2024-2025學(xué)年高一生物必修第一冊（人教版）課件 第6章 細胞的生命歷程 第3節(jié) 細胞的衰老和死亡

第3節(jié)細胞的衰老和死亡學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明記在平時——核心語句必背1.描述細胞衰老的特征和原因。2.描述細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別。3.探討細胞衰老和死亡與人體健康的關(guān)系，關(guān)注老年人的健康。1.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。2.細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程?！局鞲芍R梳理】一、細胞衰老的特征1．細胞衰老的含義細胞衰老是細胞的__________和_________發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細胞的__________________發(fā)生變化。生理狀態(tài)化學(xué)反應(yīng)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能2．衰老細胞的主要特征(1)細胞內(nèi)的_____減少，細胞萎縮，體積______。(2)細胞內(nèi)多種酶的活性______，呼吸速率_____，新陳代謝速率_____。(3)細胞內(nèi)的_____逐漸積累，妨礙細胞內(nèi)物質(zhì)的___________。(4)細胞膜_______改變，使物質(zhì)運輸功能_____。(5)細胞核的體積_____，核膜_____，染色質(zhì)_____，染色_____。水分變小降低減慢減慢色素交流和傳遞通透性降低增大內(nèi)折收縮加深二、細胞衰老的原因科學(xué)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_______學(xué)說和_____學(xué)說。1．自由基學(xué)說(1)自由基的概念：通常把異?；顫姷腳_________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___________。(3)自由基的危害。①攻擊生物膜的組成成分_________，引發(fā)雪崩式的反應(yīng)，對_______損傷比較大。自由基端粒帶電分子反應(yīng)活潑性磷脂分子生物膜②攻擊DNA，可能引起_________。③攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性_____，導(dǎo)致細胞衰老。2．端粒學(xué)說(1)端粒的概念：每條染色體的_____都有一段特殊序列的____________________，稱為端粒。(2)端粒DNA序列在每次細胞分裂后會_____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______，結(jié)果使細胞活動漸趨異常?；蛲蛔兿陆祪啥薉NA—蛋白質(zhì)復(fù)合體縮短損傷三、細胞衰老與個體衰老的關(guān)系1．單細胞生物：細胞的衰老就是_____的衰老。2．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_________的過程。四、細胞的死亡細胞死亡包括______和_____等方式，其中_____是細胞死亡的一種主要方式。個體普遍衰老凋亡壞死凋亡1．細胞凋亡(1)概念：由_____所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。由于細胞凋亡受到嚴(yán)格的由_________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_________，維持________的穩(wěn)定，以及抵御_____________的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。2．細胞壞死：在種種不利因素影響下，由于細胞_________活動受損或中斷引起的細胞___________?；蜻z傳機制生長發(fā)育內(nèi)部環(huán)境外界各種因素正常代謝損傷和死亡五、細胞自噬1．概念通俗地說，就是細胞吃掉自身的____________。在一定條件下，細胞會將受損或功能退化的細胞結(jié)構(gòu)等，通過________降解后再利用，這就是細胞自噬。2．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____________。結(jié)構(gòu)和物質(zhì)溶酶體物質(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____________________。3．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(guān)，因此，細胞自噬機制的研究對許多疾病的防治有重要意義。細胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定【教材微點發(fā)掘】1．如圖是細胞衰老的自由基學(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_______________________________。(3)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(zhuǎn)運蛋白等損傷，物質(zhì)運輸功能降低

(2)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2．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________。(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：①③④

②3．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1．從實驗1中得出的結(jié)論是：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(guān)系。2．細胞核對細胞分裂的影響大一些。(三)思維訓(xùn)練1．細胞的壽命與分裂能力無關(guān)。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。2．有關(guān)系。3．提示：學(xué)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(jié)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(jié)構(gòu)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]1．簡化記憶細胞衰老特征2．衰老的表現(xiàn)及形成原因個體衰老表現(xiàn)對應(yīng)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【典題·例析】[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．①②③④⑤⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦⑧C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧[答案]

C[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??；(2)多種酶的活性降低，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(yīng)除去⑦?！緫?yīng)用·體驗】1．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(xué)的角度分析，這個過程中不會出現(xiàn)的變化是(

)A．細胞核體積縮小 B．細胞內(nèi)水分減少C．酶的活性降低 D．細胞呼吸速率減慢答案：A

解析：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)細胞核體積減小；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。2．下列關(guān)于衰老的相關(guān)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B．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)運輸效率增大答案：D

解析：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(xué)說認為，細胞進行的各種氧化反應(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(guān)問題：(1)過程A體現(xiàn)了生物膜的_________功能，說明細胞凋亡有_____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(guān)基因____________的結(jié)果，該過程中形成具膜的凋亡小體，體現(xiàn)了膜的_____性。(3)過程C中凋亡小體被吞噬消化，此過程需要_______

(細胞器)的參與。信息傳遞特異選擇性表達流動溶酶體[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(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)變化細胞變圓與周圍細胞脫離細胞外形不規(guī)則變化結(jié)構(gòu)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【典題·例析】[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(fù)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[答案]

D[解析]

被病毒感染的細胞凋亡后，其功能喪失且不可恢復(fù)，A錯誤；細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(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。[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(guān)敘述錯誤的是(

)A．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(guān)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[答案]

D[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；由圖可知，細胞壞死是細胞膜被破壞，胞漿外溢造成死亡；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；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?！緫?yīng)用·體驗】1．下列不屬于細胞凋亡的是(

)A．手指發(fā)育過程中，指間細胞的自動死亡B．紅細胞壽命只有120天左右，紅細胞的自我更新C．感染病原體的細胞被清除D．被濃硫酸燒傷而死亡的細胞答案：D

解析：濃硫酸燒傷造成的細胞死亡屬于外界因素引起的細胞壞死。2．細胞凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)是由核基因控制合成的一種蛋白質(zhì)，存在于線粒體膜的間隙，具有促進細胞凋亡的功能。凋亡信號刺激線粒體會引起AIF轉(zhuǎn)移至細胞核，引起細胞核中發(fā)生如下圖所示的變化，從而引起細胞凋亡。下列分析錯誤的是(

)A．AIF在細胞核中合成，又可回到細胞核發(fā)揮作用B．凋亡信號刺激線粒體時，可引起線粒體膜通透性的改變C．AIF是一種酶，通過破壞核DNA的結(jié)構(gòu)促進細胞凋亡D．由凋亡信號刺激引起的細胞凋亡屬于一種程序性死亡答案：A

解析：AIF是一種蛋白質(zhì)，在核糖體上合成，A錯誤；凋亡信號的刺激使線粒體膜通透性改變，使AIF能透過膜結(jié)構(gòu)出線粒體，B正確；分析題圖可知，AIF這種酶可以水解核DNA，破壞核DNA的結(jié)構(gòu)，從而使細胞中蛋白質(zhì)的合成受阻，細胞的某些功能不能實現(xiàn)，進而促進細胞凋亡，C正確；細胞凋亡屬于程序性死亡，D正確?？茖W(xué)視野——細胞自噬與人類健康細胞自噬是近年來熱門研究領(lǐng)域?！白允伞弊置嬉馑际恰皩⒆约撼缘簟?，實則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。在適應(yīng)饑餓或應(yīng)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】1．細胞自噬是真核生物中進化保守的對細胞內(nèi)物質(zhì)進行周轉(zhuǎn)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(xué)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(guān)敘述錯誤的是(