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第節(jié)3細(xì)胞的衰老和死亡第6
章高中生物學(xué)必修11.描述細(xì)胞衰老的特征。2.簡(jiǎn)述細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別。3.探討細(xì)胞的衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系,關(guān)注老年人的健康狀況。4.進(jìn)行與社會(huì)老齡化相關(guān)的問(wèn)題的資料搜集和分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)1.了解個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系以及細(xì)胞衰老的特征。2.明確細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別。難點(diǎn)細(xì)胞衰老、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞壞死的區(qū)別和聯(lián)系。重點(diǎn)難點(diǎn)一細(xì)胞的衰老從總體上看,多細(xì)胞生物體衰老的過(guò)程也是組成個(gè)體的細(xì)胞[1]
的過(guò)程。衰老細(xì)胞的特征有細(xì)胞內(nèi)的水分[2]
,結(jié)果使細(xì)胞[3]
,體積[4]
,細(xì)胞新陳代謝的速率[5]
;細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性[6]
;細(xì)胞內(nèi)的[7]
會(huì)隨著細(xì)胞衰老而逐漸[8]
;細(xì)胞內(nèi)呼吸速率[9]
,細(xì)胞核的體積[10]
,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮、染色加深;細(xì)胞膜[11]
改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能[12]
。關(guān)于細(xì)胞衰老的原因,目前普遍接受的是[13]
學(xué)說(shuō)和[14]
學(xué)說(shuō)。二
細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死細(xì)胞凋亡是指由[15]
所決定的細(xì)胞[16]
的過(guò)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,所以也常常被稱為[17]
。細(xì)胞壞死是在種種[18]
因素影響下,由于細(xì)胞正常代謝活動(dòng)[19]
引起的細(xì)胞損傷和死亡。
課前預(yù)習(xí)普遍衰老減少萎縮變小減慢降低色素積累增大減慢通透性降低自由基端粒基因自動(dòng)結(jié)束生命細(xì)胞編程性死亡不利受損或中斷判斷題1.細(xì)胞衰老不一定導(dǎo)致個(gè)體衰老()2.神經(jīng)元凋亡是由基因決定的細(xì)胞編程性死亡()3.被病原體感染的細(xì)胞的清除屬于細(xì)胞壞死()4.凋亡細(xì)胞內(nèi)所有基因的表達(dá)能力都下降,酶活性降低()深度思考思考人體衰老的表現(xiàn)及原因主要有哪些? √××√提示:(1)白發(fā):頭發(fā)的顏色與黑色素有關(guān),衰老細(xì)胞中酪氨酸酶的活性降低,會(huì)導(dǎo)致黑色素合成減少。(2)老年斑:細(xì)胞內(nèi)的色素隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累形成老年斑,主要是脂褐素的堆積。(3)皺紋:衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少,結(jié)果使細(xì)胞萎縮。內(nèi)容精解一個(gè)體衰老和細(xì)胞衰老的關(guān)系個(gè)體衰老和細(xì)胞衰老都是生物體正常的生命現(xiàn)象。個(gè)體衰老是由細(xì)胞衰老決定的,細(xì)胞衰老是個(gè)體衰老的內(nèi)因,但二者不能畫(huà)等號(hào)。幼年個(gè)體中每天都有細(xì)胞衰老、死亡,因此細(xì)胞的衰老和死亡不等于個(gè)體的衰老和死亡。老年個(gè)體中每天都有新細(xì)胞產(chǎn)生,因此個(gè)體的衰老不等于所有細(xì)胞的衰老?!咎嵝选繌目傮w上看,個(gè)體的衰老也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過(guò)程。
例
難度★☆☆典型★★☆下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.對(duì)草履蟲(chóng)來(lái)說(shuō),細(xì)胞的衰老就是個(gè)體的衰老B.從總體上看,多細(xì)胞生物衰老的過(guò)程,也就是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過(guò)程C.多細(xì)胞生物體內(nèi)的細(xì)胞,總有一部分處于衰老或走向死亡的狀態(tài)D.在衰老的生物體內(nèi),沒(méi)有細(xì)胞增殖
【解析】單細(xì)胞生物的細(xì)胞衰老就是個(gè)體的衰老,A項(xiàng)正確。多細(xì)胞生物體衰老的過(guò)程是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過(guò)程,但是,多細(xì)胞生物體的細(xì)胞衰老并不代表個(gè)體的衰老,B項(xiàng)正確。多細(xì)胞生物體內(nèi)的細(xì)胞,時(shí)刻都有細(xì)胞的產(chǎn)生和死亡,故總有一部分細(xì)胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài),C項(xiàng)正確。在衰老的個(gè)體中,仍然存在細(xì)胞增殖過(guò)程,可以產(chǎn)生新細(xì)胞,D項(xiàng)錯(cuò)誤?!敬鸢浮緿二細(xì)胞衰老的特征和原因細(xì)胞衰老的特征細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化1.細(xì)胞膜的通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。2.細(xì)胞核體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮、染色加深。細(xì)胞分子組成的變化1.水分減少→細(xì)胞萎縮,體積變小,新陳代謝速率減慢。2.多種酶的活性降低→黑色素合成減少,頭發(fā)變白;呼吸速率減慢。3.色素積累→形成老年斑,并阻礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞,影響細(xì)胞正常的生理功能。
個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的對(duì)應(yīng)關(guān)系由上表可以看出,個(gè)體衰老的過(guò)程也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過(guò)程。
【巧記】細(xì)胞衰老的特征 細(xì)胞衰老的原因自由基學(xué)說(shuō)自由基學(xué)說(shuō)認(rèn)為衰老是由細(xì)胞正常代謝過(guò)程中產(chǎn)生的自由基造成的。1.自由基攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子。2.自由基攻擊DNA,引起基因突變。3.自由基攻擊蛋白質(zhì),使蛋白質(zhì)活性下降,致使細(xì)胞衰老。端粒學(xué)說(shuō)1.端粒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,稱為端粒。2.端粒酶是一種逆轉(zhuǎn)錄酶,由RNA和蛋白質(zhì)組成,它以自身RNA為模板,合成端粒重復(fù)序列,加到新合成的DNA鏈末端。3.有絲分裂和端粒的關(guān)系細(xì)胞每進(jìn)行一次有絲分裂,就有一段端粒序列丟失,當(dāng)端粒長(zhǎng)度縮短到一定程度,會(huì)使細(xì)胞停止分裂,導(dǎo)致衰老與死亡。 三細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死細(xì)胞凋亡概念:由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)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,所以又被稱為細(xì)胞編程性死亡。意義及舉例細(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起著非常關(guān)鍵的作用,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1.清除多余的細(xì)胞。如人的胚胎發(fā)育中,早期的手和足形似槳板,只有當(dāng)某些多余細(xì)胞凋亡后,才能形成正常的指或趾。2.清除無(wú)用的細(xì)胞。如蝌蚪變成青蛙時(shí),尾部細(xì)胞的凋亡退化。3.清除有害細(xì)胞。如某些被病毒感染的細(xì)胞和一些腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)細(xì)胞凋亡的方式清除。4.清除已完成正常使命的衰老細(xì)胞?!咎貏e提示】
(1)細(xì)胞凋亡是機(jī)體正常的生命現(xiàn)象,對(duì)機(jī)體有積極的意義。(2)細(xì)胞凋亡不是僅發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的胚胎時(shí)期,而是貫穿于整個(gè)生命進(jìn)程中。細(xì)胞壞死細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下,由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷而引起的細(xì)胞損傷和死亡。
例1 難度★★☆典型★★☆下列關(guān)于細(xì)胞死亡的敘述,錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞死亡就是細(xì)胞凋亡B.細(xì)胞壞死可能導(dǎo)致炎癥發(fā)生C.細(xì)胞凋亡有利于清除體內(nèi)衰老、受損的細(xì)胞D.細(xì)胞凋亡是由細(xì)胞遺傳機(jī)制調(diào)控而造成的細(xì)胞死亡【解析】細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死等方式,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(guò)程,而細(xì)胞壞死是指在種種不利因素影響下,如極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病理性刺激的情況下,由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡,A項(xiàng)錯(cuò)誤;細(xì)胞壞死后細(xì)胞內(nèi)容物會(huì)釋放出去,可能會(huì)導(dǎo)致炎癥發(fā)生,B項(xiàng)正確?!敬鸢浮緼
例2 難度★★☆典型★★☆細(xì)胞凋亡也稱細(xì)胞程序性死亡,其大致過(guò)程如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞皺縮、染色質(zhì)收縮表明細(xì)胞處于衰老狀態(tài)B.圖示過(guò)程只發(fā)生在胚胎發(fā)育過(guò)程中C.吞噬細(xì)胞吞噬凋亡小體與細(xì)胞膜的流動(dòng)性密切相關(guān)D.細(xì)胞凋亡是由遺傳物質(zhì)控制的,與細(xì)胞壞死有明顯區(qū)別【解析】細(xì)胞皺縮、染色質(zhì)收縮是衰老細(xì)胞的特征,A項(xiàng)正確;題圖所示過(guò)程貫穿生物體的整個(gè)生命進(jìn)程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;吞噬細(xì)胞吞噬凋亡小體的過(guò)程屬于胞吞,體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,C項(xiàng)正確;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(guò)程,細(xì)胞壞死是指在種種不利因素影響下,如極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病理性刺激的情況下,由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡,D項(xiàng)正確?!敬鸢浮緽
深度拓展一衰老細(xì)胞的新陳代謝速率減慢的原因衰老細(xì)胞中多種酶的活性降低,導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速率減慢,引起細(xì)胞新陳代謝速率減慢。衰老細(xì)胞中水分減少,特別是自由水減少,導(dǎo)致新陳代謝速率減慢。細(xì)胞器數(shù)量減少,如線粒體數(shù)量減少,導(dǎo)致新陳代謝速率減慢?!疽族e(cuò)提醒】衰老細(xì)胞中,不是所有酶的活性都降低,而是大多數(shù)酶的活性降低,還有少數(shù)酶保持活性或活性升高。例1
難度★★☆ 典型★★☆下列關(guān)于細(xì)胞衰老與凋亡的敘述,正確的是()A.衰老的多細(xì)胞生物體中,細(xì)胞都處于衰老狀態(tài)B.衰老細(xì)胞內(nèi)所有酶的活性都降低C.細(xì)胞凋亡的根本原因是病原體的感染D.細(xì)胞的衰老與凋亡是細(xì)胞正常的生理過(guò)程【解析】衰老的多細(xì)胞生物體中,只要個(gè)體沒(méi)有死亡,就會(huì)有部分細(xì)胞進(jìn)行著分裂、分化、生長(zhǎng);衰老細(xì)胞內(nèi)水解酶的活性升高;細(xì)胞凋亡的根本原因是基因控制的細(xì)胞編程性死亡?!敬鸢浮緿二細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較項(xiàng)目細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死原因正常生理變化病理性變化或劇烈損傷范圍多為單個(gè)細(xì)胞大片組織的劇烈損傷細(xì)胞膜內(nèi)陷破損細(xì)胞器無(wú)明顯變化腫脹,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)崩解細(xì)胞體積收縮變小腫脹變大調(diào)節(jié)過(guò)程受基因調(diào)控被動(dòng)進(jìn)行炎癥反應(yīng)不釋放細(xì)胞內(nèi)容物,無(wú)炎癥反應(yīng)釋放細(xì)胞內(nèi)容物,引發(fā)炎癥例2
難度★★☆典型★★☆下列關(guān)于細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的敘述中,錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞凋亡是一種自然的生理過(guò)程B.細(xì)胞壞死是一種病理性變化C.蝌蚪尾的消失,是由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程D.被病原體感染的細(xì)胞的清除是通過(guò)細(xì)胞壞死完成的【解析】細(xì)胞凋亡為細(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(guò)程,是一種自然的生理過(guò)程,A項(xiàng)正確;細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下,由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的細(xì)胞損傷或死亡,是一種病理性過(guò)程,B項(xiàng)正確;蝌蚪尾的消失是通過(guò)尾部細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的,C項(xiàng)正確;被病原體感染的細(xì)胞的清除是通過(guò)細(xì)胞凋亡完成的,D項(xiàng)錯(cuò)誤?!敬鸢浮緿【特別提示】區(qū)分細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的方法走向高考一細(xì)胞的衰老例1[2016·海南高考]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【解析】隨著年齡的增長(zhǎng),細(xì)胞繼續(xù)分裂的次數(shù)會(huì)逐漸減少,并逐漸衰老,A項(xiàng)正確;根據(jù)細(xì)胞衰老的自由基學(xué)說(shuō)可知,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)被溶酶體分解清除,C項(xiàng)正確;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,D項(xiàng)錯(cuò)誤?!敬鸢浮緿例2[2017·浙江4月選考]下列關(guān)于人體衰老細(xì)胞的敘述,正確的是()多種酶的活性降低B.線粒體數(shù)量增加C.細(xì)胞呼吸明顯加快D.細(xì)胞核體積變小【解析】在細(xì)胞衰老的過(guò)程中,細(xì)胞的生理狀態(tài)和細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化,如多種酶的活性降低、呼吸速率減慢等,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。衰老細(xì)胞在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上發(fā)生許多變化,如線粒體的數(shù)量減少、細(xì)胞核體積增大、核膜內(nèi)折等,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤?!敬鸢浮緼二
細(xì)胞的死亡例1[2021·廣東卷]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(guò)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】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(guò)程,它是一種程序性死亡,死亡后功能無(wú)法恢復(fù),A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;PKR被激活后,會(huì)誘導(dǎo)被病毒感染的細(xì)胞發(fā)生凋亡,故PKR激活劑可作
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