2019-2020版高中生物 第5章 細胞增殖、分化、衰老和凋亡 第二節(jié) 第2課時 細胞的衰老和凋亡學案 蘇教版必修1

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1、第2課時　細胞的衰老和凋亡 [學習目標]　1.闡述細胞衰老的特征。2.說出細胞凋亡的概念和實質。3.區(qū)分細胞凋亡與細胞壞死。 一、細胞衰老 1.概念：細胞衰老是一系列復雜的生理生化反應過程，發(fā)生的變化最終反映在細胞的形態(tài)結構和生理功能上。 2.主要特征 比較項目 結構或物質 特　征 形態(tài)結構方面 細胞膜 通透性改變―→物質的運輸功能降低 線粒體 線粒體變大且數(shù)目減少 細胞核 核體積增大，核膜皺折，染色質固縮，染色加深 細胞內(nèi)的物質方面 水 水分減少(特別是自由水減少)―→細胞體積縮小―→代謝速率減慢 酶 酶活性降低―→呼吸速率減慢，增殖能力減退 色素

2、 細胞質的色素沉積―→妨礙細胞內(nèi)的物質交流與傳遞，影響細胞的功能 3.原因：細胞衰老是由細胞自身的因素決定的。 特別提醒　細胞衰老會發(fā)生許多種生理和生化的變化，然后在形態(tài)和結構上發(fā)生許多變化；細胞的衰老和個體的衰老不是同步的，但個體衰老也是細胞普遍衰老的過程。 1.新生嬰兒體內(nèi)是否有衰老細胞，老年人體內(nèi)是否有新產(chǎn)生的細胞？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？ 答案　新生嬰兒和老年人體內(nèi)均有新生細胞和衰老細胞，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。衰老細胞代謝速率減慢。老年人心肌細胞中酶活性降低

3、，細胞呼吸速率減慢，功能較年輕人弱。 2.分析老年人為什么大多頭發(fā)花白，滿臉老年斑？ 答案　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；衰老細胞的細胞膜通透性改變，色素積累，出現(xiàn)老年斑。 1.下列關于細胞衰老的說法，錯誤的是(　　) A.人一生中，體細胞分裂50～60次，因而各種細胞的壽命一樣 B.機體內(nèi)細胞的壽命與分裂能力之間沒有明確的對應關系 C.生物體內(nèi)隨時有大量細胞衰老死亡，同時又有大量新增殖的細胞代替它們 D.細胞的衰老是細胞遺傳程序所決定的正常生命現(xiàn)象 答案　A 解析　同一個個體內(nèi)不同組織的細胞分化程度不同，細胞的壽命也不同；有的細胞可以不斷分裂，

4、這樣的細胞壽命較長；有的細胞高度分化，如神經(jīng)細胞、心肌細胞等，這樣的細胞在生物體內(nèi)不再繼續(xù)分裂，壽命也很長。細胞衰老是正常的生命現(xiàn)象。 2.(2018·聊城高一檢測)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 B.細胞代謝產(chǎn)生的自由基，會攻擊蛋白質分子，致使細胞衰老 C.衰老細胞的水分減少，多種酶的活性降低，色素積累 D.衰老細胞的體積減小，從而使細胞的相對表面積增大，物質運輸效率增大 答案　D 解析　多細胞生物個體衰老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，輻射會刺激細胞產(chǎn)生自由基攻擊蛋白質，使細胞衰

5、老，B正確；細胞衰老的特征是細胞內(nèi)水分減少，結果使細胞萎縮，體積變小，細胞內(nèi)多種酶的活性降低，細胞新陳代謝速率減慢，細胞內(nèi)的色素會隨著細胞衰老而逐漸積累，C正確；衰老的細胞，其細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低，D錯誤。 二、細胞凋亡與細胞壞死 1.細胞凋亡 (1)概念：是一個主動地由基因決定的自行結束細胞生命的過程。由于細胞凋亡受到嚴格的遺傳機制決定的程序性調(diào)控，因此也被稱為細胞程序性死亡。 (2)細胞凋亡的過程大致可以分為三個階段 ①凋亡的起始——細胞皺縮，染色質濃縮并沿核膜分布，但細胞膜依然完整。 ②凋亡小體的形成——核膜破裂，染色質斷裂成大小不等的片段，與一些細胞器聚集

6、后被內(nèi)陷的細胞膜包圍，形成凋亡小體。 ③細胞的解體——凋亡小體逐漸與細胞分離，脫落至細胞間質，最終被鄰近的細胞或專門的巨噬細胞吞噬并消化。 (3)意義：細胞凋亡對生物正常的個體發(fā)育、生命活動穩(wěn)定狀態(tài)的維持以及抵御外界各種因素的干擾等方面，具有重要作用。 2.細胞壞死 (1)機理：是指細胞受到極端的物理、化學因素作用或受到嚴重的病理性刺激，正常的代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。 (2)細胞壞死的過程 ①壞死的開始——染色質不規(guī)則地濃縮；線粒體、細胞核、內(nèi)質網(wǎng)腫脹。 ②細胞解體——細胞膜破壞，胞漿外溢。 ③結果——引起炎癥。 蝌蚪在發(fā)育過程中，長出的尾巴又逐漸消失(如

7、下圖)，請分析： 1.蝌蚪尾巴的消失屬于哪種生命現(xiàn)象？與哪種細胞器的關系最密切？ 答案　這是細胞凋亡的結果，與溶酶體密切相關。 2.將蝌蚪尾部用濃鹽酸處理后，尾部潰爛消失，這與上述現(xiàn)象相同嗎？如果不同，請列表比較二者的區(qū)別。 答案　這是細胞壞死，與細胞凋亡不同。比較見下表： 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 電、熱、冷、機械等劇烈因素 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 3.下列現(xiàn)象中屬于細胞程序性死亡的是(　　) A.噬菌

8、體裂解細菌的過程 B.因創(chuàng)傷引起的細胞壞死 C.造血干細胞產(chǎn)生紅細胞的過程 D.蝌蚪發(fā)育成青蛙過程中尾部細胞的死亡 答案　D 解析　細胞程序性死亡又叫細胞凋亡，本題中只有蝌蚪發(fā)育成青蛙過程中尾部細胞的死亡是由基因控制的細胞程序性死亡。而A、B項均為細胞壞死，屬于不正常死亡；C項為細胞的增殖、分化過程。 4.(2019·徐州高一檢測)美國的研究人員鑒別出一組非肽類Caspase抑制劑及其分子作用機制，并證實它們能夠抑制細胞凋亡過程中信號的傳遞。下列相關敘述不正確的是(　　) A.細胞凋亡過程中的信號傳遞與細胞膜表面的某種蛋白質有關 B.細胞凋亡是由基因控制的細胞編程性死亡 C.

9、Caspase抑制劑在核糖體上合成 D.細胞的增殖和凋亡失控都會導致許多疾病的發(fā)生 答案　C 解析　細胞間的信號傳遞與細胞膜表面的糖蛋白有關，A正確；細胞凋亡是由基因控制的細胞編程性死亡，是機體正常的生理反應，B正確；題干已強調(diào)Caspase是非肽類抑制劑，因此Caspase抑制劑不可能在核糖體上合成，C錯誤；細胞的增殖失控會導致疾病，如癌癥，細胞凋亡失控也會導致許多疾病的發(fā)生，D正確。 深化拓展　細胞凋亡 (1)正常的細胞凋亡可以保證人體的正常發(fā)育和身體各個器官功能的正常發(fā)揮。 (2)不正常的細胞凋亡會導致許多疾病的發(fā)生，如腫瘤的發(fā)生等與細胞凋亡不足有關，而再生障礙性貧血等與細胞

10、凋亡過盛有關。 1.下列敘述，正確的打“√”，錯誤的打“×”。 (1)衰老的生物體中，細胞都處于衰老狀態(tài)(　　) (2)細胞死亡是細胞凋亡的同義詞(　　) (3)細胞衰老和凋亡是生物體異常的生命活動(　　) (4)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡(　　) (5)細胞凋亡過程中會形成凋亡小體，凋亡小體將被巨噬細胞吞噬(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 2.細胞衰老是一種正常的生命現(xiàn)象，人的細胞在衰老過程中不會出現(xiàn)的變化是(　　) A.細胞內(nèi)有些酶活性降低 B.細胞內(nèi)色素減少 C.細胞內(nèi)水分減少 D.細胞內(nèi)呼吸速率減慢

11、 答案　B 解析　衰老的細胞內(nèi)水分減少；多種酶的活性降低，代謝速率減慢；色素沉積增多。 3.下列有關細胞凋亡的敘述中，正確的是(　　) A.細胞凋亡是環(huán)境因素的突然變化所導致的細胞死亡 B.細胞死亡也可以稱為細胞凋亡 C.細胞凋亡是細胞自動結束生命的過程，由嚴格的遺傳機制決定 D.細胞凋亡一定會對機體造成傷害 答案　C 解析　細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，受到由嚴格的遺傳機制決定的程序性調(diào)控。細胞凋亡對于多細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都起著非常重要的作用。 4.細胞凋亡與細胞壞死的過程如圖所示。下列有關敘述不正確的是(　

12、　) A.細胞凋亡是由基因控制的，對生物正常的個體發(fā)育和生命活動穩(wěn)定狀態(tài)的維持具有重要作用 B.細胞壞死會引起細胞膜破壞，細胞內(nèi)容物外溢 C.巨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 答案　D 解析　細胞凋亡受基因控制，對生物正常的個體發(fā)育和生命活動穩(wěn)定狀態(tài)的維持具有重要作用；在細胞壞死時，細胞膜破壞，細胞釋放其中的內(nèi)容物；巨噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體中含有的水解酶有關；在成人體內(nèi)，被病原體感染的細胞的清除是通過細胞凋亡完成的。 5.科學家從正常生活狀態(tài)下的不同年齡階段的三個小白鼠的體內(nèi)分離出相同部位、相同大小的骨骼肌三塊

13、，分別為A、B、C，然后測定這三塊骨骼肌釋放二氧化碳的量，其比例為1.3∶1.2∶1。據(jù)此分析： (1)年齡最大的是____________，其二氧化碳釋放量不同，可能是細胞內(nèi)_____________(細胞器)的功能減弱所致。 (2)三塊骨骼肌細胞內(nèi)，酶活性最強的是____________。物質交換能力最差的是________。 (3)三塊骨骼肌內(nèi)，代謝廢物沉積最多的是________。 答案　(1)C　線粒體　(2)A　C　(3)C 解析　衰老的細胞內(nèi)呼吸速率減慢，釋放的二氧化碳量減少，由此可以判斷年齡最大的為C，由于細胞內(nèi)進行有氧呼吸釋放二氧化碳的場所是線粒體，因此，細胞內(nèi)線粒

14、體的功能有可能下降。衰老細胞內(nèi)酶的活性降低，細胞內(nèi)色素的積累增多，阻礙了細胞內(nèi)物質的交流和信息的傳遞，使細胞內(nèi)積累的廢物增多。 題組一　細胞衰老 1.李白有詩云：“君不見高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪”。從生物學的角度分析，這個過程中不會出現(xiàn)(　　) A.細胞內(nèi)的色素逐漸積累，形成老年斑 B.細胞核體積縮小 C.多種酶的活性降低，細胞內(nèi)呼吸速率減慢 D.細胞膜通透性改變，物質運輸能力下降 答案　B 解析　詩句描述的是衰老現(xiàn)象，衰老的細胞內(nèi)細胞核體積增大，核膜皺折，染色質固縮。 2.珍珠是河蚌產(chǎn)生的一種有機物，它既是一種有機寶石，又可作為護膚品的主要原料，因為它在抑制細

15、胞脂褐素的增加上有重要作用，這表明珍珠在保健上可用于(　　) A.促進細胞凋亡 B.延緩細胞衰老 C.促進細胞分裂 D.誘導細胞分化 答案　B 解析　由題目信息可知，珍珠的作用是抑制細胞脂褐素的增加，細胞中色素的積累是細胞衰老的表現(xiàn)。 3.(2018·江蘇鹽城中學期末)近年來，很多消費者通過多種方法來去除身體多余的角質，讓自己的肌膚煥然一新，下列有關說法錯誤的是(　　) A.人體表層的角質層細胞是因衰老而死亡的細胞，人體細胞的衰老受基因的調(diào)控 B.人體細胞的衰老對于維持個體的正常生長和發(fā)育具有重要意義 C.衰老細胞內(nèi)多種酶活性增強 D.衰老的細胞呼吸變慢 答案　C 解析　

16、人體表層的角質層細胞是因衰老而死亡的細胞，而人體細胞的衰老受基因的調(diào)控；細胞的衰老和凋亡對于維持個體的正常生長和發(fā)育具有重要意義；衰老細胞內(nèi)多種酶活性降低；衰老的細胞呼吸變慢。 4.下列關于衰老的說法，不正確的是(　　) A.多細胞生物個體的衰老是組成個體的細胞普遍衰老的過程 B.衰老的細胞內(nèi)呼吸速率減慢，細胞核的體積增大 C.細胞的增殖能力是有限的，細胞衰老與細胞自身有關 D.衰老細胞的體積增大，細胞膜通透性增加 答案　D 解析　衰老細胞的細胞膜通透性改變，物質運輸能力下降，體積縮小。 5.下列關于個體衰老和細胞衰老的敘述，正確的是(　　) A.個體衰老和細胞衰老是一致的

17、 B.細胞的衰老表示生物體各種功能的衰退，是一種不正常的狀態(tài) C.老年人骨折后很難愈合，與老年人成骨細胞的衰老有一定的關系 D.在正常情況下，細胞不會因為分裂次數(shù)增多而加速衰老 答案　C 解析　細胞衰老和個體衰老既有聯(lián)系又有區(qū)別。個體衰老和細胞衰老對于單細胞生物而言是一致的，對于多細胞生物則并不是完全相同的；細胞衰老和個體衰老都是正?，F(xiàn)象，是一種自然規(guī)律；成骨細胞位于骨膜內(nèi)，它對骨的生長和再生(如骨折后的愈合)有重要作用，老年人骨膜內(nèi)的成骨細胞逐漸衰老，因而骨折后難以愈合；在正常情況下，細胞會因為分裂次數(shù)增多逐漸喪失正常的功能而加速衰老。 題組二　細胞凋亡與細胞壞死 6.在細胞凋亡

18、過程中不會發(fā)生(　　) A.DNA的復制 B.基因選擇性的表達 C.細胞結構的改變 D.細胞的代謝改變 答案　A 解析　DNA復制發(fā)生在細胞分裂的間期，A項錯誤；細胞凋亡是與凋亡相關的基因表達的過程，B項正確；細胞凋亡過程中細胞結構和細胞內(nèi)的代謝反應均會發(fā)生改變，C、D項正確。 7.細胞凋亡又稱細胞程序性死亡，其大致過程如圖所示。下列有關敘述不正確的是(　　) A.細胞凋亡是細胞在特定條件下的被動死亡過程 B.細胞凋亡過程中以小泡形式形成凋亡小體，需要消耗能量 C.細胞凋亡發(fā)生過程中，細胞內(nèi)容物不釋放出來 D.巨噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體釋放的水解酶密切相關 答案　A

19、 解析　細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，故A項錯誤；由圖示可知，細胞凋亡過程中細胞崩潰，分解成多個凋亡小體，被小泡包裹，使細胞內(nèi)容物不釋放出來，然后被巨噬細胞吞噬，這一過程需要消耗能量，故B、C項正確；巨噬細胞中含有大量的溶酶體，能釋放出水解酶消化凋亡小體，故D項正確。 8.下列有關細胞凋亡與細胞壞死的說法，錯誤的是(　　) A.細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程 B.細胞壞死是細胞正常代謝受損或中斷引起的損傷和死亡 C.凋亡細胞中可以發(fā)現(xiàn)與細胞凋亡有關的酶 D.細胞凋亡過程失控可以延長生物體的壽命 答案　D 解析　細胞凋亡過程對于多細胞生物體完成正常發(fā)育

20、，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都起著非常關鍵的作用，細胞凋亡失控不利于延長生物體的壽命。 9.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.被病原體感染的細胞被清除 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。 10.細胞衰老和細胞凋亡是正常的生命現(xiàn)象。下列屬于人體細胞凋亡的是(　　) A.骨折造成部分細胞死亡 B.衰老細胞被清除掉 C.癌癥病人化療過程中大量白細胞死亡 D.脊髓灰質炎病毒可使部分神經(jīng)細胞死亡 答案　B

21、 解析　骨折造成的部分細胞死亡及癌癥病人化療過程中大量白細胞死亡，都是外界因素影響下的死亡，脊髓灰質炎病毒寄生在一些神經(jīng)細胞中，使其死亡，這是由于病理性刺激導致細胞正常代謝活動中斷引起的細胞死亡，以上情況都屬于細胞壞死現(xiàn)象，不屬于細胞凋亡。衰老細胞的清除屬于細胞的凋亡。 11.下列關于細胞凋亡的敘述中，不正確的是(　　) A.發(fā)生在生物個體的生長發(fā)育過程中 B.受到基因的控制 C.細胞壞死也是凋亡的一種形式 D.按照一定程序發(fā)生的細胞死亡 答案　C 解析　細胞壞死是由于外因而導致的細胞非正常死亡，對機體有害；細胞凋亡是細胞自行結束生命的現(xiàn)象，對機體有利。 12.下列有關細

22、胞分化、衰老、凋亡和壞死的敘述，正確的是(　　) A.細胞壞死是由基因調(diào)控的，是病理性的 B.細胞凋亡是由外界因素引起的，是生理性的 C.衰老的細胞代謝增強，對生物體的正常發(fā)育有積極的意義 D.細胞分化是同一類型細胞在形態(tài)、結構和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程 答案　D 解析　細胞壞死與基因無關，A錯誤；細胞凋亡是由基因控制的，但是也會受到外界因素的影響，B錯誤；衰老的細胞酶活性降低，代謝減弱，C錯誤；細胞分化是同一類型細胞在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，D正確。 13.下圖是胎兒手的發(fā)育過程圖，請回答下列相關問題： (1)胎兒手的發(fā)育過程中既有細胞的分裂和___

23、_______，又有細胞的________，而后兩者的實質________(填“是”或“不是”)相同的，理由是_________________________________。 (2)在此過程中細胞程序性死亡的意義是__________________________________________。 (3)由此說明機體的發(fā)育受______________________________________________________。 答案　(1)分化　凋亡　是　二者都是基因選擇性表達的結果　(2)有助于機體正常發(fā)育的完成　(3)遺傳物質的嚴格控制 14.細胞到了一定時期就會像樹葉

24、那樣自然死亡，但是這種死亡是細胞的一種生理性、主動性的“自殺行為”，而非病理性死亡，所以叫細胞凋亡。請回答下列問題： (1)細胞凋亡是有機體內(nèi)發(fā)生的正常生理變化。對一個有機體來說，某些細胞的程序性死亡的積極意義是：有利于________________________________，維持____________________，抵御____________________。 (2)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎發(fā)育成熟時尾消失了，從細胞水平看這是____________的結果，該過程也可稱為________________________。人類中也會出現(xiàn)一些返祖現(xiàn)象，如毛孩，從細胞水平上

25、分析是由于__________過程受阻所致。 答案　(1)多細胞生物體完成正常發(fā)育　內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定　外界各種因素的干擾　(2)細胞凋亡　細胞程序性死亡　細胞凋亡 解析　本題闡述了細胞的凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡，能夠維持機體細胞數(shù)目的相對穩(wěn)定。 15.科學家為了探究細胞衰老的影響因素，進行了如下實驗。 實驗Ⅰ：分別在相同的條件下，體外培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞，結果見下表。 細胞來源 胎兒 中年人 老年人 增殖代數(shù) 50 20 2～4 實驗Ⅱ：分別將鼠、雞、人和龜?shù)募毎w外培養(yǎng)，結果如圖。 實驗Ⅲ：將老年男性體細胞和年輕女性體細胞混合培養(yǎng)

26、，當老年男性體細胞停止分裂時，年輕女性體細胞依然分裂旺盛。 實驗Ⅳ：將年輕人體細胞去核后與老年人完整細胞融合；另將老年人體細胞去核后與年輕人的完整細胞融合，分別在體外培養(yǎng)，結果前者不分裂，后者分裂旺盛。 分析以上實驗，回答下列問題： (1)每個實驗可以得出怎樣的結論？ 實驗Ⅰ：_____________________________________________________________________。 實驗Ⅱ：_____________________________________________________________________。 實驗Ⅲ：_____

27、________________________________________________________________。 實驗Ⅳ：_____________________________________________________________________。 (2)影響細胞衰老的內(nèi)在因素有哪些？(至少寫出兩項) _____________________________________________________________________________。 (3)上述哪一個實驗設計不夠嚴密？__________________________。應怎樣改進？ 答案　(1)實驗Ⅰ：細胞增殖能力或壽命隨著生物體年齡的增大而減弱　實驗Ⅱ：生物體的種類不同，其壽命與最高分裂次數(shù)有差異，一般規(guī)律是壽命越長的物種，體細胞最高分裂次數(shù)越高　實驗Ⅲ：細胞的衰老速度與年齡和性別有關　實驗Ⅳ：細胞核是決定細胞衰老的重要因素 (2)生物的物種、年齡、性別、細胞核的變化等 (3)實驗Ⅲ的設計不嚴密　應該增加兩個對照組，具體設計如下：第一組：同年齡的男性細胞和女性細胞混合培養(yǎng)，探究性別對細胞分裂能力有什么影響。第二組：同性別的男性或女性細胞分不同年齡一起混合培養(yǎng)，探究在同一條件下年齡對細胞分裂能力的影響。 12