2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 4.3　細(xì)胞凋亡是編程性死亡 學(xué)案

11/11第三節(jié)細(xì)胞凋亡是編程性死亡課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對(duì)接描述在正常情況下，細(xì)胞衰老和死亡是一種自然的生理過程。舉例說明細(xì)胞的分化、衰老、死亡等生命現(xiàn)象。(生命觀念、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任)一、衰老細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和代謝產(chǎn)生異常1．衰老的概念衰老又稱老化，通常指生物個(gè)體發(fā)育成熟后，隨著年齡的增加，機(jī)能減退，內(nèi)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(jìn)行的。細(xì)胞衰老是細(xì)胞生命活動(dòng)的必然規(guī)律。3．衰老的意義生物體內(nèi)的細(xì)胞不斷地衰老和死亡，同時(shí)又有增殖產(chǎn)生的新細(xì)胞來代替它們。4．衰老的特征衰老細(xì)胞各種結(jié)構(gòu)及其功能總體上呈衰退變化。例如，膜脂氧化導(dǎo)致細(xì)胞膜流動(dòng)性降低；細(xì)胞質(zhì)色素積累、空泡形成；細(xì)胞核體積增大，染色加深，核膜內(nèi)陷，染色質(zhì)凝聚、碎裂、溶解；DNA的功能受抑制，RNA含量降低；蛋白質(zhì)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(xì)胞衰老的機(jī)制總的來說，細(xì)胞衰老是各種細(xì)胞成分在受到內(nèi)、外環(huán)境的損傷作用后，因缺乏完善的修復(fù)，使遺傳物質(zhì)的“差錯(cuò)”積累所致。引起細(xì)胞衰老的內(nèi)、外因素很多，例如，DNA分子中某些片斷的長(zhǎng)度，與細(xì)胞增殖次數(shù)密切相關(guān)的“端粒DNA”長(zhǎng)度；一些與衰老相關(guān)基因的活化；細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累到一定量后會(huì)危害細(xì)胞，引起衰老，如哺乳動(dòng)物脂褐質(zhì)的沉積；化學(xué)性質(zhì)活潑的自由基攻擊生物體內(nèi)的DNA、蛋白質(zhì)和脂類等大分子物質(zhì)，造成損傷。二、衰老細(xì)胞的死亡受基因的調(diào)控1．細(xì)胞凋亡的概念細(xì)胞凋亡，是由某種基因引發(fā)的，這種嚴(yán)格受基因調(diào)控的死亡，屬于正常的生理性變化，不同于病變或傷害導(dǎo)致的病理性死亡。2．細(xì)胞凋亡的表現(xiàn)細(xì)胞凋亡的表現(xiàn)包括：染色質(zhì)聚集、分塊、位于核膜上；胞質(zhì)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(xì)胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體；凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器，還有凝縮的染色質(zhì)，可被鄰近細(xì)胞吞噬、消化。細(xì)胞凋亡因始終有膜封閉，沒有內(nèi)溶物釋放，故不會(huì)引起炎癥。3．細(xì)胞亡的意義動(dòng)物的正常發(fā)育中都有細(xì)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(shí)期消失，就是通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的。再如，人胚胎發(fā)育過程中會(huì)產(chǎn)生過量的神經(jīng)細(xì)胞，需要調(diào)整神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量，使之與受神經(jīng)細(xì)胞支配的細(xì)胞數(shù)量相適應(yīng)，以保證神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)生命活動(dòng)的精確調(diào)節(jié)。這種調(diào)整也是通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的。4．細(xì)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(xì)胞數(shù)量是驚人的。細(xì)胞凋亡在植物體內(nèi)也普遍存在。判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．細(xì)胞衰老的過程中，細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和生化等方面均發(fā)生變化。 ()2．機(jī)體自我修復(fù)能力在一生中不會(huì)發(fā)生改變。 ()3．細(xì)胞死亡與機(jī)體死亡同步進(jìn)行。 ()4．脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中，沒有細(xì)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(xì)胞凋亡。 ()提示：1.√2．×隨著年齡的增加，機(jī)體自我修復(fù)能力下降。3．×正常的組織中，經(jīng)常發(fā)生“正?！钡募?xì)胞死亡。4．×約有50%的細(xì)胞凋亡。5．√細(xì)胞的衰老1．衰老細(xì)胞特征的歸納一大：細(xì)胞核變大，染色質(zhì)收縮、染色加深。一小：細(xì)胞內(nèi)水分減少，體積變小，代謝速率減慢。一多：細(xì)胞內(nèi)色素逐漸積累、增多。兩低：膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能降低，有些酶的活性降低。2．個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的對(duì)應(yīng)關(guān)系個(gè)體衰老表現(xiàn)對(duì)應(yīng)的細(xì)胞衰老原因皮膚干燥、發(fā)皺細(xì)胞內(nèi)水分減少，體積減小頭發(fā)變白細(xì)胞內(nèi)的酶活性降低老年斑細(xì)胞內(nèi)色素(脂褐素)的累積無力細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢吸收能力下降細(xì)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(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程。合作探究：科學(xué)家為了探究影響細(xì)胞衰老的因素，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(xì)胞，結(jié)果如表所示。細(xì)胞來源胎兒中年人老年人增殖代數(shù)50202～4實(shí)驗(yàn)Ⅱ：分別將鼠、雞、人和龜?shù)捏w細(xì)胞在體外培養(yǎng)，結(jié)果如圖所示。實(shí)驗(yàn)Ⅲ：將年輕細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的年老細(xì)胞中，在體外培養(yǎng)重組細(xì)胞，結(jié)果重組細(xì)胞分裂活動(dòng)增強(qiáng)；將年老細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的年輕細(xì)胞中，在相同條件下培養(yǎng)重組細(xì)胞，結(jié)果重組細(xì)胞分裂活動(dòng)減弱。1．實(shí)驗(yàn)Ⅰ說明了什么？提示：實(shí)驗(yàn)Ⅰ說明隨著生物體年齡的增長(zhǎng)，細(xì)胞分裂能力減弱。2．實(shí)驗(yàn)Ⅱ說明了什么？提示：實(shí)驗(yàn)Ⅱ說明細(xì)胞分裂次數(shù)與物種特異性有關(guān)，一般壽命越長(zhǎng)的物種體細(xì)胞分裂的次數(shù)越多。3．實(shí)驗(yàn)Ⅲ說明了什么？提示：實(shí)驗(yàn)Ⅲ說明細(xì)胞核是決定細(xì)胞衰老的重要因素。4．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知影響細(xì)胞衰老的因素有哪些？提示：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知影響細(xì)胞衰老的因素有生物體的年齡、物種和細(xì)胞核等。1．細(xì)胞衰老是一種正常的生命現(xiàn)象。人的腸道上皮細(xì)胞在衰老過程中不會(huì)出現(xiàn)的變化是()A．細(xì)胞內(nèi)有些酶活性降低B．細(xì)胞內(nèi)線粒體數(shù)量增多C．細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核體積增大D．細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢B[根據(jù)分析可知，人的腸道上皮細(xì)胞在衰老過程中有些酶活性降低，但部分與細(xì)胞凋亡有關(guān)的酶活性增強(qiáng)；細(xì)胞內(nèi)線粒體數(shù)量減少，導(dǎo)致呼吸速率減慢；細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核體積增大，染色質(zhì)固縮。]2．下列關(guān)于人體細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是()A．人的正常體細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的B．自由基攻擊蛋白質(zhì)可以引起細(xì)胞衰老C．細(xì)胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除D．衰老細(xì)胞代謝速率加快是細(xì)胞內(nèi)水分減少引起的D[人的正常體細(xì)胞最大分裂次數(shù)為50～260次，A項(xiàng)正確；自由基攻擊蛋白質(zhì)可引起細(xì)胞衰老，B項(xiàng)正確；細(xì)胞中衰老的細(xì)胞器會(huì)被溶酶體清除，C項(xiàng)正確；衰老細(xì)胞代謝速率減慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]3．在檢測(cè)某種生物個(gè)體的某組織時(shí)，發(fā)現(xiàn)該組織細(xì)胞內(nèi)的水分減少，多種酶的催化效率降低，那么該組織細(xì)胞最可能出現(xiàn)的變化還有()①細(xì)胞呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大②細(xì)胞體積變大，細(xì)胞內(nèi)色素積累③細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低④能繼續(xù)分化，具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能A．①②B．③④C．①③D．②③C[該組織細(xì)胞內(nèi)的水分減少，多種酶的催化效率降低，說明該組織細(xì)胞為衰老細(xì)胞。細(xì)胞呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大是衰老細(xì)胞的特征，①正確；細(xì)胞體積變小，細(xì)胞內(nèi)色素積累是衰老細(xì)胞的特征，②錯(cuò)誤；細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低是衰老細(xì)胞的特征，③正確；衰老細(xì)胞為已分化的細(xì)胞，不能繼續(xù)分化，④錯(cuò)誤。]細(xì)胞的凋亡1．細(xì)胞凋亡與人體健康(1)正常的細(xì)胞凋亡可以保證人體的正常發(fā)育和身體各個(gè)器官功能的正常發(fā)揮。(2)不正常的細(xì)胞凋亡會(huì)導(dǎo)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(xì)胞凋亡不足有關(guān)。②帕金森氏綜合征、再生障礙性貧血等與細(xì)胞凋亡過度有關(guān)。2．判斷細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的技巧(1)從方式看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主動(dòng)結(jié)束生命活動(dòng)→細(xì)胞凋亡,被動(dòng)結(jié)束生命活動(dòng)→細(xì)胞壞死))(2)從結(jié)果看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(對(duì)生物體是有利的→細(xì)胞凋亡,對(duì)生物體是有害的→細(xì)胞壞死))合作探究：分析細(xì)胞死亡的兩種類型：(1)結(jié)合細(xì)胞器的知識(shí)思考，人的胚胎時(shí)期尾的消失、人類指間細(xì)胞的自動(dòng)死亡這些細(xì)胞凋亡現(xiàn)象與細(xì)胞中的哪種細(xì)胞器有直接關(guān)系？為什么？提示：溶酶體。溶酶體內(nèi)有多種水解酶，能夠使自動(dòng)死亡的細(xì)胞發(fā)生分解。(2)某人因長(zhǎng)期吸煙，導(dǎo)致肺部局部細(xì)胞病變死亡，屬于細(xì)胞凋亡嗎？提示：不屬于，屬于細(xì)胞壞死。(3)影響細(xì)胞凋亡和細(xì)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(xì)胞凋亡的主要因素是內(nèi)因——遺傳物質(zhì)控制；細(xì)胞壞死則是外因——種種不利因素引起。1．下列敘述與細(xì)胞凋亡無關(guān)的是()A．胚胎發(fā)育中神經(jīng)細(xì)胞的形成B．胚胎發(fā)育中神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量調(diào)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(jīng)細(xì)胞的形成是細(xì)胞分化的結(jié)果，與細(xì)胞凋亡無關(guān)，A符合題意；人胚胎發(fā)育過程中對(duì)產(chǎn)生過量的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行調(diào)整是通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的，B不符合題意；細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程，植物體內(nèi)通氣組織的形成與細(xì)胞凋亡有關(guān)，C不符合題意；單性植物中花器官的退化屬于細(xì)胞凋亡，通過細(xì)胞凋亡完成正常發(fā)育，D不符合題意。]2．IAPs是細(xì)胞內(nèi)一種控制細(xì)胞凋亡的物質(zhì)，其作用原理是與細(xì)胞凋亡酶結(jié)合從而達(dá)到抑制細(xì)胞凋亡的目的。IAPs的核心結(jié)構(gòu)是RING區(qū)域，如果去掉該區(qū)域，則能有效地促進(jìn)更多的細(xì)胞凋亡。下列相關(guān)說法中，錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞編程性死亡B．去掉癌細(xì)胞中IAPs的RING區(qū)域，可有效地促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡C．IAPs的合成可以不受基因的控制D．細(xì)胞的自然更新、被病原體感染的細(xì)胞的清除，也是通過細(xì)胞凋亡完成的C[細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成和分解都受到細(xì)胞內(nèi)基因的控制，既然IAPs是細(xì)胞內(nèi)一種控制細(xì)胞凋亡的物質(zhì)，那么其合成也受基因的控制，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]3．下列關(guān)于細(xì)胞衰老和凋亡的敘述，正確的是()A．衰老細(xì)胞的分化程度較低B．衰老細(xì)胞內(nèi)RNA含量降低C．細(xì)胞凋亡受基因控制而不受環(huán)境影響D．細(xì)胞衰老和凋亡即個(gè)體的衰老和凋亡B[衰老的細(xì)胞一般分化程度高，A錯(cuò)誤；衰老的細(xì)胞內(nèi)染色體固縮，影響基因的表達(dá)，所以衰老細(xì)胞內(nèi)RNA含量降低，B正確；細(xì)胞凋亡受基因控制但也受環(huán)境的影響，C錯(cuò)誤；單細(xì)胞生物細(xì)胞衰老即個(gè)體衰老，但多細(xì)胞生物個(gè)體衰老時(shí)細(xì)胞普通衰老，還有一部分細(xì)胞不衰老，D錯(cuò)誤。][課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦1.衰老又稱老化，通常指生物個(gè)體發(fā)育成熟后，隨著年齡的增加，機(jī)能減退，內(nèi)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(jìn)行的。細(xì)胞衰老是細(xì)胞生命活動(dòng)的必然規(guī)律。3.衰老細(xì)胞各種結(jié)構(gòu)及其功能總體上呈衰退變化。例如，膜脂氧化導(dǎo)致細(xì)胞膜流動(dòng)性降低；細(xì)胞質(zhì)色素積累、空泡形成；細(xì)胞核體積增大；DNA的功能受抑制，RNA含量降低；蛋白質(zhì)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(xì)胞衰老是各種細(xì)胞成分在受到內(nèi)、外環(huán)境的損傷作用后，因缺乏完善的修復(fù)，使遺傳物質(zhì)的“差錯(cuò)”積累所致。5.細(xì)胞凋亡，是由某種基因引發(fā)的，這種嚴(yán)格受基因調(diào)控的死亡，屬于正常的生理性變化，不同于病變或傷害導(dǎo)致的病理性死亡。6.動(dòng)物的正常發(fā)育中都有細(xì)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(xì)胞數(shù)量是驚人的。細(xì)胞凋亡在植物體內(nèi)也普遍存在。1．下列不屬于細(xì)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(xì)胞核體積增大B[衰老的細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低，例如，頭發(fā)基部的黑色素細(xì)胞衰老時(shí)，細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞的線粒體體積不一定減小，B符合題意；衰老細(xì)胞的細(xì)胞呼吸速率會(huì)減慢，線粒體數(shù)量減少，C不符合題意；衰老的細(xì)胞中，細(xì)胞核體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)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(xì)胞分化 B．細(xì)胞衰老C．細(xì)胞凋亡 D．細(xì)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(huì)發(fā)生，屬于細(xì)胞凋亡，故選C。]3．下列關(guān)于細(xì)胞凋亡的敘述，錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞凋亡雖是細(xì)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(dòng)物的正常發(fā)育中都有一些細(xì)胞要發(fā)生凋亡C．細(xì)胞凋亡對(duì)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(xì)胞將發(fā)生凋亡，從而使其能轉(zhuǎn)變成正常的成體蛙A[細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程，是細(xì)胞發(fā)育過程中的正常的生命活動(dòng)，因此不能通過一定的手段避免，A錯(cuò)誤；所有動(dòng)物的正常發(fā)育中都有一些細(xì)胞要發(fā)生凋亡，細(xì)胞凋亡貫穿于整個(gè)生命歷程，B正確；細(xì)胞凋亡對(duì)生物正常的個(gè)體發(fā)育、生命活動(dòng)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(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的，從而使其能轉(zhuǎn)變成正常的成體蛙，D正確。]4．下列有關(guān)細(xì)胞衰老與凋亡的敘述中，正確的是()A．環(huán)境中的某些物質(zhì)導(dǎo)致機(jī)體細(xì)胞死亡就是凋亡B．凋亡的細(xì)胞中基因不再表達(dá)C．衰老的細(xì)胞酶活性下降，代謝減弱D．細(xì)胞衰老就意味著個(gè)體的衰老C[環(huán)境中的某些物質(zhì)，如重金屬、酸、堿等導(dǎo)致的細(xì)胞非正常死亡，稱為細(xì)胞壞死，A錯(cuò)誤；細(xì)胞凋亡是細(xì)胞編程性死亡，是由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程，B錯(cuò)誤；衰老的細(xì)胞酶的活性降低，代謝速率減慢，C正確；對(duì)單細(xì)胞生物來說，細(xì)胞的衰老就是個(gè)體的衰老，但對(duì)多細(xì)胞生物來說，細(xì)胞的衰老并不意味著個(gè)體的衰老，D錯(cuò)誤。]5．如圖為細(xì)胞重要的生命活動(dòng)圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問題。(1)A、B、C、D中，染色體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化主要發(fā)生在________________過程中。(2)細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，就同一個(gè)個(gè)體來說，乳腺細(xì)胞與心肌細(xì)胞的遺傳信息________________，形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能不同，這是因?yàn)開_______________。(3)李白有詩云：“君不見高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪?！睂?dǎo)致這種變化的原因是____________________________________。(4)對(duì)于人體來說，在A、B、C、D四項(xiàng)生命活動(dòng)中，有積極意義的是________________。解析：(1)在細(xì)胞增殖、分化