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第3节细胞的衰老和凋亡,学习视点,明确目标,1.简述细胞衰老的特征2.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别3.探讨细胞的衰老和凋亡与人类健康的关系,关注重难点,1.个体衰老和细胞衰老的关系，细胞衰老的特征2.细胞凋亡与细胞坏死的区别,一、个体衰老与细胞衰老的关系1单细胞生物个体衰老或死亡与衰老或死亡是一致的。2多细胞生物(1)体内细胞总在不断，总有一部分细胞处于或走向死亡的状态。(2)从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞的过程。,细胞,更新,衰老,普遍衰老,二、细胞衰老的特征和原因1细胞衰老过程细胞衰老是细胞的和发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的发生变化。2细胞衰老的特征(1)细胞内减少细胞、体积、新陈代谢速率。(2)多种酶活性，如酪氨酸酶活性降低合成减少头发变白。(3)积累妨碍细胞内物质的影响细胞正常的生理功能。(4)呼吸速率，细胞核体积，核膜，染色质，染色。(5)细胞膜改变物质运输功能。3细胞衰老的原因对于细胞衰老的原因提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是学说和学说。,生理状态,化学反应,形态、结构和功能,水分,萎缩,变小,减慢,降低,黑色素,色素,交流和传递,减慢,增大,内折,收缩,加深,通透性,降低,自由基,端粒,三、细胞凋亡与细胞坏死1细胞的凋亡(1)概念：由所决定的细胞自动结束生命的过程，是由决定的调控，又被称为细胞编程性死亡。(2)意义：完成正常的。维持的稳定。抵御的干扰。2细胞坏死在种种不利因素影响下，由于细胞活动受损或中断引起的。,基因,程序性,遗传机制,生长发育,内部环境,外界各种因素,正常代谢,细胞损伤和死亡,一、个体衰老与细胞衰老的关系1教材问题探讨分析阅读教材P121第2自然段，讨论并回答下列问题：(1)老年人体内有没有新细胞的产生？正处在生长发育时期的儿童体内有没有衰老的细胞？举例分析。提示：老年人体内有新细胞的产生，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；生长发育时期的儿童体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。,2判断下列说法是否正确(1)单细胞生物个体的衰老或死亡与细胞衰老或死亡是一致的。()(2)多细胞生物体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。()(3)正处在生长发育的多细胞生物体内，不会有细胞衰老和死亡。()(4)细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡是一回事。(),(2)结合具体实例，探讨细胞的正常衰老和异常衰老与人体健康的关系。,材料1：血液内红细胞的寿命只有120天，全年要更换3次。材料2：图中是患有罕见的儿童早衰症的美国华盛顿州达令顿地区男孩塞斯库克，尽管只有12岁，但他的模样看上去却像一名头发掉光、满脸皱纹的八十老翁。提示：细胞的正常衰老对于实现有机体的自我更新非常有利，如红细胞的快速更新使血液中始终有足量的新生红细胞来运输氧气。细胞异常衰老会威胁人类的健康，如儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。,二、细胞衰老的特征1教材问题探讨分析阅读教材P121122，试从细胞成分变化角度分析，衰老细胞的新陈代谢速率减慢的原因。提示：衰老细胞内酶的活性降低，自由水含量降低，呼吸速率降低从而使能量供应减少，最终导致细胞新陈代谢减慢。2判断下列说法是否正确(1)细胞衰老过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程。()(2)衰老细胞的新陈代谢速率加快，使细胞迅速死亡。()(3)色素沉积是细胞衰老的特征之一，色素的积累妨碍了细胞内物质的交流与传递。()(4)衰老细胞的细胞核体积减小，核膜内折，染色质收缩、染色加深。()三、细胞凋亡与细胞坏死判断下列说法是否正确1细胞凋亡是由细胞内的遗传物质所控制的。()2细胞凋亡和细胞坏死是一回事。()3生物体内细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，都是通过细胞凋亡实现的。(),一、细胞衰老的特征分析,1个体衰老与细胞衰老的对应关系,由上表看出，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。,2分子组成的变化及对结构和功能的影响(1)自由水减少代谢速率减慢细胞体积变小；(2)酶的活性降低细胞内的呼吸等代谢速率降低；(3)色素积累形成老年斑，并阻碍细胞内物质交流。3细胞结构的变化及对功能的影响(1)细胞膜的成分变化通透性变化，降低物质的运输能力。(2)细胞核变大为了维持对细胞的控制。通过以上分析可说明分子、结构、功能的关系。衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低；从分子水平上看，有利的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。,特别提醒细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程，但二者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、有利于个体生存的过程，细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。,二、细胞凋亡和细胞坏死的区别,下列关于细胞的衰老、凋亡与坏死的叙述中，正确的是()A人的红细胞衰老后，细胞核的体积会变大，染色质收缩，染色加深B对于多细胞生物来说，细胞的衰老与个体的衰老是同步进行的C细胞凋亡是细胞的一种受基因控制的程序性死亡，对机体没有积极意义D细胞坏死是细胞在受到外界各种不利刺激后，所引发的一种不受基因控制的细胞死亡，对机体是有害的解析人体成熟的红细胞中没有细胞核，正常的体细胞衰老时，体细胞中的细胞核体积会增大，染色质收缩，染色加深；对于多细胞生物来说，细胞的衰老与个体的衰老不是同步的；细胞的凋亡对生物体的发育是有积极意义的，而细胞坏死对机体是有害的。答案D,科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小白鼠的体内分离出相同部位、相同大小的三块骨骼肌，分别为A、B、C，然后分别测定这三块骨骼肌释放CO2的量，其比为1.31.21。据此分析：(1)年龄最大的是_，其CO2的释放量较少，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_，含水量最少的是_。(3)三块骨骼肌细胞内，代谢废物沉积最多的是_。(4)年龄最大的小白鼠与年龄最小的小白鼠相比，骨骼肌细胞还有哪些结构上的差异？_。,解析衰老的细胞内呼吸速率减慢，释放的CO2量减少，由此可以判定年龄最大的为C。由于细胞内有氧呼吸释放CO2的场所是线粒体，因此，可以判定细胞内线粒体的功能有所下降。衰老的细胞内酶的活性降低，细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低，细胞内的色素积累增多，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。由此可断定，三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是年龄最小的，物质交换能力最差、含水量最少和代谢废物积累最多的是年龄最大的。从结构上看，年龄最大的骨骼肌细胞有衰老的特征，即表现为细胞萎缩、细胞核体积增大等。答案(1)C线粒体(2)ACC(3)C(4)细胞萎缩、细胞核体积增大等,细胞衰老特征口诀记忆一大：核大质缩染色深；一小：水少变小代谢慢；一多：胞内色素积累多；两低：物质运输酶性低。,课堂归纳,网络构建,填充：变小、核增大降低、代谢减慢积累降低由基因决定的细胞自动结束生命的过程,1衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和膜通透性改变。2细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。3细胞的衰老性死亡、免疫细胞裂解靶细胞、蝌蚪尾部的消失等都属于细胞凋亡。4细胞凋亡属于正常性死亡，细胞坏死是指由于外伤等的非正常死亡。,关键语句,1.人衰老的红细胞具有下列哪些特征()水分减少，细胞萎缩新陈代谢的速度减慢某些酶的活性降低呼吸速率上升色素积累增多细胞的呼吸速度减慢细胞核体积增大细胞膜的通透性功能改变ABCD解析：选C衰老的细胞具有以下五项特征：(1)细胞内水分减少，细胞萎缩，体积缩小，新陈代谢速度减慢；(2)酶的活性降低；(3)细胞内的色素沉积，妨碍细胞内物质交流和传递，影响细胞正常的生理功能，(4)细胞呼吸速率减慢，细胞核的体积增大。核膜内折，染色质收缩，颜色加深；(5)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。根据以上特征判断，都符合衰老细胞的特征，但由于红细胞没有细胞核，因此应除去。,2下列有关细胞衰老和凋亡的说法中正确的是()A健康的成人体内，每天都有一定量的细胞凋亡B细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制C老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的D胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行解析：选A衰老和凋亡是细胞正常的生命现象，在健康的成人体内，每天有一定数量的细胞凋亡是正常的。细胞的凋亡是一种程序性死亡，是受机体基因组调控的细胞的正常死亡。白化病是由基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老，从整体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。,3细胞凋亡的生理意义不包括()A清除体内多余、无用的细胞B清除体内衰老、病变的细胞C维持组织器官中细胞数目的相对稳定D维持细胞和生物体的正常衰老过程解析：选D在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。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关键的作用。,4下列对人体细胞的生命历程的叙述，错误的是()A每天都会有大量表皮细胞凋亡脱落B同种细胞增殖分化后遗传信息将发生改变C衰老的细胞体积变小，但其细胞核会变大D死亡的细胞，其细胞膜的通透性将丧失解析：选B表皮细胞每天都会有大量细胞凋亡脱落；同种细胞增殖分化的过程进行的是有丝分裂，分裂后遗传信息不会发生改变；衰老的细胞体积变小，但其细胞核会变大；死亡的细胞，其细胞膜的通透性将丧失。,5关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，错误的一项是()A细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的B细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的C细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死主要是由外界因素引起的D细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的解析：选D细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，它有严格的遗传机制，因此是自动的、正常的生理过程；而细胞坏死是病理性刺激引起的细胞损伤和死亡，是被动的。细胞坏死有急性的也有慢性的，而细胞凋亡没有这样的区分。,(时间：25分钟；满分：50分)一、选择题(每小题4分，共24分),1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色素减少C细胞内水分减少D细胞内呼吸速度减慢解析：选B衰老细胞由于酶活性降低所以代谢速率减缓，细胞内的自由水含量会降低，色素在体内不能分解而积累，如形成老年斑。,2下列不属于细胞凋亡实例的是()A蝌蚪长到一定程度后尾巴消失了B人皮肤表皮细胞的脱落C白细胞吞噬过多的细菌导致死亡D脑细胞因缺血而死亡解析：选D脑细胞因缺血而死亡，是由于外因引起的一种非生理性的不正常死亡。,3珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于()A促进细胞分裂B诱导细胞分化C延缓细胞衰老D抑制细胞死亡解析：选C细胞内的色素积累会随着细胞衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞衰老、死亡。珍珠可抑制色素的增加，即能够延缓细胞衰老。,4(山东高考)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是()A细胞普遍衰老会导致个体衰老B效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡C细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡D衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录解析：选C细胞衰老与个体衰老并不同步，但是个体衰老是由细胞的普遍衰老引起的；细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程。,5细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称为细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。相关叙述不正确的是(),A与凋亡相关的基因是机体固有的，在个体生长发育过程中发挥重要作用B图示该过程发生在胚胎发育阶段C巨噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关D细胞凋亡过程与基因的选择性表达有关解析：选B细胞凋亡在个体的一生中都会发生，在个体发育中具有重要作用。细胞凋亡是凋亡基因表达的结果。巨噬细胞吞噬凋亡小体后，由溶酶体释放水解酶，使其水解。,6下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述，正确的是()A个体发育过程中，细胞的分裂、分化、和凋亡对于生物体都是有积极意义的B细胞分裂存在于个体发育整个生命过程中，细胞分化仅发生于胚胎发育阶段C细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同D多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的解析：选A作为细胞生命历程中细胞的分裂、分化、衰老和凋亡均是对生物的生存有利的，细胞分裂发生在个体发育的整个生命过程中，细胞分化也是贯穿于整个生命过程中，如造血干细胞形成红细胞；细胞分化遗传物质没有发生改变而是基因选择性表达的结果；多细胞生物的细胞衰老与个体衰老是不同步的，但个体衰老是多数细胞衰老的结果。,二、非选择题(共26分)7(8分)如图是细胞重大生命活动的图示，请据图回答下列问题：,(1)图中表示的是_(选填“原核”或“真核”)生物细胞重大生命活动图示。(2)细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过_实现的，细胞识别的物质基础是该结构上有_。(3)A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在_，基因表达的过程则发生在_。(4)图中细胞增殖的主要方式是_。(5)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时，尾部消失，这是由于过程_的结果，该过程也可称为_。,解析：图示中出现染色体结构的动态变化，因此可确定此图表示的是真核细胞的生命活动。细胞与细胞之间的识别是靠糖蛋白实现的，糖蛋白存在于细胞膜上。染色体的动态变化只有在细胞分裂过程中才出现，而基因的选择性表达发生在细胞分化的过程中。细胞凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡，有利于个体的正常发育。,答案:(1)真核(2)细胞膜糖蛋白(3)AB(4)有丝分裂(5)D细胞编程性死亡,8(18分)目前，临床上治疗癌症的方法一般是通过手术切除肿瘤，为杀死体内残留的癌细胞，在手术后进行化疗。有同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。由此推测：二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，可作为一种治疗癌症的化疗药物，并就此问题设计实验进行了探究。实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，细胞计数板，试管，吸管等。(1)请补充该同学设计的实验内容，实验操作如下：取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液；从小鼠肝部切取肿瘤组织并将其剪碎，利用某种酶处理，使细胞分散开，置于培养皿中培养。取洁净的试管5支，加入等量培养液，分别编号为1、2、3、4、5，在14号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液，5号试管中加入_。从培养皿中吸取等量的培养液置于15号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间。从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于细胞计数板内，在显微镜下观察计数，记录数据。,解析：(1)根据对照原则，对照组5号试管中应加入等量生理盐水。(2)培养细胞时，要给予适宜的环境条件，因此应将“在冰箱中”改为“在适宜温度下”或“在恒温箱中”。用细胞计数板计数前取液体时，应先振荡摇匀后，再从5支试管中吸取适量的培养液，以免细胞沉积在试管的底部，使记录结果出现很大误差。(3)动物细胞培养时，其细胞培养液中必须包含葡萄糖、氨基酸、无机盐等细胞生长的必需营养物质。(4)在该实验中，遵循了实验设计的对照原则和单一变量原则。根据实验结果，可以得出的结论：在一定浓度范围内，二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，而且随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强。,(2)请纠正该同学操作上的错误：_；_。(3)上述细胞培养液中必须包含细胞生长的营养物质，如_、_和_等。(4)该同学根据修改后的正确方法进行实验，得到的结果如下,在该实验中，遵循了实验设计的_原则和_原则。根据实验结果，你能得出的结论：a_；b_。,答案:(1)等量生理盐水(2)“在冰箱中”应改为“在适宜温度下”或“在恒温箱中”“从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后，从5支试管中吸取适量的培养液”(3)葡萄糖氨基酸无机盐(4)对照单一变量a.在一定浓度范围内，二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖b随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强,
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