高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞的衰老和死亡学案及答案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞的衰老和死亡学案及答案，共9页。学案主要包含了细胞衰老，细胞的死亡等内容，欢迎下载使用。

第3节 细胞的衰老和死亡








一、细胞衰老


1．细胞衰老的特征


eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\x(细胞膜)——通透性改变，使物质运输功能降低,\x(细胞质)\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(水分：减少——细胞体积变小,\a\vs4\al(酶：多种酶活性降低（例如酪氨酸酶活性降,低——白发）),色素：积累（例如脂褐素——老年斑）,线粒体：数量减少——呼吸减慢)),\x(细胞核)\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(体积：增大,核膜：内折,染色质：收缩，染色加深))))


2．细胞衰老的原因


(1)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。


①自由基攻击磷脂分子，产生自由基，这些新产生的自由基又去攻击别的分子，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。


②攻击DNA，可能引起基因突变。


③攻击蛋白质，使蛋白质活性下降。


(2)端粒学说


①端粒：染色体两端特殊序列的DNA—蛋白质复合体。


②特点：端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。


③结果：在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。


3．细胞衰老与个体衰老的关系


(1)单细胞生物：个体衰老、死亡与细胞衰老、死亡是一致的。


(2)多细胞生物


①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。


②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。


③细胞会随着分裂次数的增多而衰老。


④细胞核与细胞质相比，前者对细胞分裂影响更大。


二、细胞的死亡


1．细胞凋亡


(1)概念 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(决定因素：基因,过程：细胞自动结束生命,机制：由遗传机制决定的程序性调控,实质：程序性死亡))


(2)细胞凋亡的几种类型


①个体发育过程中细胞的编程性死亡。


②成熟个体中细胞的自然更新。


③被病原体感染的细胞的清除。


(3)意义


①保证多细胞生物体完成正常的发育。


②维持内部环境的稳定。


③抵御外界各种因素的干扰。


2．细胞坏死


在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。


判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)


1．细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡是一回事。( )


2．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。( )


3．细胞凋亡和细胞坏死的本质是一回事。( )


4．生物体内细胞的自然更新、清除被病原体感染的细胞，都是通过细胞凋亡实现的。( )


5．生物体都存在着细胞衰老的现象。( )


6．端粒受损可能会导致细胞衰老。( )


提示：1.× 多细胞生物细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡不是一回事。


2．× 细胞凋亡是由基因控制的。


3．× 细胞凋亡是由基因控制的，细胞坏死是不利的因素引起的，两者的本质不同。


4．√ 5.√ 6.√





细胞衰老


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。从细胞水平上看，衰老的细胞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。





深化探究：1.根据自由基学说，自由基攻击磷脂分子，引发雪崩式的反应，对膜损伤比较大，据此可判断人体细胞中哪些细胞器不会受自由基的影响？


提示：核糖体和中心体。


2．衰老细胞内水分减少会导致代谢速率减慢，其主要原因是什么？


提示：细胞内的自由水是良好的溶剂，可运输生化反应的反应物和生成物，若自由水减少，物质运输速率减慢，进而使代谢速率减慢。





1．在检测某种生物个体的某组织时，发现该组织细胞内的水分减少，多种酶的催化效率降低，那么该组织细胞最可能出现的变化还有 ( )


①细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大 ②细胞体积变大，细胞内色素积累 ③细胞膜通透性改变，物质运输功能降低 ④能继续分化，具有发育成完整个体的潜能


A．①② B．③④


C．①③ D．②③


C [该组织细胞内的水分减少，多种酶的催化效率降低，说明该组织细胞为衰老细胞。细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大是衰老细胞的特征，①正确；细胞体积变小，细胞内色素积累是衰老细胞的特征，②错误；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低是衰老细胞的特征，③正确；衰老细胞为已分化的细胞，不能继续分化，④错误。]


2．下列关于细胞衰老的叙述，不正确的是 ( )


A．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


B．白化病病人的头发呈白色，是毛囊中的黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致


C．衰老细胞的细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低


D．衰老细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢


B [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，A项正确。老年人头发呈白色，是毛囊中的黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致；白化病是由酪氨酸酶缺乏或功能减退引起的一种遗传病，患者的皮肤及附属器官黑色素缺乏或合成障碍，B项错误。细胞衰老的主要特征之一是细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，C项正确。衰老细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢，D项正确。 ]


细胞的死亡


1．细胞凋亡机制的图解与分析





(1)图中①过程说明细胞凋亡有特异性，体现了生物膜的信息传递功能。


(2)图中②过程从分子水平看，凋亡是相关基因的选择性表达，有新蛋白质合成；从细胞水平看，凋亡过程中，以小泡形式形成由膜包被的凋亡小体，体现了膜的流动性。


(3)图中③过程表示吞噬细胞吞噬凋亡小体而发生细胞内消化，此过程需要溶酶体参与。


2．细胞凋亡的过程





(1)凋亡的开始：细胞膜向内皱缩，细胞连接消失，内质网膨胀，染色质收缩并沿核膜分布。


(2)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一些内陷的细胞膜包围，形成凋亡小体。


(3)细胞的解体：凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被吞噬细胞吞噬并消化。


3．细胞凋亡与细胞坏死的区别





深化探究：1.并指形成的可能原因是什么？


提示：在胚胎发育过程中，手指细胞出现不正常的凋亡，导致出现并指。


2．细胞自噬的条件有哪些？


提示：(1)在缺乏营养条件下，获得维持生存所需的物质和能量。


(2)细胞受到损伤或衰老时，清除受损或衰老的细胞器。


(3)微生物入侵时，清除感染的微生物和毒素。





1．下图是动物体内细胞凋亡和细胞坏死的过程示意图。细胞凋亡时，细胞崩溃，分解成多个凋亡小体。下列叙述正确的是( )





A．坏死细胞和凋亡细胞的内容物都会释放到内环境中


B．凋亡小体出现的根本原因是细胞中相关凋亡基因的表达


C．细胞凋亡和细胞坏死都受环境的影响，不受机体控制


D．细胞凋亡只发生在个体发育的特定时期，而细胞坏死在任何时期都能发生


B [由图示可知，凋亡细胞的内容物在凋亡小体内被溶酶体水解吸收；细胞凋亡受基因的调控，为程序性的死亡，凋亡小体出现的根本原因是细胞中相关凋亡基因的表达；细胞凋亡发生在个体发育的各个阶段，细胞坏死是由外界环境因素引起的，任何时期都可发生。]


2．(2019·全国卷Ⅰ)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是( )


A．胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡


B．小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象


C．清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象


D．细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死


B [胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡，才会形成成形手指，A错误；小肠上皮细胞自然更新过程中存在细胞凋亡，B正确；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，D错误。]


[课堂小结]





1．细胞衰老是一种正常生命现象，人的细胞在衰老过程中会出现的变化是 ( )


A．细胞内色素减少


B．细胞膜通透性改变，物质运输功能提高


C．细胞内有些酶的活性降低


D．细胞内水分增多


C [细胞衰老后，细胞内色素逐渐积累，A错误；细胞衰老后，细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，B错误；细胞衰老后，细胞内有些酶的活性降低，C正确；细胞衰老后，细胞内水分减少，新陈代谢减慢，D错误。]


2．自由基学说认为，自由基能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子，最终致使细胞衰老。下列有关自由基的说法错误的是 ( )


A．攻击蛋白质降低某些酶的活性


B．攻击DNA可能引发基因突变


C．攻击磷脂直接导致中心体损伤


D．攻击生物膜引发新的自由基产生


C [某些酶的化学本质是蛋白质，自由基能攻击蛋白质降低某些酶的活性，A正确；自由基攻击DNA可能引发基因突变，B正确；中心体无膜，不含磷脂，C错误；自由基攻击生物膜上的磷脂分子时其产物也是自由基，故会引起雪崩式反应，引发细胞衰老，D正确。]


3．关于个体衰老与细胞衰老的关系，下列说法正确的是( )


A．细胞的衰老就是个体的衰老


B．年幼的生物体内，没有衰老细胞


C．衰老的生物体内，细胞都处于衰老状态


D．从总体上看，个体衰老的过程是组成生物个体的细胞普遍衰老的过程


D [对于单细胞生物来说，细胞的衰老就是个体的衰老，但对多细胞生物来讲，细胞衰老与个体衰老并不是一回事，A错误；年幼的多细胞生物体内，也有衰老细胞，B错误；多细胞生物体内细胞总是在不断更新着，衰老生物体内也有幼嫩细胞，C错误；从总体上看，个体衰老的过程也是组成生物个体的细胞普遍衰老的过程，D正确。]


4．下列关于细胞的衰老和凋亡的叙述，错误的是( )


A．对于多细胞生物来说，细胞的衰老等同于机体的衰老


B．蝌蚪发育成青蛙过程中，尾的消失是通过细胞凋亡实现的


C．女性月经期子宫内膜脱落是细胞凋亡的结果


D．细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除，都是通过细胞凋亡完成的


A [对于多细胞生物来说，细胞的衰老与机体的衰老不是一回事，个体衰老是组成生物体的细胞普遍衰老的结果，A错误；蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的，B正确；细胞凋亡指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，如女性月经期子宫内膜脱落，C正确；细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除，都是通过细胞凋亡完成的，D正确。]


5．如图为细胞重要的生命活动图解。请据图回答下面的问题：





(1)A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在________过程中。


(2)细胞增殖的主要方式是________________。


(3)细胞分化是个体发育的基础，就一个个体来说，乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息________，但形态、结构和功能却________，这是因为_____________。


(4)随着年龄的增长，一根根青丝变成了白发；额角也渐渐爬满皱纹，这与____________有关。


(5)细胞的凋亡由于受到严格的遗传机制决定的程序性调控，所以也称为________________。当HIV病毒侵入机体的淋巴细胞后，会使淋巴细胞大量死亡，淋巴细胞大量死亡是否属于细胞凋亡？________________。


[解析] 细胞增殖的主要方式是有丝分裂，而染色体的动态变化就发生在细胞分裂的过程中，细胞增殖使细胞数目增多，而细胞分化使细胞的形态和功能发生改变；人变老时，细胞会衰老，细胞内水分减少，细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成减少等；HIV病毒侵入机体T细胞后，会使细胞正常代谢受损和中断，从而引起细胞的坏死。


[答案] (1)A (2)有丝分裂 (3)相同 不同 不同细胞的遗传信息执行情况不同 (4)细胞的衰老


(5)细胞编程性死亡 不属于课标内容要求
核心素养对接
描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
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。
个体衰老表现
对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱
细胞内水分减少，体积减小
头发变白
细胞内的酶活性降低
老年斑
细胞内色素(脂褐素)的积累
无力
细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降
细胞膜通透性功能改变
项目
细胞凋亡
细胞坏死
原因
正常生理过程
病理性过程
调节过程
受基因调控
被动进行
是否发生炎症
否
是
溶酶体变化
完整
裂解
是否需要能量
需要
不需要
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
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.细胞衰老的原因主要包括自由基学说和端粒学说。


3.细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死。


4.细胞凋亡是由基因调控的自动结束生命的过程。


5.细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。