2024-2025學(xué)年新教材高中生物第6章細(xì)胞的生命歷程第3節(jié)細(xì)胞的衰老和死亡學(xué)案新人教版必修12

PAGE9-第3節(jié)細(xì)胞的蒼老和死亡課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.描述細(xì)胞蒼老的特征。2.說(shuō)明細(xì)胞死亡的緣由和意義。3.闡明細(xì)胞蒼老和死亡是自然的生理過(guò)程。1.生命觀念——駕馭細(xì)胞蒼老的特征，并分析其緣由；闡明細(xì)胞凋亡的意義。2.科學(xué)思維——辨析細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死。3.社會(huì)責(zé)任——關(guān)注社會(huì)議題，辨別迷信和偽科學(xué)，主動(dòng)向他人宣揚(yáng)健康生活和關(guān)愛(ài)生命等相關(guān)學(xué)問(wèn)。學(xué)問(wèn)導(dǎo)圖細(xì)胞的蒼老和死亡eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(細(xì)胞蒼老\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(細(xì)胞蒼老的特征,細(xì)胞蒼老的緣由\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自由基學(xué)說(shuō),端粒學(xué)說(shuō))),細(xì)胞蒼老與個(gè)體蒼老的關(guān)系)),細(xì)胞死亡\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(細(xì)胞凋亡,細(xì)胞壞死))))新知預(yù)習(xí)·雙基夯實(shí)一、細(xì)胞蒼老的特征：1．代謝的變更：2．細(xì)胞核的變更：二、細(xì)胞蒼老的緣由目前大家普遍接受的兩種有關(guān)細(xì)胞蒼老的緣由的理論：__自由基學(xué)說(shuō)__和__端粒學(xué)說(shuō)__。三、個(gè)體蒼老與細(xì)胞蒼老的關(guān)系1．對(duì)于單細(xì)胞生物體來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的蒼老或死亡就是__個(gè)體蒼老或死亡__。2．對(duì)于多細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的蒼老和死亡與個(gè)體的蒼老和死亡__并不是一回事__，從總體上看，個(gè)體蒼老的過(guò)程也是組成個(gè)體的細(xì)胞__普遍蒼老__的過(guò)程。四、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死1．細(xì)胞凋亡：概念定義由__基因__確定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程機(jī)制由__遺傳機(jī)制__確定的__程序性__調(diào)控類型①細(xì)胞正常的__自然更新__②清除__被病原體感染__的細(xì)胞③正常發(fā)育過(guò)程中的程序性死亡意義①保證多細(xì)胞生物體完成__正常發(fā)育__②維持__內(nèi)部環(huán)境__的穩(wěn)定③抵擋__外界各種因素__的干擾2.細(xì)胞壞死：是在種種__不利因素__(如缺氧、高溫、高壓等)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__和__死亡__。┃┃活學(xué)巧練__■(1)細(xì)胞的蒼老或死亡就是個(gè)體的蒼老或死亡。(×)(2)細(xì)胞蒼老表現(xiàn)為酶活性降低，細(xì)胞核體積減小。(×)(3)細(xì)胞普遍蒼老會(huì)導(dǎo)致個(gè)體蒼老。(√)(4)細(xì)胞壞死和細(xì)胞凋亡對(duì)生物體都是不利的。(×)(5)細(xì)胞凋亡是各種不利因素引起的細(xì)胞死亡。(×)(6)在蛙的發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞不斷分裂，但不發(fā)生凋亡。(×)(7)細(xì)胞的蒼老和壞死都是生物體異樣的生命活動(dòng)。(×)(8)被病原體感染的細(xì)胞的清除屬于細(xì)胞壞死。(×)思索：1．老年人體內(nèi)有沒(méi)有幼嫩的細(xì)胞？年輕人體內(nèi)有沒(méi)有蒼老的細(xì)胞？提示：老年人體內(nèi)含有幼嫩的細(xì)胞，如造血干細(xì)胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的血細(xì)胞；年輕人體內(nèi)有蒼老的細(xì)胞，如皮膚表皮細(xì)胞蒼老形成角質(zhì)層細(xì)胞。2．蒼老細(xì)胞的新陳代謝速率減慢，試分析其緣由。提示：蒼老細(xì)胞內(nèi)酶的活性降低，自由水含量降低，呼吸速率降低(使能量供應(yīng)削減)，故細(xì)胞新陳代謝減慢。3．劇烈的細(xì)胞自噬也可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。請(qǐng)舉例說(shuō)明在什么狀況下會(huì)發(fā)生細(xì)胞自噬。提示：(1)細(xì)胞養(yǎng)分缺乏時(shí)，通過(guò)自噬可以獲得維持生存必需的物質(zhì)和能量。(2)細(xì)胞受到損傷、微生物入侵或細(xì)胞蒼老時(shí)，通過(guò)自噬進(jìn)行清除，可以維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。學(xué)霸記憶·素養(yǎng)積累重點(diǎn)呈現(xiàn)1．蒼老的細(xì)胞內(nèi)水分削減、酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積累、膜通透性變更，物質(zhì)運(yùn)輸功能下降。2．細(xì)胞凋亡是由基因確定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛學(xué)問(wèn)點(diǎn)細(xì)胞的蒼老1．細(xì)胞蒼老的概念細(xì)胞蒼老是細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生困難變更的過(guò)程，最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變更。2．細(xì)胞蒼老特征的概括總結(jié)一大(細(xì)胞核變大，染色質(zhì)收縮，染色加深)；一小(細(xì)胞體積變小)；一多(細(xì)胞內(nèi)色素漸漸積累、增多)；一少(細(xì)胞內(nèi)水分削減)；兩低(細(xì)胞膜運(yùn)輸功能降低，有些酶的活性降低)；兩慢(呼吸速率減慢，代謝速率減慢)。3．細(xì)胞蒼老的緣由關(guān)于細(xì)胞蒼老的緣由，自由基學(xué)說(shuō)和端粒學(xué)說(shuō)是現(xiàn)代科學(xué)家普遍認(rèn)可的兩種學(xué)說(shuō)。(1)自由基學(xué)說(shuō)蒼老是由細(xì)胞正常代謝過(guò)程中產(chǎn)生的自由基造成的。①自由基含義：人們通常把異樣活潑的帶電分子或基團(tuán)稱為自由基。自由基含有未配對(duì)電子，表現(xiàn)出高度的反應(yīng)活潑性。②自由基來(lái)源：在生命活動(dòng)中，細(xì)胞不斷進(jìn)行各種氧化反應(yīng)，在這些反應(yīng)中很簡(jiǎn)單產(chǎn)生自由基；此外，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。③自由基學(xué)說(shuō)：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、會(huì)損傷細(xì)胞膜、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)胞蒼老。(2)端粒學(xué)說(shuō)：染色體兩端的特殊序列的DNA－蛋白質(zhì)復(fù)合體(端粒)會(huì)隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加而被“截短”，進(jìn)而損傷正?；虻腄NA序列，使細(xì)胞活動(dòng)漸趨異樣。4．細(xì)胞蒼老與個(gè)體蒼老之間的關(guān)系(1)單細(xì)胞生物：細(xì)胞的蒼老或死亡就是個(gè)體的蒼老或死亡。(2)多細(xì)胞生物：細(xì)胞的蒼老和死亡與個(gè)體的蒼老和死亡并不是一回事。多細(xì)胞生物體內(nèi)的細(xì)胞總是在不斷更新著，總有一部分細(xì)胞處于蒼老或走向死亡的狀態(tài)。從總體上看，個(gè)體蒼老的過(guò)程也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍蒼老的過(guò)程。特殊提示：①幼年個(gè)體中每天都有細(xì)胞的蒼老、死亡，因此細(xì)胞的蒼老和死亡不等于個(gè)體的蒼老和死亡。②老年個(gè)體中每天也有新細(xì)胞的產(chǎn)生，因此個(gè)體的蒼老不等于全部細(xì)胞的蒼老。③細(xì)胞的蒼老由細(xì)胞自身的因素確定，但良好的外部環(huán)境和生活飲食習(xí)慣可以延緩細(xì)胞蒼老，進(jìn)而延緩機(jī)體蒼老。┃┃典例剖析__■典例1下列關(guān)于細(xì)胞蒼老的說(shuō)法，不正確的是(C)A．生物體內(nèi)絕大多數(shù)細(xì)胞都要經(jīng)過(guò)未分化、分化、蒼老和死亡這幾個(gè)階段B．細(xì)胞的蒼老和死亡是一種正常的生理現(xiàn)象C．神經(jīng)細(xì)胞不會(huì)蒼老、死亡D．細(xì)胞膜通透性變更，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低解析：神經(jīng)細(xì)胞也會(huì)發(fā)生蒼老和死亡的現(xiàn)象。┃┃變式訓(xùn)練__■1．下列有關(guān)蒼老細(xì)胞的特征的敘述，正確的是(D)A．蒼老細(xì)胞代謝速率減慢與其體積增大、物質(zhì)交換效率降低有關(guān)B．蒼老細(xì)胞中各種酶的活性都降低C．蒼老細(xì)胞中黑色素和脂褐素的含量都削減D．細(xì)胞蒼老與個(gè)體蒼老并不都是同步的解析：蒼老細(xì)胞由于水分削減使細(xì)胞體積變小、細(xì)胞新陳代謝的速率減慢，A錯(cuò)誤；蒼老細(xì)胞中有些酶的活性降低，有些酶的活性不變，B錯(cuò)誤；細(xì)胞內(nèi)的色素隨著細(xì)胞蒼老而漸漸積累，C錯(cuò)誤；細(xì)胞蒼老不等于個(gè)體蒼老，如嬰兒體內(nèi)也有細(xì)胞蒼老，D正確。學(xué)問(wèn)點(diǎn)細(xì)胞的死亡細(xì)胞死亡包括凋亡(apoptosis)和壞死(necrosis)等方式，其中凋亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式。1．細(xì)胞凋亡(1)細(xì)胞凋亡的概念細(xì)胞凋亡是由基因所確定的細(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)制確定的程序性調(diào)控，所以它是一種程序性死亡。特殊提示：不同的細(xì)胞，壽命不同，凋亡的速率也不同，如小腸上皮細(xì)胞的壽命只有1～2天，白細(xì)胞的壽命是5～7天，平滑肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞壽命很長(zhǎng)。(2)細(xì)胞凋亡的實(shí)例①人在胚胎時(shí)期，要經(jīng)驗(yàn)有尾的階段，后來(lái)尾部細(xì)胞自動(dòng)死亡，尾才消逝。②蝌蚪尾的消逝，也是通過(guò)細(xì)胞自動(dòng)死亡實(shí)現(xiàn)的。③在胎兒手的發(fā)育過(guò)程中，五個(gè)手指最初是連在一起的，像一把鏟子，后來(lái)隨著指間的細(xì)胞自動(dòng)死亡，才發(fā)育為成形的手指。學(xué)問(wèn)拓展細(xì)胞凋亡的過(guò)程(1)凋亡的起先：細(xì)胞皺縮，細(xì)胞連接消逝，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膨脹，染色質(zhì)收縮并沿核膜分布。(2)凋亡小體的形成：核膜裂開(kāi)，染色質(zhì)斷裂成大小不等的片段，與一些細(xì)胞器聚集后被一些內(nèi)陷的細(xì)胞膜包圍，形成凋亡小體。(3)細(xì)胞的解體：凋亡小體漸漸與細(xì)胞分別，脫落至細(xì)胞間質(zhì)，最終被四周的細(xì)胞吞噬并消化。(3)細(xì)胞凋亡的三種主要類型①由于細(xì)胞蒼老、局部的有害突變、DNA功能缺失等不利因素，細(xì)胞自行裂解死亡(如蒼老細(xì)胞、受到機(jī)械損傷無(wú)法修復(fù)的細(xì)胞)。②細(xì)胞的自然更新(如幼蛙尾部的消逝)。③被病原體感染的細(xì)胞的清除或外界信號(hào)(如藥物、射線)引起的凋亡。(4)細(xì)胞凋亡的作用①有利于清除多余的、無(wú)用的細(xì)胞；②有利于清除有害細(xì)胞；③有利于清除已完成正常使命的蒼老細(xì)胞；④有利于清除發(fā)育不正常的細(xì)胞；⑤維持器官、組織、細(xì)胞數(shù)目的相對(duì)穩(wěn)定。特殊提示：①細(xì)胞凋亡是機(jī)體正常的生命現(xiàn)象，對(duì)機(jī)體具有主動(dòng)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)生命過(guò)程的始終。2．細(xì)胞壞死(1)概念細(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)峻的病理性刺激的狀況下，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。(2)過(guò)程正常細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(進(jìn)行))正常代謝活動(dòng)eq\o(→,\s\up7(中斷))細(xì)胞損傷和死亡↑種種不利因素┃┃典例剖析__■典例2(2024·河南省洛陽(yáng)市高一)下列有關(guān)人體細(xì)胞凋亡的敘述，錯(cuò)誤的是(B)A．癌癥病人化療時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大量白細(xì)胞死亡屬于細(xì)胞壞死B．細(xì)胞凋亡不會(huì)發(fā)生在胚胎發(fā)育過(guò)程中C．皮膚表面每天脫落死亡的大量細(xì)胞屬于細(xì)胞凋亡D．細(xì)胞凋亡和細(xì)胞分化都是受基因限制的，是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果解析：癌癥病人化療過(guò)程中大量白細(xì)胞死亡是化學(xué)藥物引起的細(xì)胞死亡，屬于細(xì)胞壞死，A正確；細(xì)胞凋亡發(fā)生在整個(gè)生命歷程中，B錯(cuò)誤；皮膚表面每天脫落死亡的大量細(xì)胞屬于細(xì)胞凋亡，C正確；細(xì)胞凋亡和細(xì)胞分化都是受基因限制的，是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，D正確。┃┃變式訓(xùn)練__■2．關(guān)于細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死，下列說(shuō)法正確的是(D)A．細(xì)胞凋亡是細(xì)胞在特定條件下的被動(dòng)死亡過(guò)程B．細(xì)胞死亡就是細(xì)胞壞死C．細(xì)胞壞死和細(xì)胞凋亡對(duì)生物體都是不利的D．細(xì)胞會(huì)隨著分裂次數(shù)的增多而蒼老解析：細(xì)胞死亡包括細(xì)胞主動(dòng)死亡(細(xì)胞凋亡)、細(xì)胞被動(dòng)死亡(細(xì)胞壞死)，A、B錯(cuò)誤；細(xì)胞凋亡對(duì)生物體是有利的，C錯(cuò)誤。指引迷津·撥云見(jiàn)日細(xì)胞分裂、分化、蒼老、壞死、凋亡的比較1．聯(lián)系2．區(qū)分項(xiàng)目影響因素特點(diǎn)遺傳物質(zhì)對(duì)機(jī)體的影響細(xì)胞分裂基因確定親子代遺傳性狀穩(wěn)定復(fù)制后均分有利細(xì)胞分化基因選擇性表達(dá)普遍性、長(zhǎng)久性、不行逆性、遺傳物質(zhì)不變不變有利細(xì)胞蒼老受基因限制水分削減、酶活性降低、色素積累、膜通透性變更不變有利細(xì)胞壞死不受基因限制，由極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)峻的病理性刺激等不利因素造成被動(dòng)的、由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的病理過(guò)程不變不利細(xì)胞凋亡基因確定主動(dòng)的、細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程不變有利學(xué)問(wèn)貼士理解細(xì)胞蒼老和凋亡的兩個(gè)“≠”(1)細(xì)胞蒼老≠個(gè)體蒼老(多細(xì)胞生物體中)幼年個(gè)體中會(huì)有細(xì)胞蒼老、凋亡，老年個(gè)體中也會(huì)有新細(xì)胞產(chǎn)生。(2)細(xì)胞凋亡≠細(xì)胞壞死細(xì)胞凋亡是主動(dòng)的，對(duì)機(jī)體的正常發(fā)育是有利的；細(xì)胞壞死是被動(dòng)的，對(duì)機(jī)體是有害的。典例3(2024·河南省三門(mén)峽市高一)下列關(guān)于細(xì)胞蒼老、凋亡的敘述，正確的是(D)A．對(duì)全部的生物體來(lái)說(shuō)，細(xì)胞蒼老和個(gè)體蒼老不是一回事B．細(xì)胞的壽命與細(xì)胞的分裂實(shí)力呈負(fù)相關(guān)，壽命越短分裂實(shí)力越強(qiáng)C．細(xì)胞凋亡是由基因限制的細(xì)胞死亡的現(xiàn)象，與環(huán)境因素?zé)o關(guān)D．細(xì)胞蒼老最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變更解析：對(duì)于單細(xì)胞生物體來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的蒼老就是個(gè)體的蒼老，但對(duì)多細(xì)胞生物來(lái)講，細(xì)胞蒼老與個(gè)體蒼老并不是一回事，A項(xiàng)錯(cuò)誤；不能分裂的細(xì)胞是由具有分裂實(shí)力的細(xì)胞分化而來(lái)的，所以一般細(xì)胞分裂實(shí)力越強(qiáng)，其壽命越長(zhǎng)，如造血干細(xì)胞比血細(xì)胞壽命長(zhǎng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞凋亡受基因的調(diào)控，但也與環(huán)境因素有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞蒼老最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變更，D項(xiàng)正確。特殊提示：(1)細(xì)胞增殖、分化、蒼老和凋亡是細(xì)胞的正常生命活動(dòng)，不能誤認(rèn)為是細(xì)胞發(fā)育的4個(gè)階段。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞增殖都是維持生物體內(nèi)細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡的基本行為。(2)細(xì)胞凋亡與基因選擇性表達(dá)有關(guān)，但不屬于細(xì)胞分化過(guò)程。解疑答惑問(wèn)題探討?P1231．提示：毛囊細(xì)胞的蒼老導(dǎo)致白發(fā)的產(chǎn)生。2．提示：老年人體內(nèi)也有幼嫩的細(xì)胞，年輕人的體內(nèi)也有蒼老的細(xì)胞。3．提示：個(gè)體蒼老與細(xì)胞蒼老并不是一回事。個(gè)體內(nèi)的細(xì)胞總是在不斷更新著，總有一部分細(xì)胞處于蒼老或走向死亡的狀態(tài)。但從總體上看，個(gè)體蒼老的過(guò)程也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍蒼老的過(guò)程。旁欄思索?P124提示：“老年斑”是由于細(xì)胞內(nèi)的色素隨著細(xì)胞蒼老而漸漸積累造成的。蒼老細(xì)胞中出現(xiàn)色素聚集，主要是脂褐素的積累。脂褐素是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物，是一種不溶性顆粒。不同的細(xì)胞在蒼老過(guò)程中脂褐素顆粒的大小也有肯定的差異。皮膚細(xì)胞的脂褐素顆粒大，就出現(xiàn)了“老年斑”。思索·探討?P1251．提示：從試驗(yàn)1可知細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的，胎兒的細(xì)胞增殖的代數(shù)多，老年人的細(xì)胞增殖的代數(shù)少。2．提示：細(xì)胞核對(duì)細(xì)胞分裂的影響大。思維訓(xùn)練?P1271．提示：細(xì)胞的壽命和分裂實(shí)力無(wú)關(guān)。壽命短的細(xì)胞不肯定能分裂，如白細(xì)胞。2．提示：有關(guān)系。3．提示：學(xué)生可作出各種推想，如皮膚表皮細(xì)胞的壽命比較短，沒(méi)有分裂實(shí)力。練習(xí)與應(yīng)用?P127一、概念檢測(cè)1．(1)×(2)√(3)√(4)×2．C二、拓展應(yīng)用提示：細(xì)胞凋亡的速率與它們的功能有關(guān)系。因?yàn)榘准?xì)胞的功能是吞噬病菌等，所以白細(xì)胞凋亡的速率很快。細(xì)胞凋亡不僅保證了多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)行，而且在維持生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，抵擋外界各種因素的干擾方面也都起著特別關(guān)鍵的作用。訓(xùn)練鞏固·課堂達(dá)標(biāo)1．下列有關(guān)蒼老細(xì)胞特征的敘述，不正確的是(A)A．蒼老的細(xì)胞新陳代謝速率加快B．蒼老的細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低C．蒼老的細(xì)胞呼吸速率減慢D．細(xì)胞