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人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞的衰老和死亡优秀导学案及答案
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1.细胞衰老的特征
(1)细胞膜:通透性改变,使物质运输功能降低;细胞核:体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;细胞质:水分减少,细胞萎缩,体积变小。
(2)细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
(3)细胞内的色素逐渐沉积,妨碍细胞内物质的交流和传递。
2.细胞衰老的原因
(1)自由基学说:自由基的本质是异常活泼的带电分子或基团;自由基来源:氧化反应中产生辐射或有害物质入侵;作用机理:攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,攻击磷脂分子,损伤生物膜;攻击DNA,引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降。
(2)端粒学说
端粒:DNA—蛋白质复合体;端粒位置:染色体两端;作用机理:端粒DNA序列被截短后,端粒内侧的正常DNA序列就会受到损伤。
知识点02 细胞衰老与个体衰老的关系
单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡;多细胞生物:细胞的衰老和个体的衰老是不同步的;个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程;细胞会随着分裂次数的增多而衰老,衰老细胞的细胞核中遗传物质会收缩,一些酶的活性下降,从而影响细胞的生活。细胞衰老是正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
知识点03 细胞的衰老
1.细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中细胞凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
2.细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
①个体发育中细胞的程序性死亡。
②成熟个体中细胞的自然更新。
③被病原体感染细胞的清除。
3.细胞坏死:在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断而导致的细胞损伤和死亡。
拓展知识
考法01 细胞衰老与个体衰老的关系
1.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.细胞的正常衰老有利于有机体的自我更新,是机体健康的必要条件。如人体血液内红细胞的寿命只有120天,全年要更换3次。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。
3.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。
【典例1】下图为人体某个细胞所经历的生长发育各个阶段示意图,图中①~⑥为各个时期的细胞,A~C表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.与①相比,②的表面积/体积比值增大,与外界环境进行物质交换的能力也增强
B.⑤与⑥的细胞核内遗传物质相同,细胞内的蛋白质也相同
C.虽然⑤⑥已失去分裂能力,但其细胞内的物质合成与分解仍能进行
D.细胞的衰老与死亡通常会引起人体的衰老与死亡
【答案】C
【解析】细胞体积越大,其相对表面积越小,因此与①相比,②的相对表面积减小,与外界环境进行物质交换的能力也降低;⑤与⑥的细胞核内遗传物质相同,但细胞选择表达的基因不同,因此细胞内的蛋白质有所区别;⑤与⑥细胞已经高度分化,不再分裂,但细胞内的物质合成与分解仍能进行;对于多细胞生物而言,细胞的衰老和死亡与人体的衰老和死亡不是一回事。
考法02 细胞凋亡与细胞坏死
1.细胞凋亡的机理:
①过程A体现了生物膜的信息传递功能,说明细胞凋亡有特异性,在特定时期凋亡特定细胞。
②过程B显示凋亡信号是通过激活凋亡相关基因,并引起凋亡相关基因执行才引起细胞凋亡的。因此,从过程B中可以看出细胞凋亡是相关基因选择性表达的结果。
③过程C中凋亡小体被吞噬消化,此过程需要溶酶体(细胞器)的参与。
2.细胞衰老与细胞凋亡比较
【典例2】最新研究表明,决定细胞“命运”的内因是基因的选择性表达,而外因则取决于细胞对细胞外信号的特异性组合所进行的程序性反应,下图为部分信号决定细胞“命运”的示意图,图中字母分别代表不同的胞外信号,下列有关细胞外信号的说法正确的是( )
A.只要有胞外信号d和e,细胞就一定会进行分裂
B.对于癌细胞而言,细胞外信号a~e可能会持续起作用
C.只有细胞外信号f和g能诱导细胞内的基因选择性表达
D.由于细胞凋亡无胞外信号作用,可证明细胞凋亡与基因无关
【答案】B
【解析】由图可知,细胞分裂需要的信号组合为a、b、c、d、e,缺一不可,A项错误;与细胞存活相比,当信号d和e存在时,与细胞分裂有关的基因可以表达,这也属于基因选择性表达的范畴,C项错误;图中只给出了决定细胞“命运”的部分信号,根据教材知识可知,细胞凋亡又称细胞编程性死亡,该过程受遗传物质(基因)控制,D项错误。
【归纳提升】
①细胞凋亡时的形态特征包括:细胞变成圆球状、细胞外膜鼓起成腔泡,细胞核膜和细胞的一些内部结构破裂,细胞核内的染色体DNA被酶切成断片; 当细胞破裂成碎片之前细胞膜不破裂,引起细胞内容物不泄漏出来,不引起炎症反应;细胞碎片被周围的活细胞吞噬。
②细胞坏死是细胞受到急性损伤而出现的、病理性的死亡,表现为:细胞胀大,释放出大量内含物,引起炎症;坏死细胞最终被巨噬细胞清除。
项目
实质
结果
遗传物质
细胞衰老
内因、外因共同作用
细胞正常死亡
不发生改变
细胞凋亡
受到由遗传机制决定的程序性调控
基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡
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