2019-2020版高中生物 第5章 细胞增殖、分化、衰老和凋亡 第二节 第2课时 细胞的衰老和凋亡学案 苏教版必修1

第2课时细胞的衰老和凋亡学习目标1.阐述细胞衰老的特征。2.说出细胞凋亡的概念和实质。3.区分细胞凋亡与细胞坏死。一、细胞衰老1.概念：细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能上。2.主要特征比较项目结构或物质特征形态结构方面细胞膜通透性改变物质的运输功能降低线粒体线粒体变大且数目减少细胞核核体积增大，核膜皱折，染色质固缩，染色加深细胞内的物质方面水水分减少(特别是自由水减少)细胞体积缩小代谢速率减慢酶酶活性降低呼吸速率减慢，增殖能力减退色素细胞质的色素沉积妨碍细胞内的物质交流与传递，影响细胞的功能3.原因：细胞衰老是由细胞自身的因素决定的。特别提醒细胞衰老会发生许多种生理和生化的变化，然后在形态和结构上发生许多变化；细胞的衰老和个体的衰老不是同步的，但个体衰老也是细胞普遍衰老的过程。1.新生婴儿体内是否有衰老细胞，老年人体内是否有新产生的细胞？一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？答案新生婴儿和老年人体内均有新生细胞和衰老细胞，只是所占比例不同。新生婴儿体内衰老细胞较少，新生细胞较多，老年人则相反。衰老细胞代谢速率减慢。老年人心肌细胞中酶活性降低，细胞呼吸速率减慢，功能较年轻人弱。2.分析老年人为什么大多头发花白，满脸老年斑？答案衰老细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，故头发变白；衰老细胞的细胞膜通透性改变，色素积累，出现老年斑。1.下列关于细胞衰老的说法，错误的是()A.人一生中，体细胞分裂5060次，因而各种细胞的寿命一样B.机体内细胞的寿命与分裂能力之间没有明确的对应关系C.生物体内随时有大量细胞衰老死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们D.细胞的衰老是细胞遗传程序所决定的正常生命现象答案A解析同一个个体内不同组织的细胞分化程度不同，细胞的寿命也不同；有的细胞可以不断分裂，这样的细胞寿命较长；有的细胞高度分化，如神经细胞、心肌细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命也很长。细胞衰老是正常的生命现象。2.(2018聊城高一检测)下列关于衰老的相关叙述，错误的是()A.多细胞生物个体衰老的过程，也是组成个体的细胞普遍衰老的过程B.细胞代谢产生的自由基，会攻击蛋白质分子，致使细胞衰老C.衰老细胞的水分减少，多种酶的活性降低，色素积累D.衰老细胞的体积减小，从而使细胞的相对表面积增大，物质运输效率增大答案D解析多细胞生物个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A正确；自由基学说认为，辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质，使细胞衰老，B正确；细胞衰老的特征是细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞内多种酶的活性降低，细胞新陈代谢速率减慢，细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，C正确；衰老的细胞，其细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，D错误。二、细胞凋亡与细胞坏死1.细胞凋亡(1)概念：是一个主动地由基因决定的自行结束细胞生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的遗传机制决定的程序性调控，因此也被称为细胞程序性死亡。(2)细胞凋亡的过程大致可以分为三个阶段凋亡的起始细胞皱缩，染色质浓缩并沿核膜分布，但细胞膜依然完整。凋亡小体的形成核膜破裂，染色质断裂成大小不等的片段，与一些细胞器聚集后被内陷的细胞膜包围，形成凋亡小体。细胞的解体凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被邻近的细胞或专门的巨噬细胞吞噬并消化。(3)意义：细胞凋亡对生物正常的个体发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰等方面，具有重要作用。2.细胞坏死(1)机理：是指细胞受到极端的物理、化学因素作用或受到严重的病理性刺激，正常的代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。(2)细胞坏死的过程坏死的开始染色质不规则地浓缩；线粒体、细胞核、内质网肿胀。细胞解体细胞膜破坏，胞浆外溢。结果引起炎症。蝌蚪在发育过程中，长出的尾巴又逐渐消失(如下图)，请分析：1.蝌蚪尾巴的消失属于哪种生命现象？与哪种细胞器的关系最密切？答案这是细胞凋亡的结果，与溶酶体密切相关。2.将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后，尾部溃烂消失，这与上述现象相同吗？如果不同，请列表比较二者的区别。答案这是细胞坏死，与细胞凋亡不同。比较见下表：比较项目细胞凋亡细胞坏死与基因关系受基因控制不受基因控制影响因素受遗传机制决定的程序性调控电、热、冷、机械等剧烈因素与机体关系机体控制的主动性死亡，对机体有利不受机体控制的被动性死亡，对机体有害3.下列现象中属于细胞程序性死亡的是()A.噬菌体裂解细菌的过程B.因创伤引起的细胞坏死C.造血干细胞产生红细胞的过程D.蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡答案D解析细胞程序性死亡又叫细胞凋亡，本题中只有蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡是由基因控制的细胞程序性死亡。而A、B项均为细胞坏死，属于不正常死亡；C项为细胞的增殖、分化过程。4.(2019徐州高一检测)美国的研究人员鉴别出一组非肽类Caspase抑制剂及其分子作用机制，并证实它们能够抑制细胞凋亡过程中信号的传递。下列相关叙述不正确的是()A.细胞凋亡过程中的信号传递与细胞膜表面的某种蛋白质有关B.细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡C.Caspase抑制剂在核糖体上合成D.细胞的增殖和凋亡失控都会导致许多疾病的发生答案C解析细胞间的信号传递与细胞膜表面的糖蛋白有关，A正确；细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡，是机体正常的生理反应，B正确；题干已强调Caspase是非肽类抑制剂，因此Caspase抑制剂不可能在核糖体上合成，C错误；细胞的增殖失控会导致疾病，如癌症，细胞凋亡失控也会导致许多疾病的发生，D正确。深化拓展细胞凋亡(1)正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各个器官功能的正常发挥。(2)不正常的细胞凋亡会导致许多疾病的发生，如肿瘤的发生等与细胞凋亡不足有关，而再生障碍性贫血等与细胞凋亡过盛有关。1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。(1)衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态()(2)细胞死亡是细胞凋亡的同义词()(3)细胞衰老和凋亡是生物体异常的生命活动()(4)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡()(5)细胞凋亡过程中会形成凋亡小体，凋亡小体将被巨噬细胞吞噬()答案(1)(2)(3)(4)(5)2.细胞衰老是一种正常的生命现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是()A.细胞内有些酶活性降低B.细胞内色素减少C.细胞内水分减少D.细胞内呼吸速率减慢答案B解析衰老的细胞内水分减少；多种酶的活性降低，代谢速率减慢；色素沉积增多。3.下列有关细胞凋亡的叙述中，正确的是()A.细胞凋亡是环境因素的突然变化所导致的细胞死亡B.细胞死亡也可以称为细胞凋亡C.细胞凋亡是细胞自动结束生命的过程，由严格的遗传机制决定D.细胞凋亡一定会对机体造成伤害答案C解析细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，受到由严格的遗传机制决定的程序性调控。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育、维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常重要的作用。4.细胞凋亡与细胞坏死的过程如图所示。下列有关叙述不正确的是()A.细胞凋亡是由基因控制的，对生物正常的个体发育和生命活动稳定状态的维持具有重要作用B.细胞坏死会引起细胞膜破坏，细胞内容物外溢C.巨噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关D.在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的答案D解析细胞凋亡受基因控制，对生物正常的个体发育和生命活动稳定状态的维持具有重要作用；在细胞坏死时，细胞膜破坏，细胞释放其中的内容物；巨噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体中含有的水解酶有关；在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的。5.科学家从正常生活状态下的不同年龄阶段的三个小白鼠的体内分离出相同部位、相同大小的骨骼肌三块，分别为A、B、C，然后测定这三块骨骼肌释放二氧化碳的量，其比例为1.31.21。据此分析：(1)年龄最大的是_，其二氧化碳释放量不同，可能是细胞内_(细胞器)的功能减弱所致。(2)三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是_。物质交换能力最差的是_。(3)三块骨骼肌内，代谢废物沉积最多的是_。答案(1)C线粒体(2)AC(3)C解析衰老的细胞内呼吸速率减慢，释放的二氧化碳量减少，由此可以判断年龄最大的为C，由于细胞内进行有氧呼吸释放二氧化碳的场所是线粒体，因此，细胞内线粒体的功能有可能下降。衰老细胞内酶的活性降低，细胞内色素的积累增多，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，使细胞内积累的废物增多。题组一细胞衰老1.李白有诗云：“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。从生物学的角度分析，这个过程中不会出现()A.细胞内的色素逐渐积累，形成老年斑B.细胞核体积缩小C.多种酶的活性降低，细胞内呼吸速率减慢D.细胞膜通透性改变，物质运输能力下降答案B解析诗句描述的是衰老现象，衰老的细胞内细胞核体积增大，核膜皱折，染色质固缩。2.珍珠是河蚌产生的一种有机物，它既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它在抑制细胞脂褐素的增加上有重要作用，这表明珍珠在保健上可用于()A.促进细胞凋亡B.延缓细胞衰老C.促进细胞分裂D.诱导细胞分化答案B解析由题目信息可知，珍珠的作用是抑制细胞脂褐素的增加，细胞中色素的积累是细胞衰老的表现。3.(2018江苏盐城中学期末)近年来，很多消费者通过多种方法来去除身体多余的角质，让自己的肌肤焕然一新，下列有关说法错误的是()A.人体表层的角质层细胞是因衰老而死亡的细胞，人体细胞的衰老受基因的调控B.人体细胞的衰老对于维持个体的正常生长和发育具有重要意义C.衰老细胞内多种酶活性增强D.衰老的细胞呼吸变慢答案C解析人体表层的角质层细胞是因衰老而死亡的细胞，而人体细胞的衰老受基因的调控；细胞的衰老和凋亡对于维持个体的正常生长和发育具有重要意义；衰老细胞内多种酶活性降低；衰老的细胞呼吸变慢。4.下列关于衰老的说法，不正确的是()A.多细胞生物个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程B.衰老的细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大C.细胞的增殖能力是有限的，细胞衰老与细胞自身有关D.衰老细胞的体积增大，细胞膜通透性增加答案D解析衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输能力下降，体积缩小。5.下列关于个体衰老和细胞衰老的叙述，正确的是()A.个体衰老和细胞衰老是一致的B.细胞的衰老表示生物体各种功能的衰退，是一种不正常的状态C.老年人骨折后很难愈合，与老年人成骨细胞的衰老有一定的关系D.在正常情况下，细胞不会因为分裂次数增多而加速衰老答案C解析细胞衰老和个体衰老既有联系又有区别。个体衰老和细胞衰老对于单细胞生物而言是一致的，对于多细胞生物则并不是完全相同的；细胞衰老和个体衰老都是正常现象，是一种自然规律；成骨细胞位于骨膜内，它对骨的生长和再生(如骨折后的愈合)有重要作用，老年人骨膜内的成骨细胞逐渐衰老，因而骨折后难以愈合；在正常情况下，细胞会因为分裂次数增多逐渐丧失正常的功能而加速衰老。题组二细胞凋亡与细胞坏死6.在细胞凋亡过程中不会发生()A.DNA的复制B.基因选择性的表达C.细胞结构的改变D.细胞的代谢改变答案A解析DNA复制发生在细胞分裂的间期，A项错误；细胞凋亡是与凋亡相关的基因表达的过程，B项正确；细胞凋亡过程中细胞结构和细胞内的代谢反应均会发生改变，C、D项正确。7.细胞凋亡又称细胞程序性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是()A.细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程B.细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量C.细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来D.巨噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关答案A解析细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，故A项错误；由图示可知，细胞凋亡过程中细胞崩溃，分解成多个凋亡小体，被小泡包裹，使细胞内容物不释放出来，然后被巨噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量，故B、C项正确；巨噬细胞中含有大量的溶酶体，能释放出水解酶消化凋亡小体，故D项正确。8.下列有关细胞凋亡与细胞坏死的说法，错误的是()A.细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程B.细胞坏死是细胞正常代谢受损或中断引起的损伤和死亡C.凋亡细胞中可以发现与细胞凋亡有关的酶D.细胞凋亡过程失控可以延长生物体的寿命答案D解析细胞凋亡过程对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用，细胞凋亡失控不利于延长生物体的寿命。9.下列不属于细胞凋亡的是()A.手指发育过程中，指间细胞的自动死亡B.红细胞寿命只有120天左右，红细胞的自我更新C.被病原体感染的细胞被清除D.被浓硫酸烧伤而死亡的细胞答案D解析浓硫酸烧伤造成的细胞死亡属于外界因素引起的细胞坏死。10.细胞衰老和细胞凋亡是正常的生命现象。下列属于人体细胞凋亡的是()A.骨折造成部分细胞死亡B.衰老细胞被清除掉C.癌症病人化疗过程中大量白细胞死亡D.脊髓灰质炎病毒可使部分神经细胞死亡答案B解析骨折造成的部分细胞死亡及癌症病人化疗过程中大量白细胞死亡，都是外界因素影响下的死亡，脊髓灰质炎病毒寄生在一些神经细胞中，使其死亡，这是由于病理性刺激导致细胞正常代谢活动中断引起的细胞死亡，以上情况都属于细胞坏死现象，不属于细胞凋亡。衰老细胞的清除属于细胞的凋亡。11.下列关于细胞凋亡的叙述中，不正确的是()A.发生在生物个体的生长发育过程中B.受到基因的控制C.细胞坏死也是凋亡的一种形式D.按照一定程序发生的细胞死亡答案C解析细胞坏死是由于外因而导致的细胞非正常死亡，对机体有害；细胞凋亡是细胞自行结束生命的现象，对机体有利。12.下列有关细胞分化、衰老、凋亡和坏死的叙述，正确的是()A.细胞坏死是由基因调控的，是病理性的B.细胞凋亡是由外界因素引起的，是生理性的C.衰老的细胞代谢增强，对生物体的正常发育有积极的意义D.细胞分化是同一类型细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程答案D解析细胞坏死与基因无关，A错误；细胞凋亡是由基因控制的，但是也会受到外界因素的影响，B错误；衰老的细胞酶活性降低，代谢减弱，C错误；细胞分化是同一类型细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，D正确。13.下图是胎儿手的发育过程图，请回答下列相关问题：(1)胎儿手的发育过程中既有细胞的分裂和_，又有细胞的_，而后两者的实质_(填“是”或“不是”)相同的，理由是_。(2)在此过程中细胞程序性死亡的意义是_。(3)由此说明机体的发育受_。答案(1)分化凋亡是二者都是基因选择性表达的结果(2)有助于机体正常发育的完成(3)遗传物质的严格控制14.细胞到了一定时期就会像树叶那样自然死亡，但是这种死亡是细胞的一种生理性、主动性的“自杀行为”，而非病理性死亡，所以叫细胞凋亡。请回答下列问题：(1)细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。对一个有机体来说，某些细胞的程序性死亡的积极意义是：有利于_，维持_，抵御_。(2)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾消失了，从细胞水平看这是_的结果，该过程也可称为_。人类中也会出现一些返祖现象，如毛孩，从细胞水平上分析是由于_过程受阻所致。答案(1)多细胞生物体完成正常发育内部环境的稳定外界各种因素的干扰(2)细胞凋亡细胞程序性死亡细胞凋亡解析本题阐述了细胞的凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡，能够维持机体细胞数目的相对稳定。15.科学家为了探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。实验：分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表。细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数502024实验：分别将鼠、鸡、人和龟的细胞体外培养，结果如图。实验：将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养，当老年男性体细胞停止分裂时，年轻女性体细胞依然分裂旺盛。实验：将年轻人体细胞去核后与老年人完整细胞融合；另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。分析以上实验，回答下列问题：(1)每个实验可以得出怎样的结论？实验：_。实验：_。实验：_。实验：_。(2)影响细胞衰老的内在因素有哪些？(至少写出两项)_。(3)上述哪一个实验设计不够严密？_。应怎样改进？答案(1)实验：细胞增殖能力或寿命随着生物体年龄的增大而减弱实验：生物体的种类不同，其寿命与最高分裂次数有差异，一般规律是寿命越长的物种，体细胞最高分裂次数越高实验：细胞的衰老速度与年龄和性别有关实验：细胞核是决定细胞衰老的重要因素(2)生物的物种、年龄、性别、细胞核的变化等(3)实验的设计不严密应该增加两个对照组，具体设计如下：第一组：同年龄的男性细胞和女性细胞混合培养，探究性别对细胞分裂能力有什么影响。第二组：同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响。12