的程序性调控 受严格的由遗传机制决定的程序性调控 电、热、冷、机械等不利因素影响 物理、化学和生物致癌因子 对机体 的影响 细胞生理性变化，对机体有利 细胞病理性变化，对机体有害     类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 典例 2024·东阳中学高一下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是(　　) A．衰老细胞中所有酶的活性都增强 B．细胞分化使同一个体的不同细胞的遗传物质产生差异 C．植物细胞在细胞分裂时，产生纺锤体的方式与动物细胞不同 D．在健康成人体内的骨髓和肠中，每小时都有细胞凋亡发生 D 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】衰老细胞内大部分酶的活性降低，A错误；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，遗传物质不发生改变，B错误；高等植物细胞与低等植物细胞和动物细胞在有丝分裂前期产生纺锤体的方式不同，高等植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，低等植物细胞和动物细胞是由中心体发出纺锤丝形成纺锤体，C错误；在健康成人体内的骨髓和肠中，每小时都有大量细胞发生凋亡，D正确。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 变化与巩固 1．下列关于细胞生命历程中的细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是(　　) A．所有的动物细胞都一直在进行有丝分裂 B．通过体外培养至今的海拉细胞，与起初从其宫颈癌组织中分离出来的海拉细胞相同 C．细胞的衰老和凋亡使体内碎渣增多，不利于个体生长发育 D．细胞分裂、分化、衰老和凋亡过程中，都发生了基因的选择性表达 D 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】高度分化的动物细胞不再分裂，还有些细胞可以进行无丝分裂和减数分裂，A错误；海拉细胞是一种癌细胞，存活至今，由于发生多次基因突变，所以体外培养至今的海拉细胞，与起初从其宫颈癌组织中分离出来的海拉细胞不同，B错误；细胞的衰老和凋亡是细胞正常的生命历程，对生物体有利，C错误；细胞分裂、分化、衰老和凋亡过程中，都发生了基因的选择性表达，D正确。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 2．2024·艾青中学高一下列关于细胞分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是(　　) A．细胞分化形成的细胞中所含的遗传物质不同 B．衰老细胞的细胞核体积变小，线粒体体积变大 C．细胞凋亡是由于细胞病变或伤害导致的细胞死亡 D.多细胞生物的个体发育需要通过细胞分化的过程来实现 D 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】体细胞是由同一个受精卵分裂、分化而来的，则不同种类的细胞所含的遗传物质相同，A错误；衰老细胞的细胞核体积增大，B错误；细胞坏死是由细胞病变或伤害导致的细胞死亡，C错误；多细胞生物的个体发育需通过细胞分化过程实现，通过细胞分化增加细胞的种类，D正确。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 3．下列有关细胞分化、衰老、凋亡、坏死的叙述，正确的是(　　) A．人胚胎发育过程中不存在细胞凋亡 B．伞藻的“帽”呈伞状或花朵状是细胞分化的结果 C．细胞衰老过程中先发生生理和生化变化，随之发生形态结构变化 D．细胞坏死受基因的调控，也是基因选择性表达的结果 C 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】人胚胎发育过程中存在细胞凋亡，如指缝间细胞的凋亡，A错误；伞藻是单细胞生物，没有细胞分化，B错误；细胞衰老过程中先发生生理和生化变化，再影响形态结构变化，C正确；细胞坏死不受基因控制，D错误。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 课堂检测 1．珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于(　　) A．促进细胞分裂　　　 B．诱导细胞分化 C．延缓细胞衰老 D．抑制细胞死亡 C 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】细胞内的色素积累会随着细胞的衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞的衰老、死亡。珍珠可抑制细胞脂褐素的增加，说明其能够延缓细胞的衰老。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 2．下图为细胞的生命历程的概念图，下列叙述错误的是(　　) A．②过程和细胞凋亡是正常的生命现象 B．细胞形成①的过程中遗传物质产生差异 C．细胞经历②过程后膜流动性下降 D．③细胞会出现线粒体功能障碍的现象 B 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】②是细胞衰老过程，其和细胞凋亡都属于正常的生命活动，A正确；①是细胞分化过程，遗传物质没有发生改变，B错误；②是细胞衰老过程，细胞膜的膜脂氧化，导致其流动性下降，C正确；③是细胞癌变过程，癌细胞存在线粒体功能障碍现象，即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量，D正确。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 3．2023·绍兴一中高一下列属于植物细胞凋亡实例的是(　　) A．蝌蚪发育成青蛙的过程中尾部细胞死亡 B．植物体内通气组织的形成 C．筛管细胞的形成 D．癌细胞的形成 B 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】蝌蚪发育成青蛙的过程中尾部细胞死亡属于动物细胞凋亡的实例，A不符合题意；植物具有大量细胞间隙的薄壁组织，称为通气组织，通气组织的形成是植物细胞凋亡的结果，B符合题意；筛管细胞的形成是细胞分化的结果，C不符合题意；癌细胞的形成是细胞发生异常分化的结果，D不符合题意。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 4．2024·江山中学高一在蛙的个体发育过程中，关于细胞分化和细胞凋亡的叙述，错误的是(　　) A．细胞分化使细胞中的遗传物质逐渐减少 B．细胞分化发生在蛙的整个生命历程中 C．蝌蚪尾巴消失是通过细胞凋亡实现的 D．细胞凋亡由某种基因引发，不可避免 A 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】细胞分化是基因选择性表达的结果，遗传物质含量不变，A错误；细胞分化是一种持久性的变化，发生在生物体的整个生命进程中，B正确；蝌蚪尾巴的消失是蛙正常发育的一个阶段，通过尾部细胞凋亡实现，C正确；细胞的凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是一种正常的生命现象，不可避免，D正确。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 5．细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称为细胞编程性死亡，其大致过程如下图所示。下列相关叙述不正确的是(　　) A．与凋亡相关的基因是机体固有的，在 个体生长发育过程中发挥重要作用 B．图示该过程发生在胚胎发育阶段 C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关 D．细胞凋亡过程与基因的选择性表达有关 B 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】细胞凋亡在个体的一生中都会发生，在个体发育中具有重要作用。细胞凋亡是凋亡基因表达的结果。吞噬细胞吞噬凋亡小体后，由溶酶体释放水解酶，使其水解。 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 6．2024·普陀中学高一下列有关细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的说法，正确的是(　　) A．细胞分化一般具有可逆性 B．癌细胞之间黏着性降低，易分散转移 C．动物的正常发育过程中不一定发生细胞凋亡 D．衰老细胞中线粒体体积减小、数量增多 B 类型三 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较 【解析】细胞分化一般不可逆，A错误；癌细胞表面发生变化，如粘连蛋白减少，细胞间黏着性降低，容易扩散和转移，B正确；细胞凋亡是细胞发育过程中的必然步骤，是不可避免的，C错误；衰老细胞中线粒体数量减少，体积增大，D错误。 温馨提示：请完成高效作业29、30 感谢聆听，再见！ 项目 内容 含义 基因调控的编程性死亡 意义 保证动植物正常发育 基本 过程 ①细胞核变化： 染色质位于核膜核断裂 ②细胞最后变化： 细胞凋亡小体―→被周围活细胞吞噬、消化 结果 内含物不释放，不引起炎症 实例 ①蝌蚪发育中鳃和尾的消失 ②人胚胎发育中过量的神经细胞凋亡 ③植物体内通气组织的形成 $$