2022-2023學年浙科版（2019）必修一 4.3　細胞凋亡是編程性死亡 學案

11/11第三節(jié)細胞凋亡是編程性死亡課標內容要求核心素養(yǎng)對接描述在正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程。舉例說明細胞的分化、衰老、死亡等生命現(xiàn)象。(生命觀念、科學探究、社會責任)一、衰老細胞的結構和代謝產生異常1．衰老的概念衰老又稱老化，通常指生物個體發(fā)育成熟后，隨著年齡的增加，機能減退，內環(huán)境穩(wěn)定性下降，趨向死亡的不可逆的現(xiàn)象。2．衰老現(xiàn)象衰老和死亡是生命的基本現(xiàn)象，生命的更新、種族的延續(xù)就是在生與死的交替中進行的。細胞衰老是細胞生命活動的必然規(guī)律。3．衰老的意義生物體內的細胞不斷地衰老和死亡，同時又有增殖產生的新細胞來代替它們。4．衰老的特征衰老細胞各種結構及其功能總體上呈衰退變化。例如，膜脂氧化導致細胞膜流動性降低；細胞質色素積累、空泡形成；細胞核體積增大，染色加深，核膜內陷，染色質凝聚、碎裂、溶解；DNA的功能受抑制，RNA含量降低；蛋白質合成下降，酶的活性降低；線粒體的數(shù)量隨年齡增大而減少，體積則隨年齡增加而變大；呼吸變慢等。5．細胞衰老的機制總的來說，細胞衰老是各種細胞成分在受到內、外環(huán)境的損傷作用后，因缺乏完善的修復，使遺傳物質的“差錯”積累所致。引起細胞衰老的內、外因素很多，例如，DNA分子中某些片斷的長度，與細胞增殖次數(shù)密切相關的“端粒DNA”長度；一些與衰老相關基因的活化；細胞代謝產物積累到一定量后會危害細胞，引起衰老，如哺乳動物脂褐質的沉積；化學性質活潑的自由基攻擊生物體內的DNA、蛋白質和脂類等大分子物質，造成損傷。二、衰老細胞的死亡受基因的調控1．細胞凋亡的概念細胞凋亡，是由某種基因引發(fā)的，這種嚴格受基因調控的死亡，屬于正常的生理性變化，不同于病變或傷害導致的病理性死亡。2．細胞凋亡的表現(xiàn)細胞凋亡的表現(xiàn)包括：染色質聚集、分塊、位于核膜上；胞質凝縮；DNA被有規(guī)律地降解為大小不同的片斷，最后核斷裂，細胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體；凋亡小體內有結構完整的細胞器，還有凝縮的染色質，可被鄰近細胞吞噬、消化。細胞凋亡因始終有膜封閉，沒有內溶物釋放，故不會引起炎癥。3．細胞亡的意義動物的正常發(fā)育中都有細胞凋亡現(xiàn)象。例如，蝌蚪在發(fā)育過程中，尾和鰓都在一定時期消失，就是通過細胞凋亡實現(xiàn)的。再如，人胚胎發(fā)育過程中會產生過量的神經細胞，需要調整神經細胞的數(shù)量，使之與受神經細胞支配的細胞數(shù)量相適應，以保證神經系統(tǒng)對生命活動的精確調節(jié)。這種調整也是通過細胞凋亡實現(xiàn)的。4．細胞凋亡的普遍性在發(fā)育過程中或成熟組織中，發(fā)生凋亡的細胞數(shù)量是驚人的。細胞凋亡在植物體內也普遍存在。判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．細胞衰老的過程中，細胞的形態(tài)、結構、生理和生化等方面均發(fā)生變化。 ()2．機體自我修復能力在一生中不會發(fā)生改變。 ()3．細胞死亡與機體死亡同步進行。 ()4．脊椎動物神經系統(tǒng)的發(fā)育過程中，沒有細胞凋亡。 ()5．植物胚發(fā)育過程中胚柄的退化、單性植物中花器官的退化等屬于細胞凋亡。 ()提示：1.√2．×隨著年齡的增加，機體自我修復能力下降。3．×正常的組織中，經常發(fā)生“正常”的細胞死亡。4．×約有50%的細胞凋亡。5．√細胞的衰老1．衰老細胞特征的歸納一大：細胞核變大，染色質收縮、染色加深。一小：細胞內水分減少，體積變小，代謝速率減慢。一多：細胞內色素逐漸積累、增多。兩低：膜的物質運輸功能降低，有些酶的活性降低。2．個體衰老與細胞衰老的對應關系個體衰老表現(xiàn)對應的細胞衰老原因皮膚干燥、發(fā)皺細胞內水分減少，體積減小頭發(fā)變白細胞內的酶活性降低老年斑細胞內色素(脂褐素)的累積無力細胞內呼吸速率減慢吸收能力下降細胞膜通透性功能改變由表看出：人體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。合作探究：科學家為了探究影響細胞衰老的因素，進行了如下實驗。實驗Ⅰ：分別在相同的條件下，體外培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞，結果如表所示。細胞來源胎兒中年人老年人增殖代數(shù)50202～4實驗Ⅱ：分別將鼠、雞、人和龜?shù)捏w細胞在體外培養(yǎng)，結果如圖所示。實驗Ⅲ：將年輕細胞的細胞核移植到去核的年老細胞中，在體外培養(yǎng)重組細胞，結果重組細胞分裂活動增強；將年老細胞的細胞核移植到去核的年輕細胞中，在相同條件下培養(yǎng)重組細胞，結果重組細胞分裂活動減弱。1．實驗Ⅰ說明了什么？提示：實驗Ⅰ說明隨著生物體年齡的增長，細胞分裂能力減弱。2．實驗Ⅱ說明了什么？提示：實驗Ⅱ說明細胞分裂次數(shù)與物種特異性有關，一般壽命越長的物種體細胞分裂的次數(shù)越多。3．實驗Ⅲ說明了什么？提示：實驗Ⅲ說明細胞核是決定細胞衰老的重要因素。4．根據上述實驗可知影響細胞衰老的因素有哪些？提示：根據上述實驗可知影響細胞衰老的因素有生物體的年齡、物種和細胞核等。1．細胞衰老是一種正常的生命現(xiàn)象。人的腸道上皮細胞在衰老過程中不會出現(xiàn)的變化是()A．細胞內有些酶活性降低B．細胞內線粒體數(shù)量增多C．細胞內細胞核體積增大D．細胞內呼吸速率減慢B[根據分析可知，人的腸道上皮細胞在衰老過程中有些酶活性降低，但部分與細胞凋亡有關的酶活性增強；細胞內線粒體數(shù)量減少，導致呼吸速率減慢；細胞內細胞核體積增大，染色質固縮。]2．下列關于人體細胞的敘述，錯誤的是()A．人的正常體細胞的分裂次數(shù)是有限的B．自由基攻擊蛋白質可以引起細胞衰老C．細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除D．衰老細胞代謝速率加快是細胞內水分減少引起的D[人的正常體細胞最大分裂次數(shù)為50～260次，A項正確；自由基攻擊蛋白質可引起細胞衰老，B項正確；細胞中衰老的細胞器會被溶酶體清除，C項正確；衰老細胞代謝速率減慢，D項錯誤。]3．在檢測某種生物個體的某組織時，發(fā)現(xiàn)該組織細胞內的水分減少，多種酶的催化效率降低，那么該組織細胞最可能出現(xiàn)的變化還有()①細胞呼吸速率減慢，細胞核體積增大②細胞體積變大，細胞內色素積累③細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低④能繼續(xù)分化，具有發(fā)育成完整個體的潛能A．①②B．③④C．①③D．②③C[該組織細胞內的水分減少，多種酶的催化效率降低，說明該組織細胞為衰老細胞。細胞呼吸速率減慢，細胞核體積增大是衰老細胞的特征，①正確；細胞體積變小，細胞內色素積累是衰老細胞的特征，②錯誤；細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低是衰老細胞的特征，③正確；衰老細胞為已分化的細胞，不能繼續(xù)分化，④錯誤。]細胞的凋亡1．細胞凋亡與人體健康(1)正常的細胞凋亡可以保證人體的正常發(fā)育和身體各個器官功能的正常發(fā)揮。(2)不正常的細胞凋亡會導致許多疾病的發(fā)生。①腫瘤的發(fā)生、自身免疫疾病等與細胞凋亡不足有關。②帕金森氏綜合征、再生障礙性貧血等與細胞凋亡過度有關。2．判斷細胞凋亡與細胞壞死的技巧(1)從方式看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主動結束生命活動→細胞凋亡,被動結束生命活動→細胞壞死))(2)從結果看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(對生物體是有利的→細胞凋亡,對生物體是有害的→細胞壞死))合作探究：分析細胞死亡的兩種類型：(1)結合細胞器的知識思考，人的胚胎時期尾的消失、人類指間細胞的自動死亡這些細胞凋亡現(xiàn)象與細胞中的哪種細胞器有直接關系？為什么？提示：溶酶體。溶酶體內有多種水解酶，能夠使自動死亡的細胞發(fā)生分解。(2)某人因長期吸煙，導致肺部局部細胞病變死亡，屬于細胞凋亡嗎？提示：不屬于，屬于細胞壞死。(3)影響細胞凋亡和細胞壞死的因素相同嗎？若不同，分析影響兩者的主要因素分別是什么。提示：不同。細胞凋亡的主要因素是內因——遺傳物質控制；細胞壞死則是外因——種種不利因素引起。1．下列敘述與細胞凋亡無關的是()A．胚胎發(fā)育中神經細胞的形成B．胚胎發(fā)育中神經細胞數(shù)量調整C．植物通氣組織的形成D．單性植物花器官退化A[胚胎發(fā)育中神經細胞的形成是細胞分化的結果，與細胞凋亡無關，A符合題意；人胚胎發(fā)育過程中對產生過量的神經細胞進行調整是通過細胞凋亡實現(xiàn)的，B不符合題意；細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，植物體內通氣組織的形成與細胞凋亡有關，C不符合題意；單性植物中花器官的退化屬于細胞凋亡，通過細胞凋亡完成正常發(fā)育，D不符合題意。]2．IAPs是細胞內一種控制細胞凋亡的物質，其作用原理是與細胞凋亡酶結合從而達到抑制細胞凋亡的目的。IAPs的核心結構是RING區(qū)域，如果去掉該區(qū)域，則能有效地促進更多的細胞凋亡。下列相關說法中，錯誤的是()A．細胞凋亡是由基因決定的細胞編程性死亡B．去掉癌細胞中IAPs的RING區(qū)域，可有效地促進癌細胞凋亡C．IAPs的合成可以不受基因的控制D．細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除，也是通過細胞凋亡完成的C[細胞內物質的合成和分解都受到細胞內基因的控制，既然IAPs是細胞內一種控制細胞凋亡的物質，那么其合成也受基因的控制，C項錯誤。]3．下列關于細胞衰老和凋亡的敘述，正確的是()A．衰老細胞的分化程度較低B．衰老細胞內RNA含量降低C．細胞凋亡受基因控制而不受環(huán)境影響D．細胞衰老和凋亡即個體的衰老和凋亡B[衰老的細胞一般分化程度高，A錯誤；衰老的細胞內染色體固縮，影響基因的表達，所以衰老細胞內RNA含量降低，B正確；細胞凋亡受基因控制但也受環(huán)境的影響，C錯誤；單細胞生物細胞衰老即個體衰老，但多細胞生物個體衰老時細胞普通衰老，還有一部分細胞不衰老，D錯誤。][課堂小結]知識網絡構建核心語句背誦1.衰老又稱老化，通常指生物個體發(fā)育成熟后，隨著年齡的增加，機能減退，內環(huán)境穩(wěn)定性下降，趨向死亡的不可逆的現(xiàn)象。2.衰老和死亡是生命的基本現(xiàn)象，生命的更新、種族的延續(xù)就是在生與死的交替中進行的。細胞衰老是細胞生命活動的必然規(guī)律。3.衰老細胞各種結構及其功能總體上呈衰退變化。例如，膜脂氧化導致細胞膜流動性降低；細胞質色素積累、空泡形成；細胞核體積增大；DNA的功能受抑制，RNA含量降低；蛋白質合成下降，酶的活性降低；線粒體的數(shù)量隨年齡增大而減少，體積則隨年齡增加而變大；呼吸變慢等。4.總的來說，細胞衰老是各種細胞成分在受到內、外環(huán)境的損傷作用后，因缺乏完善的修復，使遺傳物質的“差錯”積累所致。5.細胞凋亡，是由某種基因引發(fā)的，這種嚴格受基因調控的死亡，屬于正常的生理性變化，不同于病變或傷害導致的病理性死亡。6.動物的正常發(fā)育中都有細胞凋亡現(xiàn)象。在發(fā)育過程中或成熟組織中，發(fā)生凋亡的細胞數(shù)量是驚人的。細胞凋亡在植物體內也普遍存在。1．下列不屬于細胞衰老特征的是()A．多種酶活性降低 B．線粒體體積減小C．呼吸變慢 D．細胞核體積增大B[衰老的細胞內多種酶的活性降低，例如，頭發(fā)基部的黑色素細胞衰老時，細胞內的酪氨酸酶活性降低使黑色素合成減少，出現(xiàn)白發(fā)，A不符合題意；衰老細胞的線粒體體積不一定減小，B符合題意；衰老細胞的細胞呼吸速率會減慢，線粒體數(shù)量減少，C不符合題意；衰老的細胞中，細胞核體積增大，核膜內折，染色質收縮，染色加深，D不符合題意。]2．植物在胚胎發(fā)育過程中，胚柄的退化屬于()A．細胞分化 B．細胞衰老C．細胞凋亡 D．細胞癌變C[植物在胚胎發(fā)育過程中，胚柄的退化是正常的生命現(xiàn)象，是基因控制下的編程性死亡，所有的植物都會發(fā)生，屬于細胞凋亡，故選C。]3．下列關于細胞凋亡的敘述，錯誤的是()A．細胞凋亡雖是細胞發(fā)育過程中的必然步驟，但是可以通過一定的手段避免B．所有動物的正常發(fā)育中都有一些細胞要發(fā)生凋亡C．細胞凋亡對于完成人體的正常發(fā)育具有重要作用D．蝌蚪在發(fā)育過程中，尾部細胞將發(fā)生凋亡，從而使其能轉變成正常的成體蛙A[細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，是細胞發(fā)育過程中的正常的生命活動，因此不能通過一定的手段避免，A錯誤；所有動物的正常發(fā)育中都有一些細胞要發(fā)生凋亡，細胞凋亡貫穿于整個生命歷程，B正確；細胞凋亡對生物正常的個體發(fā)育、生命活動穩(wěn)定狀態(tài)的維持以及抵御外界各種因素的干擾等方面，具有重要作用，C正確；蝌蚪尾的消失是通過尾部細胞凋亡實現(xiàn)的，從而使其能轉變成正常的成體蛙，D正確。]4．下列有關細胞衰老與凋亡的敘述中，正確的是()A．環(huán)境中的某些物質導致機體細胞死亡就是凋亡B．凋亡的細胞中基因不再表達C．衰老的細胞酶活性下降，代謝減弱D．細胞衰老就意味著個體的衰老C[環(huán)境中的某些物質，如重金屬、酸、堿等導致的細胞非正常死亡，稱為細胞壞死，A錯誤；細胞凋亡是細胞編程性死亡，是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，B錯誤；衰老的細胞酶的活性降低，代謝速率減慢，C正確；對單細胞生物來說，細胞的衰老就是個體的衰老，但對多細胞生物來說，細胞的衰老并不意味著個體的衰老，D錯誤。]5．如圖為細胞重要的生命活動圖解。請據圖回答下面的問題。(1)A、B、C、D中，染色體結構動態(tài)變化主要發(fā)生在________________過程中。(2)細胞分化是個體發(fā)育的基礎，就同一個個體來說，乳腺細胞與心肌細胞的遺傳信息________________，形態(tài)、結構和生理功能不同，這是因為________________。(3)李白有詩云：“君不見高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪。”導致這種變化的原因是____________________________________。(4)對于人體來說，在A、B、C、D四項生命活動中，有積極意義的是________________。解析：(1)在細胞增殖、分化