内容正文:
第6章 细胞的生命历程
高中生物必修1 分子与细胞
第6章 细胞的生命历程
第3节 细胞的衰老和死亡
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第6章 细胞的生命历程
一、细胞衰老
1.细胞衰老的过程
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。
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2.衰老细胞的特征
(1)衰老细胞代谢的变化:
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(2)衰老细胞细胞核的变化:
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3.细胞衰老的原因
(1)自由基学说:
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(2)端粒学说:
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4.细胞衰老与个体衰老的关系
(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:
①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。
②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。
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5.细胞衰老的意义
细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
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第6章 细胞的生命历程
微判断1 基于对细胞衰老的认识,判断下列表述是否正确。
1.衰老细胞内染色质收缩影响DNA分子的复制。( )
2.细胞衰老过程中,酶活性降低,细胞核体积变小。( )
3.根据端粒学说可推测,同一种体细胞的端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。( )
4.自由基只有攻击蛋白质时才会导致细胞衰老。( )
5.衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态。( )
6.多细胞生物幼嫩的个体中也含衰老细胞。( )
√
×
√
×
×
√
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第6章 细胞的生命历程
微训练1
1.细胞衰老的原因中,被大家普遍接受的是( )
①生物生命活动中产生了大量自由基 ②细胞中的营养物质无法正常供应 ③细胞中产生的代谢废物大量积累 ④染色体上的端粒不断被“截”短
A.①③ B.②④ C.①④ D.③④
答案:C
解析:关于细胞衰老的原因,目前被大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
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2.大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内
( )
A.物质转运加速
B.新陈代谢加快
C.呼吸速率加快
D.与黑色素合成有关的酶活性降低
答案:D
解析:与黑色素合成有关的酶活性降低,黑色素合成减少,致使老年人头发变白。
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二、细胞的死亡
1.细胞凋亡(细胞死亡的一种主要方式)
(1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。
(2)类型:
①生长发育过程中某些细胞的死亡。
②细胞的自然更新。
③某些被病原体感染的细胞的清除。
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(3)意义:
①完成正常发育。
②维持内部环境的稳定。
③抵御外界各种因素的干扰。
2.细胞坏死
在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
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第6章 细胞的生命历程
微判断2 基于对细胞死亡的认识,判断下列表述是否正确。
1.在细胞凋亡过程中,细胞内酶的活性均降低。( )
2.细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。( )
3.细胞坏死对生物体是不利的。( )
4.衰老的细胞被溶酶体清除属于细胞坏死。( )
5.细胞死亡是细胞凋亡的同义词。( )
×
×
√
×
×
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第6章 细胞的生命历程
微训练2
1.下列不属于细胞凋亡实例的是( )
A.蝌蚪长到一定程度后尾巴消失了
B.人皮肤表皮细胞的脱落
C.清除被病原体感染的细胞
D.脑细胞因缺血而死亡
答案:D
解析:脑细胞因缺血而死亡,是由外因引起的一种非生理性的不正常死亡。
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2.在蝌蚪发育成青蛙的过程中,对尾部消失起主要作用的细胞器是( )
A.溶酶体 B.中心体
C.线粒体 D.高尔基体
答案:A
解析:与细胞凋亡关系最为密切的细胞器是溶酶体。
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三、细胞自噬
1.概念
在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。
2.对象
受损或功能退化的细胞结构等。
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3.类型
(1)在营养缺乏时,获得维持生存所需的物质和能量。
(2)在细胞受到损伤或细胞衰老时,清除受损或衰老的细胞器。
(3)在微生物入侵时,清除感染的微生物和毒素。
4.意义
人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关,因此,细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
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一 细胞的衰老
问题探究
古人有诗云:“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。请思考并回答下列问题。
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(1)请从细胞衰老的角度分析,老年人出现白发、“老年斑”的原因是什么?
提示:老年人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,头发变白。衰老的细胞内色素积累,导致老年人出现“老年斑”。
(2)与年轻人相比,老年人一般体温略低,反应变慢,肌肉的收缩力降低,原因是什么?
提示:衰老细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
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(3)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。
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(4)自由基学说认为衰老过程中的退行性变化是由细胞正常代谢过程中产生的自由基造成的。自由基为什么能够促使细胞衰老?
提示:自由基能够攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,导致细胞衰老。
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第6章 细胞的生命历程
归纳总结
1.多细胞生物个体衰老与细胞衰老的对应关系
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少,体积减小
头发变白 细胞内相关酶的活性降低
老年斑 细胞内色素的积累
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性改变
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第6章 细胞的生命历程
由上表可以看出,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。
2.分子或结构的变化及对功能的影响
(1)自由水减少→代谢速率减慢。
(2)酶的结构改变→酶的活性降低→细胞的代谢速率减慢。
(3)色素逐渐积累→妨碍细胞内物质的交流和传递。
(4)细胞膜通透性改变→物质运输功能降低。
(5)染色质收缩→影响DNA分子的复制、转录。
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第6章 细胞的生命历程
3.细胞衰老的原因
(1)自由基学说:
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(2)端粒学说:
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典例剖析
【例1】 细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,有利于机体更好地实现自我更新。下图是细胞衰老的自由基学说示意图。
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第6章 细胞的生命历程
下列有关叙述错误的是( )
A.①②过程的作用效果会引起细胞内生物膜面积减小
B.③过程会使酪氨酸酶活性升高
C.④过程可能引起遗传物质发生改变
D.⑤可以是辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等
答案:B
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第6章 细胞的生命历程
解析:①过程表示自由基攻击磷脂分子,破坏细胞内的生物膜结构,由于产物同样是自由基(②过程),会导致自由基数量增加,进而引起生物膜面积减小,A项正确。③过程自由基攻击细胞合成的蛋白质,可使酪氨酸酶的活性降低,细胞新陈代谢的速率减小,B项错误。④过程表示自由基攻击DNA,可能引起DNA结构发生改变,C项正确。辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应会使细胞产生自由基,D项正确。
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第6章 细胞的生命历程
学以致用
1.细胞衰老过程中,细胞内的生理状态和化学反应会发生复杂的变化。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和生理功能发生变化
B.衰老的细胞内色素积累,妨碍细胞内物质的交流和传递
C.衰老的细胞中多种酶的活性降低,新陈代谢速率减慢
D.细胞衰老发生在老年人体内,成年人体内不发生
解析:细胞衰老普遍发生在生物体发育的各个阶段,D项错误。
D
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第6章 细胞的生命历程
二 细胞的死亡
问题探究
下图是青蛙的变态发育示意图。在发育过程中,蝌蚪的尾巴会逐渐消失。请分析并回答下列问题。
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第6章 细胞的生命历程
(1)蝌蚪尾巴的消失属于哪种生命现象?与哪种细胞器的关系最密切?
提示:细胞凋亡。与溶酶体的关系最密切。
(2)一只蝌蚪被捕食者攻击时尾部受到损伤,而后溃烂消失。这与(1)所述现象相同吗?这是什么原因导致的?
提示:不相同。这属于细胞坏死,是由外部不利因素导致的细胞非正常死亡。
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第6章 细胞的生命历程
(3)蝌蚪尾部细胞在发育过程中逐渐死亡消失,这一死亡机制是由什么来调控的?
提示:细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。
(4)细胞凋亡在生物体的生长发育中有什么作用?
提示:细胞凋亡对于生物体生长发育中组织、器官以及个体形态的建立具有重要的意义。
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第6章 细胞的生命历程
归纳总结
1.细胞凋亡机制的图解与分析
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第6章 细胞的生命历程
(1)图中过程①说明细胞凋亡有特异性,体现了生物膜的信息传递功能。
(2)图中过程②说明,从分子水平上看,凋亡是相关基因的选择性表达,有新蛋白质合成;从细胞水平上看,凋亡过程中,以小泡形式形成由膜包被的凋亡小体,体现了膜的流动性。
(3)图中过程③表示吞噬细胞吞噬凋亡小体而发生细胞内消化,此过程需要溶酶体参与。
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第6章 细胞的生命历程
2.细胞凋亡与细胞坏死的比较
比较项目 细胞凋亡 细胞坏死
原因 正常的生理变化 病理性变化或剧烈损伤
调节过程 受基因调控 被动进行
范围 多为单个细胞 大片组织或成群细胞
炎症反应 不释放细胞内容
物,不引起炎症反应 释放细胞内容物,
引起周围炎症反应
对机体的影响 对机体有利 对机体有害
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第6章 细胞的生命历程
典例剖析
【例2】下列有关细胞凋亡与细胞坏死的说法,错误的是
( )
A.细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
B.细胞坏死是细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
C.凋亡细胞中可以发现与细胞凋亡有关的酶
D.细胞凋亡过程失控可以延长生物体的寿命
答案:D
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第6章 细胞的生命历程
解析:细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用,细胞凋亡失控不利于延长生物体的寿命。
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第6章 细胞的生命历程
学以致用
2.研究发现多细胞的秀丽隐杆线虫在个体发育过程中,有131个细胞都以一种不变的方式,在固定的发育时间和固定位置消失,这对研究细胞的死亡过程有重要意义。
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第6章 细胞的生命历程
下列有关叙述错误的是( )
A.细胞凋亡过程中有基因的选择性表达
B.消失的细胞是在特定条件下被动死亡的过程
C.与细胞凋亡过程有关的细胞器有核糖体、线粒体、溶酶体等
D.秀丽隐杆线虫体内所有活细胞中,某些基因可能都处于活跃的表达状态
答案:B
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第6章 细胞的生命历程
解析:多细胞的秀丽隐杆线虫在个体发育过程中,有131个细胞都以一种不变的方式,在固定的发育时间和固定位置消失,属于细胞凋亡,细胞凋亡是一种程序性(主动)死亡的过程。
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第6章 细胞的生命历程
1.下列关于细胞衰老特征的叙述,错误的是( )
A.细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低
B.细胞核体积增大,染色质收缩
C.细胞内多种酶的活性降低
D.人的衰老细胞萎缩,体积变大
答案:D
解析:衰老的细胞因水分减少而萎缩,体积变小。
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第6章 细胞的生命历程
2.下列有关人体内细胞的生命历程的叙述,错误的是( )
A.每天都会有大量表皮细胞凋亡脱落
B.同种细胞增殖、分化后遗传信息将发生改变
C.衰老的细胞体积变小,但其细胞核会增大
D.死亡的细胞,其细胞膜的选择透过性将丧失
答案:B
解析:同种细胞增殖、分化后遗传信息不会发生改变。
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第6章 细胞的生命历程
3.下图为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析下列叙述,错误的是( )
A.①过程表明细胞凋亡
是特异性的,体现了生物
膜的信息交流功能
B.细胞凋亡受基因控制
C.②过程中凋亡细胞被吞噬,表明细胞凋亡是被动死亡过程
D.凋亡相关基因是机体固有的,在动物生长发育过程中发挥重要作用
C
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第6章 细胞的生命历程
解析:①过程是凋亡诱导因子与膜受体发生特异性结合,表明细胞凋亡具有特异性,体现了生物膜的信息传递功能。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡是在动物生长发育过程中某些固有基因选择性表达的结果。
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第6章 细胞的生命历程
4.细胞自噬能快速提供燃料供应能量,或者提供材料来更新细胞组分,因此在细胞面对饥饿时,细胞自噬发挥着不可或缺的作用。在细胞自噬过程中溶酶体扮演着非常重要的角色。下列相关叙述正确的是( )
A.受损的线粒体功能逐渐退化,会直接影响葡萄糖的氧化分解
B.溶酶体中水解酶的合成与加工需要经过核糖体、内质网和高尔基体
C.当细胞养分不足时,细胞的自噬作用一般会减弱
D.人工破坏溶酶体的膜可加速细胞自噬过程
B
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第6章 细胞的生命历程
解析:葡萄糖的氧化分解发生在有氧呼吸的第一阶段,场所是细胞质基质,线粒体功能退化,不会直接影响葡萄糖的氧化分解,A项错误。溶酶体内水解酶的化学本质为蛋白质,由核糖体合成,并经过内质网和高尔基体的一系列加工,B项正确。当细胞养分不足时,细胞的自噬作用可能增强,以获得维持生存所需的物质和能量,C项错误。若人工破坏溶酶体膜可释放溶酶体内的酶,会对细胞结构造成明显的破坏,甚至使细胞死亡,这不属于细胞自噬,D项错误。
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第6章 细胞的生命历程
5.人在胚胎时期,要经历有尾的阶段,后来尾部细胞自动死亡,尾才消失。请回答下列问题。
(1)人胚胎发育的起点是 ,尾部细胞的生成所依靠的细胞增殖方式是 。
(2)尾部细胞与头部细胞在形态、结构和生理功能上发生了差异,这是 的结果,但它们的细胞核中的
是相同的。
(3)尾部细胞后来自动死亡,称为 。此过程受到严格的由 决定的程序性调控,是一种程序性死亡。
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第6章 细胞的生命历程
答案:(1)受精卵 有丝分裂
(2)细胞分化(基因选择性表达) 遗传物质
(3)细胞凋亡 遗传机制
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