内容正文:
第3节 细胞的衰老和死亡
课标要求
素养要求
1.说出细胞衰老的特征及原因。
2.阐述细胞凋亡并比较细胞凋亡与细胞坏死。
1.生命观念:结构与功能观:基于细胞衰老的物质及结构变化,理解细胞衰老的特征。
2.科学思维:演绎与推理:基于细胞凋亡与坏死的特点,理解二者区别。
一、细胞的衰老
1.概念
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
2.细胞衰老的原因
(1)自由基学说
①自由基是指异常活泼的带电分子或基团。
②
(2)端粒学说
①染色体两端存在的一段特殊序列的DNA——蛋白质复合体称为端粒。
②特性:细胞每分裂一次,端粒会缩短一截。
3.细胞衰老的特征
4.细胞衰老和个体衰老的关系
(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:个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
【轻巧记忆】 细胞衰老特征记忆口诀
一大:细胞核体积变大,染色质收缩,染色加深。
一小:细胞内水分减少,细胞萎缩变小。
一多:细胞内色素逐渐积累增多。
三低:细胞膜的物质运输功能降低,酶的活性降低,代谢速率降低。
【正误判断】
(1)衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制( )
(2)细胞衰老时,所有酶的活性都降低( )
(3)细胞衰老过程中,酶活性降低,细胞核体积减小( )
(4)衰老细胞的体积减小,从而使细胞的相对表面积增大,物质运输效率增大( )
(5)端粒存在于所有细胞中( )
(6)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关( )
(7)自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老( )
(8)衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态( )
(9)多细胞生物幼嫩的个体中也含衰老细胞( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
(6)√ (7)× (8)× (9)√
二、细胞的死亡
1.细胞死亡的两种形式
细胞凋亡与细胞坏死。
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,就叫细胞凋亡。
(2)特点:由遗传机制决定的程序调控。
(3)类型:①细胞的自然更新,②某些被病原体侵染的细胞的清除。
(4)意义
①维持生物体正常发育。
②维持机体内部环境的稳定。
③抵御外界各种因素的干扰。
3.细胞坏死
指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。
【正误判断】
(1)在细胞凋亡过程中,细胞内酶的活性均降低( )
(2)细胞的凋亡,从根本上来看,是基因选择性表达的结果( )
(3)细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动( )
答案:(1)× (2)√ (3)×
【深化探究】
1.细胞凋亡的结构基础
结合细胞器的知识思考,人的胚胎时期尾的消失、人类指间细胞的自动死亡这些细胞凋亡现象与细胞中的哪种细胞器有直接关系?为什么?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案:溶酶体。溶酶体内有多种水解酶,能够使自动死亡的细胞发生分解。
2.细胞凋亡与细胞坏死的区别
(1)判断下列实例中属于细胞凋亡和细胞坏死的分别是哪些?
①成熟个体中细胞的自然更新 ②被病原体感染的细胞的清除 ③烫伤后的皮肤、黏膜的脱落 ④骨折时部分骨细胞死亡 ⑤吸烟者肺部细胞因尼古丁而死亡
细胞凋亡:________;细胞坏死:________。
(2)影响细胞凋亡和细胞坏死的因素分别是什么?
答:________________________________________________________________________
(3)细胞凋亡和细胞坏死都对生物体发育具有积极意义吗?
答:________________________________________________________________________
答案:(1)①② ③④⑤
(2)影响细胞凋亡的因素:细胞内遗传物质的调控;影响细胞坏死的因素:由外界种种不利因素引起,导致细胞被动死亡。
(3)细胞凋亡:对机体正常发育具有积极意义;细胞坏死:由外界环境因素引起的,对生物体有消极意义。
【归纳总结】
1.细胞衰老和细胞凋亡的比较
项目
细胞衰老
细胞凋亡
实质
内因、外因共同作用
遗传机制决定的程序性调控
特点
①水分减少;②酶活性降低;③色素积累;④呼吸速率减慢;⑤细胞膜通透性改变;⑥细胞核体积增大
细胞主动地结束生命的自然过程
遗传物质
不发生改变
不发生改变
2.细胞凋亡与细胞坏死的区别
项目
细胞凋亡
细胞坏死
原因
正常生理过程
病理性过程
调节过程
受基因调控
被动进行
是否发生炎症
否
是
溶酶体变化
完整
裂解
是否需要能量
需要
不需要
【学习小结】
1.下列各项不属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞内水分减少
B.细胞呼吸速率减慢
C.细胞内色素积累较多
D.细胞膜通透性不变,物质运输功能增强
D 细胞衰老时细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。
2.异常活泼的带电分子或基团称为自由基。如图是自由基学说示意图,下列有关叙述不正确的是( )
A.②①过程引起的作用效果有利于延缓细胞衰老
B.若③过程使黑色素细胞的酪氨酸酶活性降低,不会引起白化病
C.若③过程使细胞膜上葡萄糖的载体受损,葡萄糖将无法进出细胞
D.④过程可能导致生物的性状发生改变
A 图中自由基可以攻击磷脂分子产生更多的自由基,并对细胞膜造成损伤,即②①过程引起的作用效果容易导致细胞衰老,A错误;若③过程使黑色素细胞的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,会引起头发变白,但不属于白化病,B正确;若③过程使细胞膜上葡萄糖的载体受损,葡萄糖将无法进出细胞,C正确;④过程可导致基因突变,可能引起生物体性状的改变,D正确。
3.关于细胞凋亡与细胞坏死,下列说法正确的是( )
A.细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程
B.细胞死亡就是细胞坏死
C.细胞坏死受基因调控
D.在成熟的生物体中,细胞的自然更新是通过细胞凋亡完成的
D 细胞死亡包括细胞主动死亡(细胞凋亡)和细胞被动死亡(细胞坏死),A、B错误;细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于细胞正常的代谢活动受损或中断而引起的细胞损伤和死亡,并不是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,C错误;在成熟的生物体中,细胞的自然更新是通过细胞凋亡完成的,D正确。
4.细胞的衰老和凋亡是人体内正常的生理现象,其基本过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞衰老时,细胞核的体积减小,染色质收缩
B.图中细胞皱缩时,细胞内所有酶活性下降
C.图示过程在机体老年时普遍发生,在机体幼年时不发生
D.吞噬细胞消化凋亡小体与溶酶体中含有的水解酶有关
D 细胞衰老时,细胞核体积变大,A错误;细胞衰老时大多数酶活性降低,B错误;细胞的衰老和凋亡在机体发育的各个时期均有发生, C错误;吞噬细胞消化凋亡小体与溶酶体中含有的水解酶有关,因为溶酶体中有多种水解酶,是细胞中的消化车间,D正确。
5.下列有关细胞衰老的说法,不正确的是( )
A.对单细胞生物而言,细胞的衰老就是个体的衰老
B.对多细胞生物而言,细胞衰老必然导致生物个体的衰老
C.对多细胞生物而言,细胞会随着分裂次数的增多而衰老
D.对多细胞生物而言,体内总有一部分细胞处于衰老的状态
B 对单细胞生物而言,细胞的衰老就是个体的衰老,A正确;对多细胞生物而言,少数细胞的衰老并不意味着个体的衰老,B错误;多细胞生物的正常细胞的分裂次数是有限的,细胞会随着分裂次数的增多而衰老,C正确;多细胞生物体内总会有一些衰老的细胞,D正确。
6.细胞凋亡是由基因控制的细胞死亡过程。如健康的成人体内,在骨髓和肠中,每小时约有10亿个细胞凋亡。人的不同细胞的寿命和分裂能力不同,请分析表中有关数据回答下列相关问题:
细胞
种类
小肠上
皮细胞
平滑肌细胞(分
布于内脏器官)
心肌
细胞
神经
细胞
白细胞
寿命
1~2 d
很长
很长
很长
5~7 d
能否
分裂
能
能
不能
多数
不能
不能
(1)细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)寿命短的细胞是否一定能分裂?举例说明: ________________________________。
(3)细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能________(填“有”或“没有”)关系。
(4)根据上述分析,推测皮肤表皮细胞的寿命________(填“长”或“短”),________(填“有”或“没有”)分裂能力。
(5)细胞的凋亡对多细胞生物体的生长和发育有害吗?请说明理由:
________________________________________________________________________。
解析:分析图表可知,细胞的寿命和分裂能力无关,寿命短的细胞不一定能分裂,但细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系,如白细胞。
答案:(1)细胞的寿命与细胞分裂能力无关 (2)寿命短的细胞不一定能分裂,如白细胞 (3)有 (4)短 有 (5)无害。因为细胞凋亡对于多细胞生物体发育、组织更新、抵御病原体入侵都具有重要的积极意义
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