人教版必修一細胞的衰老和死亡教案

第3節(jié)細胞的衰老和死亡【主干知識梳理】學有目標——課標要求必明記在平時——核心語句必背.描述細胞衰老的特征和原因.描述細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別.探討細胞衰老和死亡與人體健康的關系，關注老年人的健康.衰老的細胞內(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.細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程一、細胞衰老的特征.細胞衰老的含義細胞衰老是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程,最終表現(xiàn)為細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生變化。.衰老細胞的主要特征(1)細胞內(nèi)的水分減少,細胞萎縮，體積變小。(2)細胞內(nèi)多種酶的活性隆低，呼吸速率減慢,新陳代謝速率減慢。(3)細胞內(nèi)的色素逐漸積累，妨礙細胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。(4)細胞膜通透性改變,使物質(zhì)運輸功能降低。⑸細胞核的體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮,染色加深。二、細胞衰老的原因科學家對于細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說和JUJLla，、X4端粒學說。1.自由基學說(1)自由基的概念：通常把異?；顫姷狞S電分壬或基團稱為自由基。(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，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,導致細胞衰老。2.端粒學說(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)復合體,稱為端業(yè)Aa粒。(2)端粒DNA序列在每次細胞分裂后會縮短一截。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒內(nèi)側正?；虻腄NA序列就會受到損傷,結果使細胞活動漸趨異常。三、細胞衰老與個體衰老的關系.單細胞生物：細胞的衰老就是仝住的衰老。.多細胞生物：細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胞普遍衰老的過程。四、細胞的死亡細胞死亡包括凋亡和壞死等方式,其中減亡是細胞死亡的一種主要方式。.細胞凋亡(1)概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程。由于細胞凋亡受到嚴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鍵的作用。.細胞壞死：在種種不利因素影響下，由于細胞正賞代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。五、細胞自噬.概念：通俗地說，就是細胞吃掉自身的結構和物質(zhì)。在一定條件下，細胞會將受損或功能退化的細胞結構等，通過誕體降解后再利用，這就是細胞自噬。.類型(1)處于營養(yǎng)缺乏條件下的細胞，通過細胞自噬可以獲得維持生存所需的物質(zhì)和能量。(2)在細胞受到損傷、微生物入侵或細胞衰老時，通過細胞自噬，可以清除受損或衰老的細胞器，以及感染的微生物和毒素，從而維持細胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。.意義：人類許多疾病的發(fā)生，可能與細胞自噬發(fā)生障礙有關，因此，細胞自噬機制的研究對許多疾病的防治有重要意義。【教材微點發(fā)掘】.如圖表示細胞衰老的自由基學說圖解，據(jù)圖回答有關問題：(1)衰老細胞膜的通透性改變，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)，會引起細胞膜的磷脂分子和轉運蛋白等損傷,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.細胞死亡包括凋亡和壞死。下列敘述中屬于細胞凋亡的是，屬于細胞壞死的是O（填序號）①皮膚和消化道上皮每天都會有大量細胞死亡脫落②骨折時造成的細胞死亡③蝌蚪變態(tài)發(fā)育過程中尾部消失④人的紅細胞在經(jīng)歷120d左右的壽命后死亡答案：①③④②.胚胎發(fā)育過程中是否有細胞的衰老？老年人的體內(nèi)是否只有細胞的衰老而沒有新細胞的產(chǎn)生？提示：胚胎發(fā)育過程中有細胞的衰老；老年人體內(nèi)既有細胞的衰老也有新細胞的產(chǎn)生。教材問題提示（一）旁欄思考老年斑是由于細胞內(nèi)的色素隨著細胞衰老而逐漸積累造成的。衰老細胞中出現(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中得出的結論：年齡越大的個體的體細胞可增殖代數(shù)越少，年齡越小的個體的體細胞可增殖代數(shù)越多，細胞增殖的能力與個體的年齡有密切的關系。.細胞核對細胞分裂的影響大一些。（三）思維訓練.細胞的壽命與分裂能力無關。壽命短的細胞不一定能分裂，如白細胞的壽命只有5?7d,但也不能分裂。.有關系。.學生可作出各種推測。皮膚表皮細胞的壽命約為10d,生發(fā)層細胞分裂能力強。新知探究（一）細胞的衰老【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。結合教材，分析探究以下問題：（1）年老的個體會有新生的細胞嗎？新生嬰兒體內(nèi)含有衰老的細胞嗎？提示：老年人體內(nèi)有新生的細胞，新生嬰兒體內(nèi)也有衰老的細胞，只是所占比例不同。新生嬰兒體內(nèi)衰老細胞較少，新生細胞較多，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；衰老細胞膜通透性改變，色素積累，出現(xiàn)老年斑。(3)細胞是生物體結構和功能的基本單位，細胞的衰老就代表個體的衰老嗎？提示：對于多細胞生物而言，細胞的衰老不等于機體的衰老，如幼年個體中每天都有細胞衰老；機體的衰老也不等于細胞的衰老，如老年個體中每天也有新的細胞產(chǎn)生。但個體衰老時，組成該個體的細胞往往表現(xiàn)為普遍衰老現(xiàn)象。(4)衰老的細胞內(nèi)水分減少，減少的這部分水在細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)衰老細胞多，衰老細胞呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢。［重難點撥］.簡化記憶細胞衰老特征.衰老的表現(xiàn)及形成原因【典題?例析】個體衰老表現(xiàn)對應的細胞衰老原因皮膚干燥、發(fā)皺細胞內(nèi)水分減少，細胞體積變小頭發(fā)變白細胞內(nèi)的(酪氨酸)酶活性降低老年斑細胞內(nèi)色素的積累無力細胞內(nèi)呼吸速率減慢吸收能力下降細胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低［典例］人衰老的紅細胞具有下列哪些特征()①水分減少，細胞萎縮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細胞的呼吸速率減慢⑦細胞核體積增大⑧細胞膜的通透性功能改變A.①②③④⑤⑦⑧B.①②③⑤⑥⑦⑧C.①②③⑤⑥⑧D.①②③④⑤⑧［解析］衰老的細胞具有以下五項特征：(1)細胞內(nèi)水分減少，細胞萎縮，體積變?。虎贫喾N酶的活性降低，細胞呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢；(3)細胞內(nèi)的色素積累，妨礙細胞內(nèi)物質(zhì)交流和傳遞，影響細胞正常的生理功能；(4)細胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深；(5)細胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低。根據(jù)以上特征判斷，①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老細胞的特征，但由于人衰老的紅細胞沒有細胞核，因此應除去⑦。故選C。［答案］c【應用?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?！睆募毎麑W的角度分析，這個過程中不會出現(xiàn)的變化是0A.細胞核體積縮小B.細胞內(nèi)水分減少C.酶的活性降低D.細胞呼吸速率減慢解析：選A細胞衰老，細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)細胞核體積減??；衰老細胞內(nèi)水分含量的變化是減少，因此細胞萎縮，細胞體積變小，細胞新陳代謝速率減慢；衰老細胞內(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；衰老細胞的細胞呼吸速率減慢。故選A。.下列關于衰老的相關敘述，錯誤的是()A.多細胞生物個體衰老的過程，也是組成個體的細胞普遍衰老的過程.細胞代謝產(chǎn)生的自由基，會攻擊蛋白質(zhì)分子，致使細胞衰老C.端粒DNA序列變短后，細胞活動漸趨異常D.衰老細胞的體積減小，從而使細胞的相對表面積增大，物質(zhì)運輸效率增大解析：選D多細胞生物個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程，A正確；自由基學說認為，細胞進行的各種氧化反應會產(chǎn)生自由基，自由基攻擊蛋白質(zhì)分子，使細胞衰老，B正確；隨著分裂次數(shù)增加，端粒DNA序列會變短，使細胞活動漸趨異常，C正確；衰老的細胞，其細胞膜通透性改變，物質(zhì)運輸功能降低，D錯誤。新知探究(二)細胞的死亡【探究?深化】［情境質(zhì)疑］如圖表示細胞凋亡的機理，據(jù)圖分析回答有關問題：⑴過程A體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能,說明細胞凋亡有特異性，在特定時期凋亡特定細胞。(2)從過程B中可以看出，細胞凋亡是相關基因選擇性表達的結果,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(細胞器)的參與。［重難點撥］細胞凋亡與細胞壞死的比較比較項目細胞凋亡細胞壞死與基因關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、化學因素或嚴重的病理性刺激

【典題?例析】與機體關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)變化細胞變圓與周圍細胞脫離細胞外形不規(guī)則變化結構變化染色質(zhì)凝集，細胞分為一個個小體（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,可誘導被病毒感染的細胞發(fā)生凋亡。下列敘述正確的是（）A.上述病毒感染的細胞凋亡后其功能可恢復B.上述病毒感染細胞的凋亡不是程序性死亡C.上述病毒感染細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］被病毒感染的細胞凋亡后，其功能喪失且不可恢復，A錯誤；細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，是程序性死亡，B、C錯誤；由題意可知，激活蛋白激酶PKR,可誘導被病毒感染的細胞發(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］細胞凋亡與細胞壞死是兩個不同的過程，如圖所示。下列有關敘述錯誤的是0A.細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.細胞壞死最終細胞因細胞膜破裂、胞漿外溢而死亡C.吞噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體有關D.在成人體內(nèi)，被病原體感染的細胞的清除是通過細胞壞死實現(xiàn)的［解析］細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，細胞壞死是細胞膜被破壞，胞漿外溢造成死亡，B正確；吞噬細胞吞噬凋亡小體后在細胞內(nèi)的溶酶體中將其消化，C正確；成人體內(nèi)，被病原體感染的細胞的清除是通過細胞凋亡實現(xiàn)的，D錯誤。［答案］D方法規(guī)律“兩看法”區(qū)分細胞凋亡與細胞壞死、I主動結束生命活動=細胞凋亡C1）從萬式看［被動結束生命活動=細胞壞死⑵從結果看⑵從結果看⑵從結果看對生物體是有利的=細胞凋亡對生物體是有害的=細胞壞死【應用?體驗】⑵從結果看1.人體細胞凋亡和衰老是細胞生命活動的必然規(guī)律。下列敘述正確的是()A.細胞凋亡僅發(fā)生在衰老細胞中B.細胞凋亡由機械損傷引發(fā)C.衰老細胞中所有酶的活性降低D.衰老細胞的需氧呼吸變慢解析：選D細胞凋亡是細胞的自然更新，不只發(fā)生在衰老的細胞中，A錯誤；細胞凋亡是基因編程性死亡，機械損傷可引發(fā)細胞壞死，B錯誤；衰老細胞內(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；衰老的細胞呼吸速率減慢，新陳代謝減慢，D正確。APs是細胞內(nèi)一種控制細胞凋亡的物質(zhì)，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。下列相關說法錯誤的是0A.細胞凋亡是由基因決定的細胞程序性死亡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解析：選C細胞內(nèi)物質(zhì)的合成和分解都受到細胞內(nèi)基因的控制，既然IAPs是細胞內(nèi)一種控制細胞凋亡的物質(zhì)，那么其合成也受基因的控制。故選C?？茖W視野——細胞自噬與人類健康細胞自噬是近年來熱門研究領域?！白允伞弊置嬉馑际恰皩⒆约撼缘簟保瑢崉t是一種細胞自身成分降解和循環(huán)的基本過程。通俗地說，細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胞損傷和凋亡。對細胞自噬的研究成果有助于人類更好地了解細胞如何實現(xiàn)自身的循環(huán)利用O在適應饑餓或應對感染等許多生理進程中，細胞自噬機制都有重要意義。此外，細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?！舅仞B(yǎng)評價】.在一定條件下，真核細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，這是一種細胞自噬的現(xiàn)象。下列有關敘述正確的是()A.處于營養(yǎng)缺乏條件下的細胞，細胞自噬現(xiàn)象會減弱B.人的紅細胞成熟過程中通過細胞自噬清除線粒體等細胞器C.細胞自噬和細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)缺乏條件下的細胞，細胞自噬現(xiàn)象會增強，A錯誤；人的紅細胞成熟過程中通過細胞自噬清除線粒體等細胞器，B正確；細胞自噬和細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。.細胞自噬是真核生物中進化保留的對細胞內(nèi)物質(zhì)進行周轉的重要過程，它與細胞凋亡、細胞衰老一樣，是十分重要的生物學現(xiàn)象，參與生物的生長、發(fā)育等多種過程。如圖為細胞通過自噬作用清除衰老線粒體的過程，下列相關敘述錯誤的是()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