人教版必修1第6章第3節(jié)細(xì)胞的衰老和死亡學(xué)案2

第3節(jié)細(xì)胞的衰老和死亡學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)定位.描述細(xì)胞衰老的特征和原因。.描述細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的區(qū)別。.探討細(xì)胞衰老和死亡與人體健康的關(guān)系，關(guān)注老年人的健康.運(yùn)用結(jié)構(gòu)和功能觀,解釋細(xì)胞衰老的特征、原因和細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系。（生命觀念、科學(xué)思維）.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀，闡明細(xì)胞凋亡的機(jī)理、意義以及與細(xì)胞壞死的區(qū)別。（科學(xué)思維）一、細(xì)胞的衰老.細(xì)胞衰老的含義細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程,最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。.細(xì)胞衰老的特征細(xì)胞膜卜通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低'水分:減少f細(xì)胞萎縮、體積變小酶:多種酉每活性曬一呼吸速率減慢,新湎耐陳代謝速率減慢（例:酪氨酸酶活性-一勺］降低一白發(fā)）色素:逐漸積累,妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流［和傳遞體積:增大細(xì)胞核，核膜：內(nèi)折、染色質(zhì)：收縮,染色加深變化成許多凋亡小體影響受基因嚴(yán)格控制，也內(nèi)、外因共極端的物理、化學(xué)因素或因素受外界環(huán)境影響同作用嚴(yán)重的病理性刺激對(duì)機(jī)體的影響對(duì)機(jī)體有利對(duì)機(jī)體有利對(duì)機(jī)體有害4.下列是關(guān)于細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的敘述，其中正確的是（A）A.二者都可引起細(xì)胞死亡現(xiàn)象B.二者對(duì)機(jī)體都有積極的生物學(xué)意義C.二者都是病理現(xiàn)象,對(duì)機(jī)體都有害D.二者都會(huì)傷及周圍其他細(xì)胞解析:細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的最終結(jié)果都是細(xì)胞死亡。細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)的由基因所決定的細(xì)胞程序性或自動(dòng)結(jié)束生命的過程,對(duì)生物個(gè)體發(fā)育、機(jī)體穩(wěn)定狀態(tài)的維持都有重要作用，是有積極意義的;但細(xì)胞壞死是一種由極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病理性刺激引起的細(xì)胞損傷和死亡。細(xì)胞壞死時(shí),其內(nèi)容物釋放到細(xì)胞外,會(huì)對(duì)周圍細(xì)胞造成傷害，從而引起炎癥。5.細(xì)胞自噬是將細(xì)胞內(nèi)受損、變性、衰老的蛋白質(zhì)或細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)饺苊阁w內(nèi)并降解的過程（如圖），下列相關(guān)說法不正確的是（A）A.細(xì)胞自噬和細(xì)胞凋亡對(duì)于細(xì)胞具有相同意義B.細(xì)胞自噬過程可體現(xiàn)溶酶體的消化營養(yǎng)功能C.細(xì)胞自噬維持在一定水平,能確保細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)D.細(xì)胞自噬可發(fā)生在細(xì)胞生長、分化、衰老、凋亡的全過程解析:細(xì)胞凋亡與細(xì)胞自噬是兩個(gè)不同的概念，有不同的生命意義。細(xì)胞凋亡是由基因控制的程序性死亡,而細(xì)胞自噬是將細(xì)胞內(nèi)受損、變性、衰老的蛋白質(zhì)或細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)饺苊阁w內(nèi)并降解的過程,產(chǎn)生的部分物質(zhì)可以被細(xì)胞利用。［情境］春末夏初,成團(tuán)的蛙卵漂浮在池塘的水面上,靜靜地沐浴著溫暖的陽光。幾天后，一只只活潑可愛的小蝌蚪掙脫了膠膜的束縛，自由自在地生活在水中。再經(jīng)過一段時(shí)間,蝌蚪尾巴消失,形貌大改,成為能游善跳的青蛙（如圖）。探究：（1）蝌蚪尾巴的消失與哪種細(xì)胞器有直接關(guān)系？為什么？提示:溶酶體。蝌蚪尾巴消失是細(xì)胞凋亡的結(jié)果,溶酶體直接參與細(xì)胞凋亡的過程。⑵若將蝌蚪尾部用濃鹽酸處理,尾部會(huì)潰爛消失,這與蝌蚪尾巴自行消失有什么不同？提示：正常情況下蝌蚪尾巴的消失是細(xì)胞凋亡,而用濃鹽酸處理后,尾部潰爛消失屬于細(xì)胞壞死。課堂小結(jié)隨堂檢測(cè)1.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),當(dāng)細(xì)胞衰老時(shí),細(xì)胞中M蛋白的含量會(huì)下降。下列有關(guān)說法正確的是（A）A.增加M蛋白的含量可能會(huì)延緩細(xì)胞的衰老B.老年人體內(nèi)都是衰老的細(xì)胞C.口服M蛋白可直接給機(jī)體補(bǔ)充M蛋白D.與M蛋白合成有關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體解析:細(xì)胞衰老時(shí),細(xì)胞中M蛋白的含量會(huì)下降,所以推測(cè)增加M蛋白的含量可能會(huì)延緩細(xì)胞的衰老;細(xì)胞衰老貫穿于整個(gè)生命歷程,老年人體內(nèi)不都是衰老的細(xì)胞;M蛋白是蛋白質(zhì)，不能口服，口服易被消化道內(nèi)的蛋白醐分解;M蛋白是胞內(nèi)蛋白，胞內(nèi)蛋白的合成一般不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工。2.對(duì)于多細(xì)胞生物而言，下列有關(guān)細(xì)胞生命歷程的說法,正確的是(C)A.同一植株的根尖和葉肉細(xì)胞的差異的根本原因是遺傳信息不同B.被病原體感染的細(xì)胞的清除屬于細(xì)胞壞死C.一般來說,正常細(xì)胞的壽命與其分裂能力無關(guān),而與其承擔(dān)的功能有關(guān)D.動(dòng)物細(xì)胞衰老后,細(xì)胞核體積減小，染色質(zhì)松散解析：同一植株的根尖和葉肉細(xì)胞的遺傳信息相同，差異的根本原因是基因的選擇性表達(dá);被病原體感染的細(xì)胞的清除屬于細(xì)胞凋亡;一般來說,正常細(xì)胞的壽命與其分裂能力無關(guān),而與其承擔(dān)的功能有關(guān)，如心肌細(xì)胞壽命很長，但不能分裂;動(dòng)物細(xì)胞衰老后，其細(xì)胞核體積增大,染色質(zhì)收縮。3.研究人員發(fā)現(xiàn),一組非肽類Caspase抑制劑能夠抑制細(xì)胞凋亡過程中信號(hào)的傳遞。下列敘述不正確的是（C）A.細(xì)胞凋亡過程中的信號(hào)傳遞與某種蛋白質(zhì)有關(guān)B.細(xì)胞凋亡是由基因控制的細(xì)胞程序性死亡C.Caspase抑制劑在核糖體上合成D.細(xì)胞的衰老和凋亡失控都會(huì)導(dǎo)致某些疾病的發(fā)生解析:細(xì)胞凋亡過程中的信號(hào)傳遞需要細(xì)胞膜上的特異性受體識(shí)別信號(hào)分子,故與受體蛋白有關(guān);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,是一種細(xì)胞程序性死亡;核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所,Caspase抑制劑為非肽類,故不是在核糖體上合成的;細(xì)胞的衰老和凋亡是正常的生命活動(dòng),但細(xì)胞的衰老和凋亡失控都會(huì)導(dǎo)致某些疾病的發(fā)生。4.細(xì)胞衰老與凋亡是生物界的普遍規(guī)律。一部分衰老的細(xì)胞會(huì)被機(jī)體自身清除，但另一些衰老的細(xì)胞會(huì)隨著時(shí)間的推移在體內(nèi)積累，并分泌一些免疫刺激因子,導(dǎo)致低水平炎癥發(fā)生，引起周圍組織衰老或癌變。實(shí)驗(yàn)揭示，衰老細(xì)胞可能是組織器官進(jìn)一步衰退的重要原因。科學(xué)家通過研究表明，清除衰老細(xì)胞可延緩小鼠的衰老進(jìn)程,該成果有望開辟出一條對(duì)抗衰老的新途徑。分析回答下列問題。⑴衰老細(xì)胞的特征主要有減少，細(xì)胞萎縮；多種的活性降低,新陳代謝速率減慢;細(xì)胞膜改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低等。⑵人的神經(jīng)系統(tǒng)在發(fā)育過程中，約有50%的細(xì)胞發(fā)生程序性死亡。你認(rèn)為人的表皮細(xì)胞中具有控制細(xì)胞程序性死亡的基因嗎？。為什么？。⑶在成熟的生物體內(nèi)，衰老細(xì)胞以及某些被病原體感染的細(xì)胞的清除,都是通過完成的。解析：（1）細(xì)胞衰老的特征有①細(xì)胞內(nèi)水分減少,細(xì)胞萎縮，體積變??；②多種酶的活性降低，呼吸速率減慢,新陳代謝速率減慢;③細(xì)胞膜通透性改變,物質(zhì)運(yùn)輸功能降低;④細(xì)胞核的體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮,染色加深;⑤細(xì)胞內(nèi)的色素逐漸積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。⑵同一人體內(nèi)，表皮細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞含有的基因一樣，因?yàn)樗鼈兪怯赏粋€(gè)受精卵分裂、分化而來的，因此人的表皮細(xì)胞中具有控制細(xì)胞程序性死亡的基因。⑶成熟生物體通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)對(duì)衰老細(xì)胞以及被病原體感染的細(xì)胞的清除,維持生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。答案：（1）細(xì)胞內(nèi)水分酶通透性⑵有表皮細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞含有的基因一樣，因?yàn)樗鼈兪怯赏粋€(gè)受精卵分裂、分化而來的⑶細(xì)胞凋亡,細(xì)胞衰老的原因（1）自由基學(xué)說①自由基的概念:異常活潑的帶電分子或基團(tuán)。（細(xì)胞中各種氧化反應(yīng)產(chǎn)生②自由基的來源（輻射及有害物質(zhì)入侵刺激細(xì)胞I產(chǎn)生'攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子③結(jié)果（攻擊DNA,可能引起基因突變攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性下降,導(dǎo)致細(xì)、胞衰老⑵端粒學(xué)說①端粒概念:每條染色體的兩端都有的一段特殊序列的DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合體。②端粒的特點(diǎn)：每次細(xì)胞分裂后會(huì)縮短一截。③結(jié)果:在端粒DNA序列被“截”短后,端粒內(nèi)側(cè)正常基因的DNA序列就會(huì)受到損傷，使細(xì)胞活動(dòng)漸趨異常。.細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系⑴單細(xì)胞生物:細(xì)胞的衰老或死亡就是個(gè)體的衰老或死亡。⑵多細(xì)胞生物①體內(nèi)的細(xì)胞總是在不斷更斷著,總有一部分細(xì)胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。②從總體上看,個(gè)體衰老的過程也是組成個(gè)體的細(xì)胞儂衰老的過程。二、細(xì)胞的死亡L細(xì)胞凋亡⑴含義：由基因所決定的細(xì)胞口動(dòng)結(jié)束生命的過程。由于細(xì)胞凋亡受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控,所以它是一種程序性死亡。⑵類型①個(gè)體發(fā)育中細(xì)胞的程序性死亡。②成熟個(gè)體中細(xì)胞的自然更新。③某些被病原體感染的細(xì)胞的清除。⑶意義細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育,維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。.細(xì)胞壞死⑴誘因：極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病理性刺激等不利因素。⑵特點(diǎn)：細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷。(3)影響：引起細(xì)胞損傷和死亡。,細(xì)胞自噬⑴概念:在一定條件下,細(xì)胞會(huì)將受損或功能退化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等,通過溶酶體降解后再利用。⑵對(duì)象：受損或功能退化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等。⑶作用條件:①在營養(yǎng)缺乏條件下，獲得維持生存所需的物質(zhì)和能量;②在細(xì)胞受到損傷或衰老時(shí)，清除受損或衰老的細(xì)胞器;③在微生物入侵時(shí),清除感染的微生物和毒素。(4)有些激烈的細(xì)胞自噬,可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。判斷正誤⑴細(xì)胞衰老時(shí)，細(xì)胞體積和細(xì)胞核體積均減小。（X）提示:細(xì)胞衰老時(shí),細(xì)胞核體積增大。⑵衰老的生物體中，細(xì)胞都處于衰老狀態(tài)。（X）提示：多細(xì)胞生物體衰老是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程,但并不是所有細(xì)胞都處于衰老狀態(tài)。⑶細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死受環(huán)境的影響，不受機(jī)體控制。（X）提示: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,受機(jī)體控制。（4）生物體內(nèi)細(xì)胞的自然更新、清除被病原體感染的細(xì)胞,都是通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的。（V）⑸細(xì)胞凋亡使細(xì)胞自主有序地死亡，有利于生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。（V）（6）細(xì)胞凋亡不出現(xiàn)在胚胎發(fā)育過程中。（X）提示：細(xì)胞凋亡發(fā)生在整個(gè)生命歷程中。⑺細(xì)胞自噬與溶醐體密切相關(guān),通過細(xì)胞自噬可以清除受損或衰老的細(xì)胞器。（V）探究一細(xì)胞衰老的特征及細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系“少小離家老大回，鄉(xiāng)音無改鬢毛衰?！迸c年輕人相比,老年人有許多衰老的特征，例如頭發(fā)變白、出現(xiàn)“老年斑”、滿臉皺紋、頭發(fā)稀疏、渾身乏力、行動(dòng)遲緩等。閱讀教材P123及P124第1段，思考討論下列問題。⑴老年人為什么會(huì)出現(xiàn)白發(fā)？提示:老年人毛囊中的黑色素細(xì)胞衰老，細(xì)胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成減少。⑵老年人為什么會(huì)出現(xiàn)“老年斑”？提示:衰老皮膚細(xì)胞中色素積累。⑶老年人為什么會(huì)滿臉皺紋？提示:衰老皮膚細(xì)胞內(nèi)的水分減少,細(xì)胞萎縮,體積變小。⑷一般老年人的正常體溫比年輕人略低，肌肉的力量及耐力遠(yuǎn)不及年輕人，原因是什么？提示:衰老細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低，呼吸速率減慢,新陳代謝速率減慢。⑸細(xì)胞衰老等于個(gè)體衰老嗎?老年人體內(nèi)的細(xì)胞都是衰老細(xì)胞嗎？提示:單細(xì)胞生物的細(xì)胞衰老等于個(gè)體衰老；多細(xì)胞生物中細(xì)胞衰老不等于個(gè)體衰老。老年人體內(nèi)也在不斷進(jìn)行細(xì)胞更新，個(gè)體衰老是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的結(jié)果。1.李白詩云：“君不見，高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪。”從細(xì)胞學(xué)的角度分析，以下有關(guān)衰老細(xì)胞的說法不準(zhǔn)確的是（D）A.細(xì)胞內(nèi)的色素逐漸積累，從而妨礙細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)交流B.細(xì)胞核體積增大,染色質(zhì)收縮,染色加深C.細(xì)胞內(nèi)的水分減少,細(xì)胞呼吸速率減慢D.衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性改變,物質(zhì)運(yùn)輸功能增強(qiáng)解析:衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性改變,物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。探究二細(xì)胞衰老的原因.自由基學(xué)說認(rèn)為衰老過程中的退行性變化是由細(xì)胞正常代謝過程中產(chǎn)生的自由基造成的。閱讀教材P124“自由基學(xué)說”，回答下面的問題。⑴試舉例說明自由基為什么能夠促使細(xì)胞衰老。提示：自由基能夠攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子，導(dǎo)致細(xì)胞衰老。例如，攻擊生物膜中的磷脂分子，產(chǎn)物同樣是自由基，新產(chǎn)生的自由基又會(huì)去攻擊別的分子，引發(fā)雪崩式的反應(yīng),從而造成生物膜損傷；自由基攻擊DNA可能引起基因突變；自由基攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性下降,導(dǎo)致細(xì)胞衰老。⑵自由基是如何產(chǎn)生的?為減緩細(xì)胞衰老,應(yīng)采取哪些措施？提示:在生命活動(dòng)中,細(xì)胞不斷進(jìn)行各種氧化反應(yīng),這些反應(yīng)中很容易產(chǎn)生自由基；另外，輻射以及有害物質(zhì)入侵也會(huì)刺激細(xì)胞產(chǎn)生自由基。在生產(chǎn)生活中，我們要避免接觸一些輻射和有害物質(zhì)，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣。例如，不吸煙，不酗酒等。.端粒學(xué)說認(rèn)為細(xì)胞在每次分裂過程中都會(huì)由于DNA聚合醐功能障礙而不能完全復(fù)制它們的染色體，因此最后DNA序列可能會(huì)丟失,造成細(xì)胞衰老死亡。閱讀教材P124“端粒學(xué)說”，回答下面的問題。⑶正常細(xì)胞的衰老與分裂次數(shù)有什么關(guān)系？提示:細(xì)胞會(huì)隨著分裂次數(shù)的增多而衰老。(4)端粒在原核細(xì)胞中是否存在？提示:不存在，因?yàn)槎肆Ｊ俏挥谌旧w兩端的DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合體。2.身體新陳代謝過程中產(chǎn)生的自由基是導(dǎo)致皮膚衰老的“元兇”。自由基會(huì)破壞膠原蛋白，使皮膚得不到足夠的營養(yǎng)供應(yīng),從而造成皮膚組織活力下降、失去彈性、產(chǎn)生皺紋，出現(xiàn)皮膚老化、膚色暗沉等現(xiàn)象。某些抗氧化劑能清除代謝過程中產(chǎn)生的自由基,延緩細(xì)胞衰老。下列有關(guān)敘述正確的是（C）A.幼年個(gè)體不產(chǎn)生自由基,所以沒有衰老細(xì)胞B.細(xì)胞衰老對(duì)機(jī)體的正常發(fā)育是不利的C.細(xì)胞衰老過程中酪氨酸酶活性降低可能與自由基有關(guān)D.老年斑的形成與酪氨酸酶催化黑色素合成有關(guān)解析:細(xì)胞進(jìn)行各種氧化反應(yīng)很容易產(chǎn)生自由基，故幼年和老年人體內(nèi)均會(huì)產(chǎn)生自由基，所以幼年個(gè)體中也有衰老細(xì)胞;細(xì)胞衰老是機(jī)體正常的生命現(xiàn)象，對(duì)機(jī)體的正常發(fā)育是有利的；自由基會(huì)攻擊蛋白質(zhì)，故細(xì)胞衰老過程中酪氨酸酶活性降低可能與自由基有關(guān);細(xì)胞衰老后,老年斑的形成是色素隨皮膚細(xì)胞衰老而逐漸積累的結(jié)果。3,位于染色體兩端的端粒結(jié)構(gòu)被形象地比喻為控制細(xì)胞分裂次數(shù)的“時(shí)鐘”，它會(huì)隨著細(xì)胞分裂而變短。惡性腫瘤細(xì)胞具有一種高活性的端粒酶,它能維持癌細(xì)胞端粒的長度，使其無限制擴(kuò)增。據(jù)此判斷，下列說法錯(cuò)誤的是（B）A.端粒的長度可決定細(xì)胞的壽命B.端粒酶和端粒的化學(xué)本質(zhì)相同C.正常細(xì)胞分裂次數(shù)有限可能是因?yàn)槿鄙俑呋钚缘亩肆Ｃ窪.細(xì)菌中無端粒結(jié)構(gòu)解析:端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會(huì)縮短一截,隨著DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂的不斷進(jìn)行,端粒會(huì)逐漸縮短，故端粒的長度可決定細(xì)胞的壽命;端粒是每條染色體兩端的一段特殊序列的DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合體,端粒酶屬于酶，酶的化學(xué)木質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,因此二者化學(xué)本質(zhì)不同；正常細(xì)胞分裂次數(shù)有限可能是因?yàn)槿鄙俣肆Ｃ?細(xì)菌是原核生物沒有染色體，因此無端粒結(jié)構(gòu)。探究三細(xì)胞死亡與細(xì)胞自噬.在胎兒手的發(fā)育過程中，五個(gè)手指最初是連在一起的，像一把鏟子，后來隨著指間的細(xì)胞自動(dòng)死亡,才發(fā)育為成形的手指。在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中，約有50%的原始神經(jīng)細(xì)胞存活并與靶細(xì)胞建立連接,而沒有建立連接的神經(jīng)細(xì)胞則發(fā)生凋亡。⑴細(xì)胞凋亡在生物體的生長發(fā)育中有什么作用？提示:細(xì)胞凋亡對(duì)于生物體生長發(fā)育中組