人教版必修一細(xì)胞的衰老和死亡教案

第3節(jié)細(xì)胞的衰老和死亡【主干知識梳理】學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明記在平時——核心語句必背.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.衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少、多種酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積累、膜通透性改變，物質(zhì)運輸功能下降.細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程一、細(xì)胞衰老的特征.細(xì)胞衰老的含義細(xì)胞衰老是細(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。.衰老細(xì)胞的主要特征(1)細(xì)胞內(nèi)的水分減少,細(xì)胞萎縮，體積變小。(2)細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性隆低，呼吸速率減慢,新陳代謝速率減慢。(3)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。(4)細(xì)胞膜通透性改變,使物質(zhì)運輸功能降低。⑸細(xì)胞核的體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮,染色加深。二、細(xì)胞衰老的原因科學(xué)家對于細(xì)胞衰老的機制提出了很多假說，目前為大家普遍接受的是自由基學(xué)說和JUJLla，、X4端粒學(xué)說。1.自由基學(xué)說(1)自由基的概念：通常把異?；顫姷狞S電分壬或基團(tuán)稱為自由基。(2)自由基的特點：含有未配對電子，表現(xiàn)出高度的反應(yīng)活潑性。(3)自由基的危害①攻擊生物膜的組成成分磷脂分子,引發(fā)雪崩式的反應(yīng)，對生物膜損傷比較大。②攻擊DNA,可能引起基因突變。③攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性下降,導(dǎo)致細(xì)胞衰老。2.端粒學(xué)說(1)端粒的概念：每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體,稱為端業(yè)Aa粒。(2)端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會縮短一截。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒內(nèi)側(cè)正?；虻腄NA序列就會受到損傷,結(jié)果使細(xì)胞活動漸趨異常。三、細(xì)胞衰老與個體衰老的關(guān)系.單細(xì)胞生物：細(xì)胞的衰老就是仝住的衰老。.多細(xì)胞生物：細(xì)胞的衰老與個體的衰老是不同步的。然而個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。四、細(xì)胞的死亡細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死等方式,其中減亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式。.細(xì)胞凋亡(1)概念：由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程。由于細(xì)胞凋亡受到嚴(yán)格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控，所以它是一種程序性死亡。(2)意義：對于多細(xì)胞生物體完成正常的生長發(fā)育,維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,以及抵御處界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。.細(xì)胞壞死：在種種不利因素影響下，由于細(xì)胞正賞代謝活動受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡。五、細(xì)胞自噬.概念：通俗地說，就是細(xì)胞吃掉自身的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。在一定條件下，細(xì)胞會將受損或功能退化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等，通過誕體降解后再利用，這就是細(xì)胞自噬。.類型(1)處于營養(yǎng)缺乏條件下的細(xì)胞，通過細(xì)胞自噬可以獲得維持生存所需的物質(zhì)和能量。(2)在細(xì)胞受到損傷、微生物入侵或細(xì)胞衰老時，通過細(xì)胞自噬，可以清除受損或衰老的細(xì)胞器，以及感染的微生物和毒素，從而維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。.意義：人類許多疾病的發(fā)生，可能與細(xì)胞自噬發(fā)生障礙有關(guān)，因此，細(xì)胞自噬機制的研究對許多疾病的防治有重要意義?！窘滩奈Ⅻc發(fā)掘】.如圖表示細(xì)胞衰老的自由基學(xué)說圖解，據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)衰老細(xì)胞膜的通透性改變，物質(zhì)運輸功能降低的原因可能是(2)老年人容易發(fā)生癌變的原因是⑶根據(jù)圖示內(nèi)容，提出延緩衰老的措施。答案：(1)自由基攻擊磷脂分子和蛋白質(zhì)，會引起細(xì)胞膜的磷脂分子和轉(zhuǎn)運蛋白等損傷,物質(zhì)運輸功能降低⑵自由基會攻擊DNA,引起基因突變（3）避免輻射危害、減少有害物質(zhì)入侵和及時清除自由基等.細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死。下列敘述中屬于細(xì)胞凋亡的是，屬于細(xì)胞壞死的是O（填序號）①皮膚和消化道上皮每天都會有大量細(xì)胞死亡脫落②骨折時造成的細(xì)胞死亡③蝌蚪變態(tài)發(fā)育過程中尾部消失④人的紅細(xì)胞在經(jīng)歷120d左右的壽命后死亡答案：①③④②.胚胎發(fā)育過程中是否有細(xì)胞的衰老？老年人的體內(nèi)是否只有細(xì)胞的衰老而沒有新細(xì)胞的產(chǎn)生？提示：胚胎發(fā)育過程中有細(xì)胞的衰老；老年人體內(nèi)既有細(xì)胞的衰老也有新細(xì)胞的產(chǎn)生。教材問題提示（一）旁欄思考老年斑是由于細(xì)胞內(nèi)的色素隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累造成的。衰老細(xì)胞中出現(xiàn)色素聚集，主要是脂褐素的堆積。脂褐素是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物，是一種不溶性顆粒物。不同的細(xì)胞在衰老過程中脂褐素顆粒的大小也有一定的差異。皮膚細(xì)胞的脂褐素顆粒較大，就出現(xiàn)了老年斑。（二）思考?討論.從實驗1中得出的結(jié)論：年齡越大的個體的體細(xì)胞可增殖代數(shù)越少，年齡越小的個體的體細(xì)胞可增殖代數(shù)越多，細(xì)胞增殖的能力與個體的年齡有密切的關(guān)系。.細(xì)胞核對細(xì)胞分裂的影響大一些。（三）思維訓(xùn)練.細(xì)胞的壽命與分裂能力無關(guān)。壽命短的細(xì)胞不一定能分裂，如白細(xì)胞的壽命只有5?7d,但也不能分裂。.有關(guān)系。.學(xué)生可作出各種推測。皮膚表皮細(xì)胞的壽命約為10d,生發(fā)層細(xì)胞分裂能力強。新知探究（一）細(xì)胞的衰老【探究?深化】［情境質(zhì)疑］人到了一定的年齡就會出現(xiàn)白頭發(fā)，并且隨著年齡的增長，白頭發(fā)往往會越來越多，甚至不僅頭發(fā)花白，而且滿臉老年斑。結(jié)合教材，分析探究以下問題：（1）年老的個體會有新生的細(xì)胞嗎？新生嬰兒體內(nèi)含有衰老的細(xì)胞嗎？提示：老年人體內(nèi)有新生的細(xì)胞，新生嬰兒體內(nèi)也有衰老的細(xì)胞，只是所占比例不同。新生嬰兒體內(nèi)衰老細(xì)胞較少，新生細(xì)胞較多，老年人則相反。(2)老年人為什么大多頭發(fā)花白，滿臉老年斑？提示：衰老細(xì)胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少，故頭發(fā)變白；衰老細(xì)胞膜通透性改變，色素積累，出現(xiàn)老年斑。(3)細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細(xì)胞的衰老就代表個體的衰老嗎？提示：對于多細(xì)胞生物而言，細(xì)胞的衰老不等于機體的衰老，如幼年個體中每天都有細(xì)胞衰老；機體的衰老也不等于細(xì)胞的衰老，如老年個體中每天也有新的細(xì)胞產(chǎn)生。但個體衰老時，組成該個體的細(xì)胞往往表現(xiàn)為普遍衰老現(xiàn)象。(4)衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少，減少的這部分水在細(xì)胞中以什么形式存在？提示：自由水。(5)一般情況下，老年人的心臟不如年輕人的心臟收縮有力，試從細(xì)胞水平上分析其主要原因是什么？提示：老年人體內(nèi)衰老細(xì)胞多，衰老細(xì)胞呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢。［重難點撥］.簡化記憶細(xì)胞衰老特征.衰老的表現(xiàn)及形成原因【典題?例析】個體衰老表現(xiàn)對應(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，細(xì)胞體積變小頭發(fā)變白細(xì)胞內(nèi)的(酪氨酸)酶活性降低老年斑細(xì)胞內(nèi)色素的積累無力細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢吸收能力下降細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低［典例］人衰老的紅細(xì)胞具有下列哪些特征()①水分減少，細(xì)胞萎縮②新陳代謝的速率減慢③某些酶的活性降低④呼吸速率上升⑤色素積累增多⑥細(xì)胞的呼吸速率減慢⑦細(xì)胞核體積增大⑧細(xì)胞膜的通透性功能改變A.①②③④⑤⑦⑧B.①②③⑤⑥⑦⑧C.①②③⑤⑥⑧D.①②③④⑤⑧［解析］衰老的細(xì)胞具有以下五項特征：(1)細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變?。虎贫喾N酶的活性降低，細(xì)胞呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢；(3)細(xì)胞內(nèi)的色素積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流和傳遞，影響細(xì)胞正常的生理功能；(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)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低。根據(jù)以上特征判斷，①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老細(xì)胞的特征，但由于人衰老的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，因此應(yīng)除去⑦。故選C。［答案］c【應(yīng)用?體驗】.李白有詩云：“君不見，高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪?！睆募?xì)胞學(xué)的角度分析，這個過程中不會出現(xiàn)的變化是0A.細(xì)胞核體積縮小B.細(xì)胞內(nèi)水分減少C.酶的活性降低D.細(xì)胞呼吸速率減慢解析：選A細(xì)胞衰老，細(xì)胞核的變化是體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深，不會出現(xiàn)細(xì)胞核體積減??；衰老細(xì)胞內(nèi)水分含量的變化是減少，因此細(xì)胞萎縮，細(xì)胞體積變小，細(xì)胞新陳代謝速率減慢；衰老細(xì)胞內(nèi)許多酶的活性降低，如酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少，頭發(fā)變白；衰老細(xì)胞的細(xì)胞呼吸速率減慢。故選A。.下列關(guān)于衰老的相關(guān)敘述，錯誤的是()A.多細(xì)胞生物個體衰老的過程，也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程.細(xì)胞代謝產(chǎn)生的自由基，會攻擊蛋白質(zhì)分子，致使細(xì)胞衰老C.端粒DNA序列變短后，細(xì)胞活動漸趨異常D.衰老細(xì)胞的體積減小，從而使細(xì)胞的相對表面積增大，物質(zhì)運輸效率增大解析：選D多細(xì)胞生物個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程，A正確；自由基學(xué)說認(rèn)為，細(xì)胞進(jìn)行的各種氧化反應(yīng)會產(chǎn)生自由基，自由基攻擊蛋白質(zhì)分子，使細(xì)胞衰老，B正確；隨著分裂次數(shù)增加，端粒DNA序列會變短，使細(xì)胞活動漸趨異常，C正確；衰老的細(xì)胞，其細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運輸功能降低，D錯誤。新知探究(二)細(xì)胞的死亡【探究?深化】［情境質(zhì)疑］如圖表示細(xì)胞凋亡的機理，據(jù)圖分析回答有關(guān)問題：⑴過程A體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能,說明細(xì)胞凋亡有特異性，在特定時期凋亡特定細(xì)胞。(2)從過程B中可以看出，細(xì)胞凋亡是相關(guān)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,該過程中形成具膜的凋亡小體，體現(xiàn)了膜的流動性。(3)過程C中凋亡小體被吞噬消化，此過程需要溶酶體(細(xì)胞器)的參與。［重難點撥］細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較比較項目細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死與基因關(guān)系受基因控制不受基因控制影響因素受遺傳機制決定的程序性調(diào)控極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病理性刺激

【典題?例析】與機體關(guān)系機體控制的主動性死亡，對機體有利不受機體控制的被動性死亡，對機體有害形態(tài)變化細(xì)胞變圓與周圍細(xì)胞脫離細(xì)胞外形不規(guī)則變化結(jié)構(gòu)變化染色質(zhì)凝集，細(xì)胞分為一個個小體（凋亡小體）溶酶體破壞，胞漿外溢［典例1］（2021?廣東高考）研究表明，激活某種蛋白激酶PKR,可誘導(dǎo)被病毒感染的細(xì)胞發(fā)生凋亡。下列敘述正確的是（）A.上述病毒感染的細(xì)胞凋亡后其功能可恢復(fù)B.上述病毒感染細(xì)胞的凋亡不是程序性死亡C.上述病毒感染細(xì)胞的凋亡過程不受基因控制D.PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究［解析］被病毒感染的細(xì)胞凋亡后，其功能喪失且不可恢復(fù)，A錯誤；細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，是程序性死亡，B、C錯誤；由題意可知，激活蛋白激酶PKR,可誘導(dǎo)被病毒感染的細(xì)胞發(fā)生凋亡，故PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究，D正確。［答案］D［典例2］細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死是兩個不同的過程，如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是0A.細(xì)胞凋亡是由基因控制的，對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用B.細(xì)胞壞死最終細(xì)胞因細(xì)胞膜破裂、胞漿外溢而死亡C.吞噬細(xì)胞吞噬凋亡小體與溶酶體有關(guān)D.在成人體內(nèi)，被病原體感染的細(xì)胞的清除是通過細(xì)胞壞死實現(xiàn)的［解析］細(xì)胞凋亡是由基因控制的，對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用，A正確；由題圖可知，細(xì)胞壞死是細(xì)胞膜被破壞，胞漿外溢造成死亡，B正確；吞噬細(xì)胞吞噬凋亡小體后在細(xì)胞內(nèi)的溶酶體中將其消化，C正確；成人體內(nèi)，被病原體感染的細(xì)胞的清除是通過細(xì)胞凋亡實現(xiàn)的，D錯誤。［答案］D方法規(guī)律“兩看法”區(qū)分細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死、I主動結(jié)束生命活動=細(xì)胞凋亡C1）從萬式看［被動結(jié)束生命活動=細(xì)胞壞死⑵從結(jié)果看⑵從結(jié)果看⑵從結(jié)果看對生物體是有利的=細(xì)胞凋亡對生物體是有害的=細(xì)胞壞死【應(yīng)用?體驗】⑵從結(jié)果看1.人體細(xì)胞凋亡和衰老是細(xì)胞生命活動的必然規(guī)律。下列敘述正確的是()A.細(xì)胞凋亡僅發(fā)生在衰老細(xì)胞中B.細(xì)胞凋亡由機械損傷引發(fā)C.衰老細(xì)胞中所有酶的活性降低D.衰老細(xì)胞的需氧呼吸變慢解析：選D細(xì)胞凋亡是細(xì)胞的自然更新，不只發(fā)生在衰老的細(xì)胞中，A錯誤；細(xì)胞凋亡是基因編程性死亡，機械損傷可引發(fā)細(xì)胞壞死，B錯誤；衰老細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低，不是所有酶的活性都降低，凋亡時水解酶活性上升，C錯誤；衰老的細(xì)胞呼吸速率減慢，新陳代謝減慢，D正確。APs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)說法錯誤的是0A.細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞程序性死亡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)胞凋亡完成的解析：選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。故選C?？茖W(xué)視野——細(xì)胞自噬與人類健康細(xì)胞自噬是近年來熱門研究領(lǐng)域。“自噬”字面意思是“將自己吃掉”，實則是一種細(xì)胞自身成分降解和循環(huán)的基本過程。通俗地說，細(xì)胞可以通過降解自身的非必需成分來提供營養(yǎng)和能量，也可以降解一些毒性成分以阻止細(xì)胞損傷和凋亡。對細(xì)胞自噬的研究成果有助于人類更好地了解細(xì)胞如何實現(xiàn)自身的循環(huán)利用O在適應(yīng)饑餓或應(yīng)對感染等許多生理進(jìn)程中，細(xì)胞自噬機制都有重要意義。此外，細(xì)胞自噬基因的突變會引發(fā)疾病，因此干擾自噬過程可以用于癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等的治療。【素養(yǎng)評價】.在一定條件下，真核細(xì)胞通過溶酶體降解自身非必需成分，獲得所需要的物質(zhì)和能量，這是一種細(xì)胞自噬的現(xiàn)象。下列有關(guān)敘述正確的是()A.處于營養(yǎng)缺乏條件下的細(xì)胞，細(xì)胞自噬現(xiàn)象會減弱B.人的紅細(xì)胞成熟過程中通過細(xì)胞自噬清除線粒體等細(xì)胞器C.細(xì)胞自噬和細(xì)胞凋亡都是由不利因素引起的，不受基因的調(diào)控D.溶酶體內(nèi)合成的水解酶，在細(xì)胞自噬過程中發(fā)揮催化作用解析：選B根據(jù)題意可知，處于營養(yǎng)缺乏條件下的細(xì)胞，細(xì)胞自噬現(xiàn)象會增強，A錯誤；人的紅細(xì)胞成熟過程中通過細(xì)胞自噬清除線粒體等細(xì)胞器，B正確；細(xì)胞自噬和細(xì)胞凋亡都受基因的調(diào)控，C錯誤；溶酶體內(nèi)的水解酶在核糖體上合成，D錯誤。.細(xì)胞自噬是真核生物中進(jìn)化保留的對細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行周轉(zhuǎn)的重要過程，它與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞衰老一樣，是十分重要的生物學(xué)現(xiàn)象，參與生物的生長、發(fā)育等多種過程。如圖為細(xì)胞通過自噬作用清除衰老線粒體的過程，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.自噬前體來源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，吞噬衰老線粒體的過程體現(xiàn)了膜的流動性B.自噬體具有