内容正文:
第4章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第二节 细胞分化、衰老和死亡
第2课时 细胞衰老和细胞死亡
学习目标
1、说明细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
2、通过归纳总结衰老细胞的特征,掌握生物体结构和功能相适应的观点。
3、通过对细胞凋亡与细胞坏死的辨析,提高逻辑思维能力,关注人类健康。
自主先学
1、 填空
1、细胞衰老
(1) 细胞衰老的概念:细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程,发生的变化最终反映在细胞的 和生理功能上。
(2)细胞衰老的特征:细胞内水分减少、细胞萎缩,体积变小, 减慢;细胞核体积 ,核膜皱折,染色质固缩;细胞膜通透性改变,物质运输功能 ;细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率 ,色素逐渐积累;细胞内物质交流和信息传递受阻。
(3)细胞衰老的决定因素:细胞自身。
(4)细胞衰老机制的学说
2、细胞死亡
二、判断
1、 同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。 ( )
2、只有自由基攻击蛋白质才会导致细胞衰老。 ( )
3、 细胞自噬一定会导致细胞死亡。 ( )
4、 细胞程序性死亡主要发生在动物细胞中,植物细胞中比较罕见。 ( )
5、 细胞凋亡时,细胞内容物溢出,导致炎症反应。 ( )
答案
答案:一、1、(1)形态结构 (2)代谢速率 增大 降低 减慢
(4)DNA重复 延长 缩短 反应活跃性 磷脂分子 DNA 2、 自身物质 死亡 生物因素 炎症反应 自动结束 程序性死亡 二、 1、√ 2、× 3、× 4、× 5、×
小组讨论
1、“少小离家老大回,乡音无改鬓毛衰。”与年轻人相比,老年人有许多衰老的特征。例如,头发变白、出现“老年斑”、满脸皱纹、头发稀疏、浑身乏力、行动迟缓等。请结合细胞衰老的特征进行讨论回答:
表现
原因
满脸皱纹
出现“老年斑”
浑身乏力、行动迟缓
头发变白
吸收能力下降
答案:皮肤细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小 皮肤细胞中色素积累 老年人细胞中与呼吸有关的酶活性降低,代谢缓慢 由于毛囊中的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少 细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
2、下图是“某动物体内细胞凋亡和细胞坏死过程示意图”,据图讨论下列问题:
(1)为什么细胞坏死会引起炎症反应而细胞凋亡不会?
答案:细胞坏死过程中细胞内容物会释放到细胞外,对周围细胞产生伤害,引发炎症反应。细胞凋亡时,细胞会形成凋亡小体,从而被吞噬细胞吞噬,不会产生炎症反应。
(2)细胞凋亡只发生在特定时期,而细胞坏死任何时期都可发生。这种说法正确吗?为什么?
答案:不正确。细胞凋亡发生于机体发育的各个时期。
(3)图中细胞凋亡过程中,细胞内各种酶活性是否都减弱?为什么?
答案:不一定。细胞凋亡过程中,与细胞凋亡有关的酶活性会增强。
(4)图中吞噬细胞清除凋亡细胞与细胞膜的何种特性有关?
答案:流动性。
(5)小蝌蚪在发育的过程中,尾巴会消失,这属于哪种生命现象?与哪种细胞器的关系最密切?
答案:这是细胞凋亡的结果;与溶酶体密切相关。
(6)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后,尾部也会溃烂消失,这又是上图所示的哪种现象呢?
答案:这是细胞坏死,与细胞凋亡不同。
师生交流
1、细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别
项目
细胞衰老
细胞凋亡
细胞坏死
实质
内因和外因共同作用的结果
受到由遗传机制决定的程序性调控
受电、热、冷、机械等不利因素影响,与基因无关
形态变化
细胞萎缩,细胞膜皱缩
多为单个细胞,形成凋亡小体,细胞膜内陷
外形呈不规则变化,细胞膜破裂
意义
①生物体的绝大多数细胞都经历未分化—分化—衰老—死亡的过程;
②细胞衰老是时刻都在发生的
①清除多余、无用的细胞;
②清除完成正常使命的衰老细胞;
③清除体内的有害细胞;
④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定
对周围细胞造成伤害,引发炎症
对机体的影响
对机体有利
对机体有利
对机体有害
2、细胞衰老的判断误区:细胞衰老和生物体衰老不都是同步的,只有单细胞生物才同步;衰老的细胞内并非所有酶的活性都下降,如与合成衰老有关物质的酶的活性增强;并非衰老个体的每一个细胞内端粒都短,并非衰老个体的每一个细胞内自由基都很多;衰老细胞的细胞核体积变大,而整个衰老细胞的体积变小;自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,并非只攻击蛋白质分子。
3、判断细胞自噬的几个要点:自噬体为双层膜结构;自噬体与溶酶体或液泡结合利用了膜的流动性;溶酶体或自噬体的酶是由核糖体合成的; 细胞自噬降解的是蛋白质等物质或损伤的线粒体、叶绿体等结构;细胞自噬的意义在于维持细胞内部环境的动态平衡;细胞自噬可能会导致细胞死亡(或凋亡);细胞自噬过程受基因的控制。
质疑拓展
1、哪些细胞容易发生凋亡?
答案:(1)无用细胞,如蝌蚪变成青蛙时,尾细胞的退化。(2)发育不正常的细胞。
(3)有害细胞,如病毒感染的细胞。(4)衰老细胞,如人的成熟红细胞120 d后自然死亡。
2、同样是血细胞,白细胞与红细胞的功能不同,凋亡的速率也不一样,白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗?请结合这一事例说明细胞凋亡的生物学意义。
答案:细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的功能是吞噬病菌等,所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行,而且在维持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。
检测反馈
例题1 (2025·南京阶段练习)下列关于细胞衰老的相关叙述正确的是( )
A.衰老细胞内水分减少,细胞体积与细胞核体积均减小
B.在细胞衰老过程中,细胞内酶的活性均下降
C.细胞衰老的原因可能是端粒内侧正常DNA序列受损导致的
D.当自由基攻击DNA时可能会引起雪崩式反应,导致细胞衰老加剧
解析:衰老细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质收缩,染色加深,A错误;在细胞衰老过程中,多种酶并非所有酶的活性都会下降,有些酶的活性在细胞衰老过程中可能会增加,B错误;端粒是染色体末端的重复序列,它们在细胞分裂过程中逐渐缩短,当端粒缩短到一定程度时,细胞就会进入衰老状态。此外,端粒内侧的DNA序列如果受损,也可能导致细胞衰老,C正确;当自由基攻击细胞膜上的磷脂时,也会产生自由基,从而引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大,D错误。
答案:C
训练1 (2025·淮安期末)关于细胞衰老,下列叙述正确的是( )
A.细胞核的体积减小,染色质收缩、染色加深
B.细胞内各种代谢反应速率都减慢
C.细胞内所有的酶活性降低,呼吸速率减慢
D.细胞内色素积累,物质交换和信息交流受阻
解析:细胞衰老时,细胞核体积增大而非减小,染色质收缩、染色加深,A错误;细胞衰老时,并非所有代谢反应速率都减慢,如与细胞衰老有关的酶活性可能升高,B错误;并非所有酶活性均降低,如与细胞衰老相关的酶活性可能增强,C错误;细胞内色素(如脂褐素)积累会阻碍物质运输和信息传递,且细胞膜通透性改变导致物质交换效率下降,D正确。
答案:D
例题2 (2025·淮安期末)关于细胞凋亡与坏死,下列叙述错误的是( )
A.清除被病原体感染的细胞属于细胞凋亡
B.细胞凋亡对机体稳态的维持具有重要作用
C.细胞凋亡是被动的过程,无新蛋白质的合成,不耗能
D.细胞坏死过程中,细胞质膜破裂、胞浆外溢
解析:清除被病原体感染的细胞是由基因调控的主动死亡过程,属于细胞凋亡,对机体有利,A正确;细胞凋亡通过清除异常或多余细胞维持组织稳态(如胚胎发育、免疫调节),B正确;细胞凋亡是主动过程,需基因表达合成相关酶(如凋亡蛋白酶),且消耗能量,C错误;细胞坏死是外界损伤导致的被动死亡,细胞质膜破裂、内容物外溢并引发炎症,D正确。
答案:C
训练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
解析:a 类干细胞分裂产生的子细胞,一部分继续保持干细胞的状态,另一部分分化成 b 类或 c 类细胞,并非都继续分化成 b 类或 c 类细胞,A错误;压力应激引起 a 类干细胞质膜通透性改变,会影响细胞内的正常代谢等,可促使干细胞衰老,B正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,对机体是有利的,细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,对机体是有害的,所以 c 类细胞凋亡和坏死对细胞外液的影响不同,C正确;细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输等多种生命活动密切相关,3 类不同功能的细胞都需要细胞骨架发挥作用,都表达细胞骨架基因,D正确。
答案:A
例题3 (2025·南通模拟预测)人体内的巨噬细胞由造血干细胞分裂、分化而来。相关叙述错误的是( )
A.造血干细胞分裂时,染色体复制并平均分配到子细胞中
B.造血干细胞分化为巨噬细胞的过程中RNA种类发生改变
C.巨噬细胞衰老过程中,细胞核体积减小,酶活性下降
D.在缺乏营养的情况下,巨噬细胞会出现细胞自噬现象
解析:造血干细胞进行有丝分裂时,染色体在分裂间期进行复制,在分裂期平均分配到子细胞中,保证了亲子代细胞遗传物质的稳定性,A正确;造血干细胞分化为巨噬细胞的过程中,由于基因的选择性表达,不同基因转录形成的 RNA 种类发生改变,B正确;巨噬细胞衰老过程中,细胞核体积增大,而不是减小,多种酶活性下降,C错误;在缺乏营养的情况下,巨噬细胞会通过细胞自噬分解自身的一些成分来获得营养,以维持细胞的生存,D正确。
答案:C
训练3 (2025·泰州阶段练习)细胞的死亡可以分为细胞坏死、细胞凋亡等。细胞凋亡可以清除老化、受损的细胞,从而为新细胞生长提供再生空间;细胞坏死是细胞受到急性强力伤害时出现的反应,易引起周围组织炎症反应。下列叙述正确的是( )
A.被病原体感染的细胞的清除也属于细胞凋亡
B.细胞凋亡、细胞坏死受基因控制,细胞癌变不受基因控制
C.细胞凋亡和坏死都有利于维持生物体内部环境的稳定
D.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质的参与
解析:在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的,A正确;细胞凋亡、细胞癌变受基因控制,细胞坏死不受基因控制,B错误;细胞坏死会导致炎症反应,不利于维持生物体内部环境的稳定,C错误;细胞凋亡过程中控制凋亡的基因表达,需要新合成的蛋白质参与调控,D错误。
答案:A
小结反思
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