新教材适用2023_2024学年高中生物第6章细胞的生命历程第3节细胞的衰老和死亡学案新人教版必修1

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第3节　细胞的衰老和死亡课标要求1．描述细胞衰老的特征。2．说明细胞死亡的原因和意义。3．阐明细胞衰老和死亡是自然的生理过程。核心素养1．生命观念——掌握细胞衰老的特征，并分析其原因；阐明细胞凋亡的意义。2．科学思维——辨析细胞凋亡与细胞坏死。3．社会责任——关注社会议题，辨别迷信和伪科学，主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识。 知识点一　细胞的衰老必备知识·夯实双基1．细胞衰老的特征(1)代谢的变化(2)细胞核的变化2．细胞衰老的原因目前大家普遍接受的两种有关细胞衰老的原因的理论：_自由基学说__和_端粒学说__。3．个体衰老与细胞衰老的关系(1)对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是_个体衰老或死亡__。(2)对于多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡_并不是一回事__，从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞_普遍衰老__的过程。活学巧练1.衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制。( √ )2．细胞衰老时，所有酶的活性都降低。( × )3．衰老细胞的细胞核体积减小，细胞体积增大，染色质收缩，染色加深。( × )4．同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关( √ )5．自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老。( × )深入探讨细胞衰老的特征“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰。”与年轻人相比，老年人有许多衰老的特征。例如，头发变白、出现“老年斑”、满脸皱纹、头发稀疏、浑身乏力、行动迟缓等。(1)老年人为什么会满脸皱纹？(2)老年人为什么会出现“老年斑”？(3)老年人为什么会浑身乏力、行动迟缓？(4)老年人为什么会出现白发？提示：(1)皮肤细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。(2)皮肤细胞中色素积累。(3)老年人细胞中与呼吸有关的酶活性降低，代谢缓慢。(4)由于毛囊中的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少。课内探究·名师点睛1．细胞衰老的概念细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。2．细胞衰老特征的概括总结一大(细胞核变大，染色质收缩，染色加深)；一小(细胞体积变小)；一多(细胞内色素逐渐积累、增多)；一少(细胞内水分减少)；两低(细胞膜运输功能降低，有些酶的活性降低)；两慢(呼吸速率减慢，代谢速率减慢)。3．细胞衰老的原因关于细胞衰老的原因，自由基学说和端粒学说是现代科学家普遍认可的两种学说。(1)自由基学说衰老是由细胞正常代谢过程中产生的自由基造成的。①自由基含义：人们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。②自由基来源：在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基；此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。③自由基学说：自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子、会损伤细胞膜、攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。(2)端粒学说：染色体两端的特殊序列的DNA－蛋白质复合体(端粒)会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤正常基因的DNA序列，使细胞活动渐趋异常。特别提醒：①幼年个体中每天都有细胞的衰老、死亡，因此细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。②老年个体中每天也有新细胞的产生，因此个体的衰老不等于所有细胞的衰老。③细胞的衰老由细胞自身的因素决定，但良好的外部环境和生活饮食习惯可以延缓细胞衰老，进而延缓机体衰老。典例剖析典例1 (2023·河北唐山高一期末)衰老细胞在生理功能上发生明显变化。下列有关衰老的细胞特征的叙述，不正确的是( C )A．有些酶的活性降低，呼吸速率减慢B．细胞内的色素逐渐积累C．新陈代谢速率加快D．细胞膜通透性改变，物质运输功能降低解析： 衰老的细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢，C错误。变式训练❶ 如图是细胞衰老的自由基学说示意图，下列有关叙述错误的是( C )A．①②过程的作用效果会引起细胞内生物膜面积急剧减小B．③过程会使酪氨酸酶活性降低C．若③过程使葡萄糖的转运蛋白活性下降，葡萄糖会自由进出细胞D．⑤可来自辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等解析： ①②过程自由基攻击磷脂分子，破坏细胞内生物膜，使生物膜面积急剧减小，A项正确；③过程自由基攻击合成的蛋白质，会导致酪氨酸酶的活性下降，细胞新陈代谢速率降低，B项正确；细胞通过协助扩散或主动运输方式吸收葡萄糖，若③过程使细胞膜上葡萄糖的转运蛋白受损，葡萄糖将不能进入细胞，C项错误；自由基的产生途径有辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等，D项正确。知识点二　细胞的死亡必备知识·夯实双基1．细胞死亡：包括_凋亡__和_坏死__等方式。2．细胞凋亡(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。(2)类型eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(个体发育中细胞的 程序性死亡　,成熟生物体中细胞的 自然更新　,被病原体感染的细胞的 清除　))3．细胞坏死：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞_损伤和死亡__。4．细胞自噬(1)概念：在一定条件下，细胞会将_受损或功能退化__的细胞结构等，通过_溶酶体__降解后再利用。(2)意义①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的_物质和能量__。②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除_受损或衰老__的细胞器，以及感染的_微生物和毒素__，从而维持细胞_内部环境__的稳定。③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。活学巧练1.细胞凋亡受基因控制，细胞衰老不受基因控制。( × )2．被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除。( √ )3．细胞死亡都是主动进行的，对生物体是有利的。( × )深入探讨辨析细胞凋亡与细胞分化如图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中，长出的尾巴逐渐消失，请分析回答下列问题：(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？(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后，尾部溃烂消失，这与上述现象的机理相同吗？(3)上述两种现象都受遗传物质控制吗？(4)同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？请结合这一事例说明细胞凋亡的生物学意义。提示：(1)细胞凋亡。与溶酶体密切相关。(2)这是细胞坏死，与上述细胞凋亡不同。(3)不是。细胞凋亡受遗传物质控制，细胞坏死不受遗传物质控制。(4)细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。课内探究·名师点睛1．“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死(1)从“方式”看eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(主动结束生命活动⇒细胞凋亡,被动结束生命活动⇒细胞坏死))(2)从“机制”看eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(受“基因控制”的程序性死亡⇒细胞凋亡,由不利因素诱发、不受基因控制⇒细胞,　坏死))(3)从“结果”看eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(对生物体是有利的⇒细胞凋亡,对生物体是有害的⇒细胞坏死))2．细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别典例剖析典例2 关于细胞凋亡与细胞坏死，下列说法正确的是( A )①细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的②细胞死亡是细胞凋亡的同义词③细胞坏死受到严格的由遗传机制决定的程序性调控④被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死完成的⑤蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙⑥细胞的凋亡有助于清除体内衰老的细胞⑦细胞凋亡是由致病因子引发的急性损伤，引起细胞破裂，导致炎症反应A．①⑤⑥ B．①④⑥C．③⑤⑥ D．②④⑦解析： 细胞凋亡与细胞死亡不同，细胞死亡还包括细胞坏死和细胞自噬，②错误；细胞坏死不受基因控制，③错误；被病原体感染的细胞是通过细胞凋亡消除的，④错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，并非由致病因子引发的，⑦错误。变式训练❷ 下列各项中，不属于细胞凋亡的是( B )A．白细胞吞噬过多的细菌导致死亡B．脑细胞因缺血而死亡C．蝌蚪变态发育过程中尾部消失D．人的红细胞在经历120天左右的寿命后死亡解析： 脑细胞因缺血而死亡是细胞受外界不利因素影响发生的，应属于细胞坏死。细胞分裂、分化、衰老、坏死、凋亡的比较1．联系2．区别知识贴士理解细胞衰老和凋亡的两个“≠”(1)细胞衰老≠个体衰老(多细胞生物体中)幼年个体中会有细胞衰老、凋亡，老年个体中也会有新细胞产生。(2)细胞凋亡≠细胞坏死细胞凋亡是主动的，对机体的正常发育是有利的；细胞坏死是被动的，对机体是有害的。典例3 下列关于细胞的分化、衰老和凋亡的叙述，正确的有( B )①细胞的分化和衰老对于生物体都是有积极意义的②细胞分化使多细胞生物中的细胞功能趋向全面化，有利于提高细胞代谢的效率③人胚胎发育过程中尾的消失是细胞坏死的结果④细胞衰老表现为细胞核体积变小、色素含量增加、细胞膜的通透性降低⑤细胞凋亡受遗传物质的严格控制，并且在凋亡的过程中存在基因表达A．一项　 B．两项　C．三项　 D．四项解析：细胞的分化、衰老都是细胞正常的生命历程，对于生物体都是有积极意义的，①正确；细胞分化使多细胞生物中的细胞功能趋向专门化，有利于提高细胞代谢的效率，②错误；人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果，③错误；衰老的细胞内细胞核的体积变大、细胞内的色素逐渐积累、细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低，④错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，因此受遗传物质的严格控制，并且在凋亡的过程中存在基因表达，⑤正确。综上分析，B正确，ACD错误。故选B。学霸记忆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、膜通透性改变、物质运输功能下降。2．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。1．(2023·江苏高一课时练习)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上。下列叙述正确的是( D )A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长C．端粒酶的基本单位是氨基酸D．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA解析： 端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，大肠杆菌没有染色体，没有端粒，A错误；正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短，B错误；端粒酶由RNA和蛋白质组成，基本单位是氨基酸和核糖核苷酸，C错误。2．研究表明某些细胞被病毒感染后，某种蛋白激酶PKR会被激活，从而导致被感染细胞发生凋亡。下列叙述正确的是( C )A．被感染细胞发生凋亡可能引发炎症B．被感染细胞凋亡过程没有基因的选择表达C．PKR激活剂有可能成为抗病毒药物D．PKR的大量激活有利于身体健康 解析：凋亡是细胞的程序性死亡不会引发炎症，A错误；被感染细胞凋亡也是细胞的程序性死亡，过程也存在基因的选择表达，B错误；PKR激活能导致细胞凋亡，PKR激活剂如果能定向给药，能使被病毒感染的细胞凋亡，那么PKR激活剂有可能成为抗病毒药物，C正确；PKR大量激活，会导致大量正常细胞凋亡，不利于身体健康，D错误。故选C。3．细胞凋亡是由基因控制的细胞死亡过程。如健康的成人体内，在骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡。人的不同细胞的寿命和分裂能力不同，请分析表中有关数据回答下列相关问题：(1)细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？_细胞的寿命与细胞分裂能力无关__。(2)寿命短的细胞是否一定能分裂举例说明：_寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞__。(3)细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能_有__(填“有”或“没有”)关系。(4)根据上述分析，推测皮肤表皮细胞的寿命_短__(填“长”或“短”), _有__(填“有”或“没有”)分裂能力。(5)细胞的凋亡对多细胞生物体的生长和发育有害吗？请说明理由：_无害。因为细胞凋亡对于多细胞生物体发育、组织更新、抵御病原体入侵都具有重要的积极意义__。项目细胞衰老细胞凋亡细胞坏死实质内因和外因共同作用的结果受到由遗传机制决定的程序性调控受电、热、冷、机械等不利因素影响，与基因无关形态变化细胞萎缩，细胞膜皱缩多为单个细胞，形成凋亡小体，细胞膜内陷外形呈不规则变化，细胞膜破裂意义①生物体的绝大多数细胞都经历未分化—分化—衰老—死亡的过程；②细胞衰老是时刻都在发生的①清除多余、无用的细胞；②清除完成正常使命的衰老细胞；③清除体内的有害细胞；④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定对周围细胞造成伤害，引发炎症对机体的影响对机体有利对机体有利对机体有害项目影响因素特点遗传物质对机体的影响细胞分裂基因决定亲子代遗传性状稳定复制后均分有利细胞分化基因选择性表达普遍性、持久性、不可逆性、遗传物质不变不变有利细胞衰老受基因控制水分减少、酶活性降低、色素积累、膜通透性改变不变有利细胞坏死不受基因控制，由极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激等不利因素造成被动的、由细胞正常代谢活动受损或中断引起的病理过程不变不利细胞凋亡基因决定主动的、细胞自动结束生命的过程不变有利细胞种类小肠上皮细胞平滑肌细胞(分布于内脏器官)心肌细胞神经细胞白细胞寿命1～2 d很长很长很长5～7 d能否分裂能能不能多数不能不能