内容正文:
第3节 细胞的衰老和死亡
第六章 细胞的生命历程
一. 细胞的衰老
1. 过程:
2. 特征:
知识梳理
(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小。
(2)细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢, 新陈代谢的速率减慢。
(3)细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。
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。
(4)细胞核的体积增大,核膜内折,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。
(一)细胞衰老的特征
3. 个体表现
人的衰老症状 原因分析
皮肤干燥、发皱
头发变白
老人斑
吸收能力下降
细胞水分减少,体积减小
细胞内的酶活性降低
细胞内色素(脂褐素)的累积
细胞膜通透性功能改变
无力
细胞内呼吸速度减慢
知识梳理
含有未配对的电子,有高度的反应活泼性。
胞内的氧化反应产生;辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生
(3)产生:
(2)特性:
(4)危害:
攻击磷脂分子,造成对生物膜的损失(雪崩式:正反馈)
攻击DNA,引起基因突变;
攻击蛋白质,使其活性下降;最终导致细胞衰老。
知识梳理
(二)细胞衰老的原因
1. 自由基学说
(1) 概念:异常活泼的带电分子或基团,称为自由基。
拓展: 体内细胞的超氧化物歧化酶(SOD)可清除部分自由基,食物中维生素C、维生素E等也可起到清除自由基的作用。
2. 端粒学说
知识梳理
(1) 概念:每条染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体。
端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤
每次细胞分裂后,端粒DNA序列会缩短一截
细胞活动渐趋异常
(2)结果:
拓展延伸1---端粒从5`端缩短
①DNA聚合酶无从头合成能力,需要一段RNA做引物
②DNA复制完成后,RNA引物被切除,端粒DNA缩短。
端粒酶:逆转录酶
RNA(模板)
蛋白质(催化)
填补DNA复制损失的端粒
拓展延伸2---端粒酶
端粒酶在大多数细胞中的活性很低,在受精卵、干细胞和癌细胞中的活性很高。
拓展延伸2---端粒酶
(三)个体衰老与细胞衰老的关系
1. 单细胞生物:
2. 多细胞生物:
3. 总体上说:
细胞衰老或死亡=个体衰老或死亡
个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程
知识梳理
4.细胞衰老的结果:
(1)正常生命现象,有利于机体更好地实现 。
(2)个体衰老,导致 等现象。
自我更新
免疫力下降、适应环境能力减弱
细胞衰老或死亡≠个体衰老或死亡
易错提醒
思考·讨论---125页
①随着年龄的增长,细胞继续分裂的次数会逐渐减少,这说明细胞会随
着分裂次数的增多而衰老。
思维训练---127页
②细胞寿命与分裂能力无关,如寿命短的细胞不一定能分裂,如白细胞。
③有核不一定比无核细胞寿命长,哺乳动物的成熟红细胞的寿命比白细
胞的寿命要长。
高考再现
1.(2024年·湖南真题) 部分肺纤维化患者的肺泡上皮细胞容易受损衰老。下列叙述错误的是 ( )
A. 患者肺泡上皮细胞染色体端粒可能异常缩短
B. 患者肺泡上皮细胞可能出现DNA损伤积累
C. 患者肺泡上皮细胞线粒体功能可能增强
D. 患者肺泡上皮细胞中自由基可能增加
C
细胞衰老, 端粒缩短, DNA损伤
细胞衰老呼吸减慢,
线粒体功能减弱
自由基学说是细胞衰老的原因之一
2.(2025·甘肃·真题)绝大多数细胞在经历有限次数的分裂后不再具有增殖能力而进入衰老状态。癌细胞具有较高的端粒酶活性,能防止端粒缩短、体外培养时可无限增殖不衰老。关于细胞衰老,下列叙述错误的是( )
A. 衰老的细胞中细胞核形态异常,核质间的物质交换频率降低
B. 细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老
C. 体外培养癌细胞时,培养液中加入端粒酶抑制剂可诱导癌细胞衰老
D. 将衰老细胞与去细胞核的年轻细胞融合,获得的融合细胞可以增殖
D
高考再现
融合细胞的细胞核来自衰老细胞, 仍无法增殖
C
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)细胞衰老表现为细胞形态、结构和
功能的改变。下列叙述错误的是( )
A. 细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B. 皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C. 哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D. 衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变,物质吸收效率降低
高考再现
如, DNA复制有关要酶合成
端粒学说
多细胞生物,细胞衰老≠个体衰老
衰老的细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低
1. 概念:
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。(细胞编程性死亡)
二. 细胞的死亡
凋亡
死亡
知识梳理
发育性凋亡
更新性凋亡
清除性凋亡
--- 维持内部环境稳定(成熟生物,细胞的自然更新)
头皮细胞脱落
(一)细胞凋亡
2. 类型和意义:
--- 保证多细胞完成正常发育(发育中细胞的程序性死亡)
蝌蚪尾巴的消失、人尾的消失
--- 抵御外界因素干扰(某些被病原体感染细胞的清除)
细胞毒性T细胞裂解含有病毒的靶细胞
3. 过程:
知识梳理
凋亡小体
被溶酶体降解
防内容物泄露
避免炎症反应
切割DNA
降解蛋白质
4.原因:
凋亡基因选择性表达
产生了凋亡的蛋白质
A. 神经细胞形成大量的突起可提高物质运输的效率
B. 死亡信号能诱导神经细胞的基因进行选择性表达
C. 酶I和酶II可以进入巨噬细胞参与神经细胞的凋亡
D. 癌细胞的细胞膜表面可能缺乏凋亡诱导因子受体
对点训练---黄册子86页
C
10.如图表示神经细胞凋亡的过程.下列叙述错误的是( )
相对表面积增大了
表达出与凋亡有关的酶
酶I和酶II在神经细胞起作用
缺乏受体,凋亡基因不表达,恶性增殖
1.概念:
(二)细胞坏死
在种种 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 引起的细胞 。
不利因素
受损或中断
损伤和死亡
知识梳理
2.实例:
吸烟肺部细胞死亡、
股骨头坏死、
被病原体感染的细胞死亡
3.特点:
不受基因控制
不利因素影响
病理过程
内容物释放
到组织液
正常细胞
死的 干干净净
归纳总结
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
特点
死亡原因
死亡过程
对机体的影响
受凋亡基因控制的
与基因无关
生理性
病理性
对机体有利,
不发生炎症
对机体有害,
发生炎症
不利因素影响
基因控制
主动的
被动的
细胞凋亡和细胞坏死的区别
1.概念:
在一定条件下,细胞会将 等,通过 降解后再利用。
受损或功能退化的细胞结构
溶酶体
2.意义:
(1) 营养匮乏时的自救:自噬可获得所需 。
(2)维持细胞内部环境的稳定:清除受损或衰老的 ,
以及感染的 。
细胞器
物质和能量
微生物和毒素
知识梳理
三. 细胞自噬
思考:当细胞养分不足时,细胞自噬作用会 。
增强
1. 形态区别:
凋亡会使形成凋亡小体
自噬形成双膜自噬体
2. 生理意义区别:
细胞凋亡 引起细胞死亡;
细胞自噬 引起细胞死亡。
不一定
细胞凋亡
一定
3.联系:有些激烈的细胞自噬,可能诱导 。
归纳提升---细胞自噬与细胞凋亡
消耗ATP
归纳总结
项目 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死
影响因素
细胞体积
细胞核
细胞质、
细胞器
细胞膜
炎症反应
自由基、端粒酶
基因调控
受到严重损伤
萎缩变小
皱缩变小
肿胀变大
体积增大、核膜
内折、染色质收缩
染色质凝集
并沿核膜分布
染色质不凝集、核膜破裂等
多种酶活性降低、色素积累等
细胞器完整
线粒体膨大
通透性改变
包裹细胞器等碎
片形成凋亡小体
破裂
无
无
有
例4:细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程,如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞凋亡是基因控制的,对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B.细胞坏死最终以细胞膜破坏,胞浆外溢而死亡,往往会引起组织炎症
C.吞噬细胞吞噬消化凋亡小体以及清除被病原体感染的细胞都与溶酶体有关
D.吞噬细胞吞噬消化凋亡小体以及清除被病原体感染的细胞不能体现细胞膜的信息
交流功能
对点训练---紫色册子106页
D
吞噬细胞具有识别作用
1.(2025·山东·高考)利用病毒样颗粒递送调控细胞死亡的执行蛋白可控制细胞的死亡方式。细胞接收执行蛋白后,若激活蛋白P,则诱导细胞发生凋亡,细胞膜突起形成小泡,染色质固缩;若激活蛋白Q,则诱导细胞发生焦亡,细胞肿涨破裂,释放大量细胞因子。下列说法错误的是( )
A.细胞焦亡可能引发机体的免疫反应
B.细胞凋亡是由基因所决定的程序性细胞死亡
C.细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响
D.通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡
细胞自噬清除衰老线粒体没有使细胞死亡;有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡
D
高考再现
2.(2025·江苏·高考真题)图示小肠上皮组织,a~c表示3类不同功能的细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.a类干细胞分裂产生的子细胞都继续分化成b类或c类细胞
B.压力应激引起a类干细胞质膜通透性改变,可促使干细胞衰老
C.c类细胞凋亡和坏死,对细胞外液的影响不同
D.3类不同功能的细胞都表达细胞骨架基因
高考再现
A
子细胞一部分保持干细胞状态
坏死内容物释放到组织液
细胞骨架是真核细胞的蛋白纤维网架结构,3类都要表达
3.(2025·河南·高考)导管是被子植物木质部中运输水分和无机盐的主要输导组织,由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成。下列叙述正确的是( )
A.细胞坏死形成导管的过程是一种自然的生理过程
B.分化成熟后的导管仍具备脱分化和再分化的能力
C.导管的原始细胞与叶肉细胞的基因表达情况存在差异
D.细胞骨架在维持导管的形态及物质的运输中发挥作用
C
高考再现
导管细胞死亡属于细胞坏死
导管细胞是死细胞
基因选择性表达
导管细胞是死细胞,其细胞骨架失去功能
高考再现
4.(2025·四川·高考)通俗地说,细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的
结构和物质。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶
B.线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量
C.细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质合成
D.细胞自噬“吃掉”细胞器不利于维持细胞内部环境稳定
D
自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体,溶酶体的水解酶降解自噬体内的物质
消耗ATP
受损或功能退化的结构,通过溶酶体降解后再利用,有利于维持细胞内部环境稳定
有用物质再利用
5.(2025·重庆·高考)在T细胞凋亡和坏死过程中,ATP生成速率和氧气
消耗速率如图1、2所示,下列说法错误的是( )
A.可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量
B.有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜
C.在t1时,凋亡组产生的乳酸比坏死组多
D.在t2时,凋亡组产生的CO2比坏死组多
A
高考再现
氧气的消耗速率只能计算ATP生成的速率
t1时,两组氧气消耗相同,但凋亡组ATP生成多,产生乳酸也多
t2时,凋亡组氧气消耗和ATP生成都多,说明其有氧呼吸强,产生CO2多
1.概念:
四. 细胞癌变
有的细胞受到 的作用,细胞中 发生变化,
就变成不受机体控制的、 的恶性增殖细胞。
致癌因子
遗传物质
连续进行分裂
2.特点:
(1)无限增殖
(2)
(3)
形态结构改变
细胞膜上糖蛋白等物质减少,细胞间黏着性降低,易分散转移
各种形态→球形
知识梳理---必修2第82页
思考·讨论
讨论:
①从基因角度看,
结肠癌发生的
原因是什么?
②正常细胞都有
原癌基因和抑癌基
因发生基因突变。
知识梳理---必修2第82页
3. 细胞癌变的原因
诱发基因突变,使细胞周期失控。
(1)外因:致癌因子
致癌因子的类型 举例
物理致癌因子
化学致癌因子 无机物
有机物
病毒致癌因子
主要是辐射
紫外线、X射线、核辐射、宇宙射线等
石棉、砷化物、铬化物、镉化物等
联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉素等
致癌病毒(病毒癌基因或与致癌有关的核酸序列)→整合到人的基因组中→诱发细胞癌变。
如:Rous肉瘤病毒、HIV
知识梳理---必修2第82页
(2)内因:
原癌基因和抑癌基因发生突变
4. 细胞癌变的机理
知识梳理---必修2第82页
(1)原癌基因和抑癌基因都是一类基因,而不是一个基因。
(2)不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因,正常细胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因。
(3)原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和增殖起调节作用。
(4)并不是一个基因发生突变就会引发细胞癌变。
(5)细胞癌变是细胞异常分化的结果,其遗传物质发生改变,此过程不可逆。但癌细胞的各种活动仍然受到基因的控制。
(6)癌细胞与正常细胞相比,分裂速度加快,因此其细胞周期变短。
易错提醒
5. 癌细胞的诊断和治疗
新技术及发展:免疫治疗、
靶向药物治疗
知识梳理---必修2第82页
1. TGF-B1-Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径.研究表明,胞外蛋白TGF-B1与靶细胞膜上受体结合,激活胞内信号分子Smads,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,阻止细胞异常增殖,抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是( )
A. 恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,因此易分散转移
B. 若该受体蛋白不能合成,靶细胞仍能正常凋亡
C. 复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D. 从功能来看,复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
B
对点训练---紫色册子105页
靶基因不表达,不能阻止细胞异常增殖,恶性肿瘤增殖而不凋亡
2.《PNAS》杂志最近在线发表了中国科学院生物物理研究所研究人员在肿瘤药物靶向输送领域的最新成果(如图所示)。下列叙述正确的是( )
A.恶性肿瘤内有大量癌细胞,和正常细胞相比,癌细胞水分含量少,细胞呼吸速率加快
B.细胞癌变后,位于细胞膜上的粘连蛋白等物质会减少,使癌细胞容易在体内分散和转移
C.细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果,前者是异常表达,后者是正常表达
D.要控制肿瘤细胞的过度增殖,肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时
B
对点训练---紫色册子106页
水分含量多
细胞癌变基因突变的结果
间期DNA复制时
3.(2025·湖南·高考)单一使用干扰素-γ治疗肿瘤效果有限。降低线粒体蛋白V合成,不影响癌细胞凋亡,但同时加入干扰素-γ能破坏线粒体膜结构,促进癌细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A.癌细胞凋亡是由基因决定的
B.蛋白V可能抑制干扰素-γ诱发的癌细胞凋亡
C.线粒体膜结构破坏后,其DNA可能会释放
D.抑制蛋白V合成会减弱肿瘤治疗的效果
D
高考再现
凋亡是由基因决定
降低蛋白V合成,不影响癌细胞凋亡,但同时加入干扰素-γ能破坏线粒体膜结构,促进癌细胞凋亡。
线粒体含有少量DNA
增强
4.(2024·天津·高考)某抗体类药物能结合肺癌细胞表面HER2受体,阻断受体功能,引起癌细胞发生一系列变化而凋亡。下列对癌细胞变化的分析不合理的是( )
A.凋亡基因表达上调,提示HER2受体被激活
B.细胞由扁平形变为球形,提示细胞骨架受到影响
C.细胞膜的磷脂酰丝氨酸由内侧翻转到外侧,提示细胞膜流动性改变
D.基因组DNA被降解成约200碱基对的小片段,提示DNA酶被激活
A
高考再现
凋亡基因表达上调,说明癌细胞易凋亡。HER2受体功能受阻
DNA被降解,说明DNA酶被激活
细胞骨架可以维持细胞的形态
磷脂和蛋白质运动,体现膜的流动性
作业:册子与课程同步
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