人教版高中生物必修一 細胞的衰老和死亡 細胞的生命歷程課件教學(xué)

細胞的衰老和死亡第6章細胞的生命歷程2023/4/15

2023/4/15？問題探討

人到了一定的年齡就會出現(xiàn)白頭發(fā)，并且隨著年齡的增長，白頭發(fā)往往會越來越多，白頭發(fā)生成的直接原因是毛囊細胞合成黑色素的功能下降。討論：1、老年人白頭發(fā)的形成與毛囊細胞的衰老有怎樣的關(guān)系？2、老年人體內(nèi)有沒有幼嫩的細胞？年輕人的體內(nèi)有沒有衰老的細胞？3、細胞衰老與個體衰老有什么關(guān)系？由于毛囊中的黑色素細胞衰老,細胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成減少,所以老年人的頭發(fā)會變白。老年人體內(nèi)有幼嫩的細胞，如造血干細胞一生都能增殖分化產(chǎn)生各種類型的血細胞；年輕人體內(nèi)也有衰老的細胞，如皮膚的角質(zhì)層細胞，最后細胞凋亡脫落。人體內(nèi)的細胞總是在不斷更新著，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。但從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。2023/4/15一、細胞衰老的特征1、細胞衰老的概念：細胞衰老的過程是細胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。2、細胞衰老的特征：（1）細胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低；（2）細胞核體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深；（3）細胞內(nèi)水分減少，細胞萎縮，體積變??；（4）細胞內(nèi)多種酶的活性降低，呼吸速率減慢，新陳速率減慢；（5）細胞內(nèi)的色素逐漸積累，妨礙細胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。衰老癥狀原因分析皮膚干燥、皺紋頭發(fā)變白老人斑吸收能力下降細胞水分減少，體積減小細胞內(nèi)的（酪氨酸）酶活性降低細胞內(nèi)色素（脂褐素）逐漸積累細胞膜通透性改變，物質(zhì)運輸功能降低無力細胞內(nèi)呼吸速率減慢2023/4/153、衰老的癥狀與原因分析2023/4/15二、細胞衰老的原因1、自由基學(xué)說自由基：異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F。含有未配對電子，表現(xiàn)出高度的反應(yīng)活潑性。（1）自由基會攻擊生物膜的組成成分磷脂分子，對生物膜損傷較大；（雪崩式反應(yīng)）（2）攻擊DNA，可能引起基因突變；（3）攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性下降，導(dǎo)致細胞衰老。2、端粒學(xué)說端粒：每條染色體的兩端的一段特殊序列的DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體。特點：每次細胞分裂，端粒DNA會縮短一截。隨細胞分裂次數(shù)的增加，截短的部分會逐漸向內(nèi)延伸，使端粒內(nèi)側(cè)正?；虻腄NA序列受到損傷，細胞活動漸趨異常。2023/4/15三、細胞衰老與個體衰老的關(guān)系1、單細胞生物：細胞的衰老或死亡=個體的衰老或死亡2、多細胞生物：個體衰老或死亡≠細胞衰老或死亡

從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。2023/4/15思考·討論年齡因素與細胞衰老的關(guān)系實驗1在相同的條件下,分別單獨培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞,結(jié)果如下表所示：細胞來源胎兒中年人老年人增殖代數(shù)50202～4實驗2將年輕人的體細胞去核后與老年人的細胞核融合；將老年人的體細胞去核后與年輕人的細胞核融合。分別在體外培養(yǎng)。結(jié)果是前者不分裂,后者分裂旺盛。討論:1、從實驗1中你能得出什么結(jié)論？2、是細胞核還是細胞質(zhì)對細胞分裂的影響大一些？

隨著年齡的增長,細胞繼續(xù)分裂的次數(shù)會逐漸減少,這說明細胞會隨著分裂次數(shù)的增多而衰老。

細胞核。細胞核是細胞生命活動的控制中心,隨著細胞分裂次數(shù)的增多,或者細胞進入衰老狀態(tài),細胞核中的遺傳物質(zhì)會出現(xiàn)收縮狀態(tài),細胞中一些酶的活性會下降,從而影響細胞的生活。2023/4/15四、細胞的死亡1、細胞凋亡（1）概念：由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,就叫細胞凋亡，由于受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控，所以它是一種程序性死亡。胎兒手的發(fā)育（2）作用：①有利于清除多余無用的細胞；②有利于清除完成正常使命的衰老細胞；③有利于清除體內(nèi)的有害細胞。（3）意義：完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。2023/4/152、細胞壞死（1）概念：是指在種種不利因素影響下，如極端的物理、化學(xué)因素或嚴重的病理性刺激的情況下，由細胞正常代謝活動受損或中斷引起細胞的損傷和死亡，它是細胞的一種病理性死亡。如骨細胞壞死，神經(jīng)細胞壞死等。（2）過程：正常細胞正常代謝活動進行受損中斷種種不利因素細胞損傷和死亡2023/4/153、細胞凋亡與細胞壞死的比較項目細胞凋亡細胞壞死與基因的關(guān)系影響因素對機體的影響受基因控制不受基因控制受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控極端的物理、化學(xué)等種種不利因素對機體有利對機體有害2023/4/154、細胞自噬（1）概念：通俗地說，細胞吃掉自身的細胞和物質(zhì)。在一定條件下，細胞會將受損或功能退化的細胞結(jié)構(gòu)等，通過溶酶體降解后再利用。

一般情況，細胞自噬不會導(dǎo)致細胞死亡，但有些激烈的細胞自噬可能會誘導(dǎo)細胞凋亡。（2）作用：①處于營養(yǎng)缺乏條件下的細胞，通過細胞自噬可以獲得維持生存所需的物質(zhì)和能量；②在細胞受到損傷，微生物入侵或細胞衰老時，通過細胞自噬，可以清除受損或衰老的細胞器，以及感染的微生物和毒素，從而維持細胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。2023/4/15思維訓(xùn)練人體不同細胞的壽命和分裂能力不同（見下表）。請分析表中有關(guān)數(shù)據(jù)。討論:1、細胞的壽命與分裂能力之間有對應(yīng)關(guān)系嗎？比如壽命短的細胞是否一定能分裂？2、細胞的壽命和分裂能力與它們承擔(dān)的功能有關(guān)系嗎？3、根據(jù)以上分析，請推測皮膚表皮細胞的壽命和分裂能力。細胞的壽命與分裂能力無關(guān)。壽命短的細胞不一定能分裂，如白細胞。有關(guān)系。細胞種類小腸上皮細胞平滑肌細胞（分布于內(nèi)臟器官）心肌細胞神經(jīng)細胞白細胞壽命1～2d很長很長很長5～7d能否分裂能能不能絕大多數(shù)不能不能皮膚表皮細胞的壽命約10d。生發(fā)層的分裂能力強。第6章細胞的生命歷程第1節(jié)細胞的增殖第1課時細胞增殖和有絲分裂

一、生物的生長和細胞增殖1.生物的生長:(1)主要原因:通過細胞分裂增加細胞的_____。(2)次要原因:通過_________增大細胞的體積。數(shù)量細胞生長2.細胞不能無限長大的原因:(1)細胞的體積越大,表面積與體積的比值越_____。(2)細胞的體積越大,相同時間內(nèi)物質(zhì)擴散的體積與整個細胞體積的比值越___,即物質(zhì)運輸?shù)男试絖__。小小低3.細胞增殖:(1)概念:通過_________增加細胞數(shù)量的過程。(2)意義:生物體_____、_____、_____、_____的基礎(chǔ)。細胞分裂生長發(fā)育繁殖遺傳二、細胞分裂的過程1.細胞周期:(1)概念的理解。①條件:_________的細胞。②起點:一次分裂完成時。③終點:_______________時。連續(xù)分裂下一次分裂完成(2)組成及特點。①分裂間期:a.范圍:從細胞一次分裂結(jié)束到_______________。b.特點:持續(xù)時間長,占整個細胞周期的_________。c.主要變化:下一次分裂之前90%～95%②分裂期:a.范圍:細胞周期中分裂間期之后。b.特點:持續(xù)時間短;是一個連續(xù)的過程,根據(jù)_______的行為可分為前期、中期、后期、末期。染色體2.有絲分裂過程(以高等植物細胞為例):【激疑】利用所學(xué)知識,分析細胞壁的形成可能與哪一細胞器有關(guān)?細胞壁中應(yīng)含有哪些化學(xué)成分?提示:細胞壁的形成與高爾基體有關(guān);細胞壁中應(yīng)含有纖維素和果膠。

知識點一細胞周期的劃分及表示方法1.細胞周期的兩種表示方法:直線圖扇形圖圖形直線圖扇形圖分裂間期a、ca分裂期b、db+c+d+e一個細胞周期a+b、c+da+b+c+d+e2.細胞分裂間期的劃分:G1期:又稱DNA合成前期,主要進行RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,為S期DNA的復(fù)制做準備。S期:又稱DNA合成期,主要進行DNA的復(fù)制。G2期:又稱DNA合成后期,主要進行RNA和蛋白質(zhì)的合成,特別是微管蛋白的合成,為分裂期做準備?！舅伎肌び懻摗?.只要能進行細胞分裂的細胞均有細胞周期,這個說法對嗎?(生命觀念)提示:不對。只有連續(xù)分裂的細胞才具有細胞周期,若分裂后的細胞停止分裂,則不具有細胞周期。

2.用顯微鏡觀察某種植物的分生組織時,為什么視野中處于間期的細胞數(shù)目較多?(科學(xué)思維)提示:在一個細胞周期中,分裂間期所占的時間長,分裂期所占的時間短?！舅仞B(yǎng)案例】如圖表示細胞分裂一個細胞周期所用的時間,下列說法正確的是 (

)①甲→乙的過程表示分裂間期②乙→甲的過程表示分裂期③一個細胞周期是指甲→甲的全過程④一個細胞周期是指乙→乙的全過程A.①②④

B.④

C.③

D.①②③【解題導(dǎo)引】

(1)判斷分裂間期和分裂期:根據(jù)一個細胞周期中分裂間期比分裂期經(jīng)歷的時間長,則圖中占面積較大的是分裂間期,較小的是分裂期。(2)判斷細胞周期的起止點:根據(jù)圖中箭頭的方向,判斷細胞周期從乙點開始,到乙點結(jié)束?！窘馕觥窟xB。甲→乙的過程表示分裂期,①錯誤;乙→甲的過程表示分裂間期,②錯誤;一個細胞周期是指乙→乙的全過程,分裂間期在前,分裂期在后,順序不能顛倒,④正確、③錯誤?！痉椒ㄒ?guī)律】判斷一個完整的細胞周期的方法(1)“先長后短”:一個細胞周期一定要先經(jīng)過一個長的間期,再經(jīng)過一個短的分裂期。(2)“終點到終點”:從完成時開始,到下一個完成時結(jié)束,為一個細胞周期。(3)“先復(fù)制后分裂”:一個細胞周期一定要先完成DNA的復(fù)制,才能完成細胞的分裂?！舅仞B(yǎng)·探究】——情境遷移近年來對細胞周期的研究取得了許多突破性進展,發(fā)現(xiàn)并確立了細胞周期素(Cyclin)、細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子(CKI)在真核生物細胞周期調(diào)控中的重要作用。其中,Cyclin周期性積累與分解對細胞周期進程起著關(guān)鍵作用,而CKI通過在細胞周期適當(dāng)時間點上抑制CDK的活性從而在細胞周期中起著重要作用。思考問題:(1)閱讀上述材料,分析細胞周期的發(fā)生與哪些物質(zhì)有關(guān)?(科學(xué)思維)提示:細胞周期素(Cyclin)、細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子(CKI)。(2)談?wù)勀銓毎芷诎l(fā)生和控制物質(zhì)之間關(guān)系的認識。(生命觀念)提示:細胞周期素激活細胞周期蛋白依賴性激酶,使細胞分裂發(fā)生,而細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子則會停止細胞周期蛋白依賴性激酶的作用?！舅仞B(yǎng)·遷移】如表是幾種細胞的細胞周期持續(xù)時間/h,據(jù)表分析,下列分析正確的是 (

)細胞類型分裂間期分裂期細胞周期蠶豆根尖分生區(qū)細胞15.32.017.3小鼠十二指腸上皮細胞13.51.815.3人的肝細胞21122人的宮頸癌細胞20.51.522A.人所有細胞的細胞周期均為22個小時B.與蠶豆根尖分生區(qū)細胞分裂密切相關(guān)的細胞器包括核糖體、中心體C.小鼠十二指腸上皮細胞最適于觀察動物細胞有絲分裂D.不同溫度下蠶豆根尖分生區(qū)細胞的細胞周期相同【解析】選C。表中數(shù)據(jù)不能說明人所有細胞的細胞周期均為22個小時,A項錯誤;蠶豆屬于高等植物,沒有中心體,B項錯誤;三種動物細胞中,小鼠十二指腸上皮細胞的分裂期占細胞周期的比例最大,顯微鏡下分裂期細胞數(shù)目較多,適于觀察動物細胞有絲分裂,C項正確;不同溫度下酶的活性不同,蠶豆根尖分生區(qū)細胞的細胞周期不同,D項錯誤?！狙a償訓(xùn)練】細胞周期中持續(xù)時間較長的是 (

)A.分裂間期B.分裂期C.兩個時期一樣長D.兩個時期時間長短不確定【解析】選A。細胞周期中分裂間期準備大量物質(zhì)以便分裂,其持續(xù)時間較長。知識點二細胞周期(以有絲分裂為例)過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的變化1.細胞結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的周期性變化:染色體行為變化:2.核DNA、染色體、染色單體的數(shù)目變化:時期項目分裂間期分裂期前期中期后期末期核DNA2n→4n4n4n4n4n→2n染色體2n2n2n4n4n→2n染色單體0→4n4n4n00(1)當(dāng)有染色單體時,染色體∶染色單體∶DNA=1∶2∶2。(2)當(dāng)無染色單體(后期、末期)時,染色體∶DNA=1∶1。3.核DNA、染色體、染色單體數(shù)目變化曲線分析:(1)曲線模型:(2)曲線解讀:項目上升段的變化原因下降段的變化原因核DNA分裂間期(a段)DNA復(fù)制,DNA數(shù)目加倍末期(e段)細胞一分為二,DNA數(shù)目減半染色體后期(d段)著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍末期(e段)細胞一分為二,染色體數(shù)目減半染色單體分裂間期(a段)DNA復(fù)制,染色單體形成后期(d段)著絲粒分裂,姐妹染色單體分離,染色單體消失4.每條染色體上DNA含量及染色體數(shù)與核DNA數(shù)比值的變化曲線:(1)圖中ef(BC)段變化的原因是S期DNA的復(fù)制,染色單體形成。(2)fg(CD)段表示含有姐妹染色單體的時期;gh(DE)段變化的原因是有絲分裂后期著絲粒分裂。5.根據(jù)柱狀圖判斷細胞分裂時期的規(guī)律:(1)根據(jù)染色單體變化判斷各時期:(2)根據(jù)比例關(guān)系判斷各時期:DNA∶染色體∶染色單體=【思考·討論】1.染色單體分別在什么時期形成和消失?在細胞周期的什么時期存在染色單體?(生命觀念)提示:染色單體形成于間期(染色體復(fù)制),消失于后期(著絲粒分裂)。細胞分裂的前期和中期均存在染色單體。

2.在有絲分裂過程中,細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是否也能均等分配?(科學(xué)思維)提示:一般不能均等分配,而是隨機地分配到兩個子細胞中?！舅仞B(yǎng)案例】圖甲表示某高等植物細胞有絲分裂的相關(guān)圖像,圖乙表示細胞內(nèi)染色體與核DNA數(shù)目比的變化關(guān)系,下列相關(guān)敘述正確的是 (

)A.圖甲中①的中心體的活動很活躍,圖乙ab段核糖體的活動很活躍B.圖甲中的②處于圖乙中的ef段,屬于分裂后期C.圖甲中的①處于圖乙中的cd段,細胞中染色體數(shù)∶核DNA數(shù)∶染色單體數(shù)=1∶2∶2D.著絲粒分裂發(fā)生在de段,是圖甲中的②所示時期【解題導(dǎo)引】(1)題干關(guān)鍵詞:高等植物。(2)縱坐標含義:染色體與核DNA數(shù)目比?！窘馕觥窟xC。圖甲中的①是前期,②是末期。高等植物細胞沒有中心體,ab段可表示分裂間期中蛋白質(zhì)的合成時期,該時期核糖體活動活躍,A項錯誤;ef段包含后期和末期,B項錯誤;cd段為DNA復(fù)制后,著絲粒未分開前,包含前期、中期,所以染色體數(shù)∶DNA數(shù)∶染色單體數(shù)=1∶2∶2,C項正確;de段染色體與核DNA數(shù)目比由0.5變?yōu)?,是因為發(fā)生了著絲粒分裂,是后期的開始,D項錯誤?！舅仞B(yǎng)·探究】——母題追問(1)生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀圖乙中ab段主要發(fā)生在分子水平和細胞