6-3 細(xì)胞的衰老和死亡（學(xué)生版）-高一生物同步講義（人教2019必修1）

6.3細(xì)胞的衰老和死亡目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航1.通過對細(xì)胞衰老特征示意圖的觀察、分析，說出細(xì)胞衰老在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能等方面的變化，解釋老年人出現(xiàn)衰老有關(guān)外貌特征和生理變化的原因。2.通過對“細(xì)胞衰老的原因”分析，理解細(xì)胞衰老的機(jī)制，認(rèn)同細(xì)胞衰老是一種自然的生理現(xiàn)象；通過對“年齡因素與細(xì)胞衰老關(guān)系資料的分析”資料的分析，辯證說明個(gè)體衰老和細(xì)胞衰老的關(guān)系。3.通過對涂6-10和圖6-11的分析，說出細(xì)胞凋亡發(fā)生的時(shí)期及生理意義，闡明細(xì)胞凋亡是一種由基因控制的自然生理現(xiàn)象。知識精講知識精講知識點(diǎn)01細(xì)胞衰老1.細(xì)胞衰老的特征（1）細(xì)胞膜：通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低；細(xì)胞核：體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深；細(xì)胞質(zhì)：水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小。（2）細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低，呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢。（3）細(xì)胞內(nèi)的色素逐漸沉積，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。2.細(xì)胞衰老的原因（1）自由基學(xué)說：自由基的本質(zhì)是異常活潑的帶電分子或基團(tuán)；自由基來源：氧化反應(yīng)中產(chǎn)生輻射或有害物質(zhì)入侵；作用機(jī)理：攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子，攻擊磷脂分子，損傷生物膜；攻擊DNA，引起基因突變；攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性下降。（2）端粒學(xué)說端粒：DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體；端粒位置：染色體兩端；作用機(jī)理：端粒DNA序列被截短后，端粒內(nèi)側(cè)的正常DNA序列就會受到損傷。知識點(diǎn)02細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系單細(xì)胞生物：細(xì)胞的衰老或死亡就是個(gè)體的衰老或死亡；多細(xì)胞生物：細(xì)胞的衰老和個(gè)體的衰老是不同步的；個(gè)體衰老的過程也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程；細(xì)胞會隨著分裂次數(shù)的增多而衰老，衰老細(xì)胞的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)會收縮，一些酶的活性下降，從而影響細(xì)胞的生活。細(xì)胞衰老是正常生命現(xiàn)象，正常的細(xì)胞衰老有利于機(jī)體更好地實(shí)現(xiàn)自我更新。知識點(diǎn)03細(xì)胞的衰老1.細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中細(xì)胞凋亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式。2.細(xì)胞凋亡是指由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程。①個(gè)體發(fā)育中細(xì)胞的程序性死亡。②成熟個(gè)體中細(xì)胞的自然更新。③被病原體感染細(xì)胞的清除。3.細(xì)胞壞死：在種種不利因素影響下，由細(xì)胞正常代謝活動受損或中斷而導(dǎo)致的細(xì)胞損傷和死亡。能力拓展能力拓展考法01細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系1.老年人體內(nèi)有新細(xì)胞的產(chǎn)生，如造血干細(xì)胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的血細(xì)胞；生長發(fā)育時(shí)期的兒童體內(nèi)也有衰老的細(xì)胞，如皮膚表皮細(xì)胞衰老成角質(zhì)層細(xì)胞。2.細(xì)胞的正常衰老有利于有機(jī)體的自我更新，是機(jī)體健康的必要條件。如人體血液內(nèi)紅細(xì)胞的壽命只有120天，全年要更換3次。紅細(xì)胞的快速更新使血液中始終有足量的新生紅細(xì)胞來運(yùn)輸氧氣。3.細(xì)胞異常衰老會威脅人類的健康，如兒童早衰癥就是細(xì)胞過早衰老導(dǎo)致的一種疾病?！镜淅?】下圖為人體某個(gè)細(xì)胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育各個(gè)階段示意圖，圖中①～⑥為各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞，A～C表示細(xì)胞所進(jìn)行的生理過程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是（）A．與①相比，②的表面積/體積比值增大，與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的能力也增強(qiáng)B．⑤與⑥的細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)相同，細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)也相同C．雖然⑤⑥已失去分裂能力，但其細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)合成與分解仍能進(jìn)行D．細(xì)胞的衰老與死亡通常會引起人體的衰老與死亡【答案】C【解析】細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，因此與①相比，②的相對表面積減小，與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的能力也降低；⑤與⑥的細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)相同，但細(xì)胞選擇表達(dá)的基因不同，因此細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)有所區(qū)別；⑤與⑥細(xì)胞已經(jīng)高度分化，不再分裂，但細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)合成與分解仍能進(jìn)行；對于多細(xì)胞生物而言，細(xì)胞的衰老和死亡與人體的衰老和死亡不是一回事。考法02細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死1.細(xì)胞凋亡的機(jī)理：①過程A體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能，說明細(xì)胞凋亡有特異性，在特定時(shí)期凋亡特定細(xì)胞。②過程B顯示凋亡信號是通過激活凋亡相關(guān)基因，并引起凋亡相關(guān)基因執(zhí)行才引起細(xì)胞凋亡的。因此，從過程B中可以看出細(xì)胞凋亡是相關(guān)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。③過程C中凋亡小體被吞噬消化，此過程需要溶酶體(細(xì)胞器)的參與。2.細(xì)胞衰老與細(xì)胞凋亡比較項(xiàng)目實(shí)質(zhì)結(jié)果遺傳物質(zhì)細(xì)胞衰老內(nèi)因、外因共同作用細(xì)胞正常死亡不發(fā)生改變細(xì)胞凋亡受到由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的正常死亡【典例2】最新研究表明，決定細(xì)胞“命運(yùn)”的內(nèi)因是基因的選擇性表達(dá)，而外因則取決于細(xì)胞對細(xì)胞外信號的特異性組合所進(jìn)行的程序性反應(yīng)，下圖為部分信號決定細(xì)胞“命運(yùn)”的示意圖，圖中字母分別代表不同的胞外信號，下列有關(guān)細(xì)胞外信號的說法正確的是()A．只要有胞外信號d和e，細(xì)胞就一定會進(jìn)行分裂B．對于癌細(xì)胞而言，細(xì)胞外信號a～e可能會持續(xù)起作用C．只有細(xì)胞外信號f和g能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的基因選擇性表達(dá)D．由于細(xì)胞凋亡無胞外信號作用，可證明細(xì)胞凋亡與基因無關(guān)【答案】B【解析】由圖可知，細(xì)胞分裂需要的信號組合為a、b、c、d、e，缺一不可，A項(xiàng)錯(cuò)誤；與細(xì)胞存活相比，當(dāng)信號d和e存在時(shí)，與細(xì)胞分裂有關(guān)的基因可以表達(dá)，這也屬于基因選擇性表達(dá)的范疇，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中只給出了決定細(xì)胞“命運(yùn)”的部分信號，根據(jù)教材知識可知，細(xì)胞凋亡又稱細(xì)胞編程性死亡，該過程受遺傳物質(zhì)(基因)控制，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！練w納提升】①細(xì)胞凋亡時(shí)的形態(tài)特征包括：細(xì)胞變成圓球狀、細(xì)胞外膜鼓起成腔泡，細(xì)胞核膜和細(xì)胞的一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)破裂，細(xì)胞核內(nèi)的染色體DNA被酶切成斷片；當(dāng)細(xì)胞破裂成碎片之前細(xì)胞膜不破裂，引起細(xì)胞內(nèi)容物不泄漏出來，不引起炎癥反應(yīng)；細(xì)胞碎片被周圍的活細(xì)胞吞噬。

②細(xì)胞壞死是細(xì)胞受到急性損傷而出現(xiàn)的、病理性的死亡，表現(xiàn)為：細(xì)胞脹大，釋放出大量內(nèi)含物，引起炎癥；壞死細(xì)胞最終被巨噬細(xì)胞清除。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列各項(xiàng)不屬于細(xì)胞衰老特征的是()A．細(xì)胞內(nèi)水分減少B．細(xì)胞呼吸速率減慢C．細(xì)胞內(nèi)色素積累較多D．細(xì)胞膜通透性不變，物質(zhì)運(yùn)輸功能增強(qiáng)2．關(guān)于細(xì)胞凋亡的敘述，錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞凋亡受細(xì)胞自身基因的調(diào)控B．細(xì)胞凋亡也稱為細(xì)胞編程性死亡C．細(xì)胞凋亡不出現(xiàn)在胚胎發(fā)育過程中D．被病原體感染的細(xì)胞可通過細(xì)胞凋亡清除3．李白有詩云：“君不見，高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪?！睆募?xì)胞角度分析，這個(gè)過程中不會出現(xiàn)的變化是()A．細(xì)胞核體積變大B．細(xì)胞內(nèi)水分增加C．酶的活性降低D．細(xì)胞內(nèi)的呼吸速率減慢4．人衰老的紅細(xì)胞具有下列哪些特征()①水分減少，細(xì)胞萎縮②新陳代謝的速度減慢③某些酶的活性降低④呼吸速率上升⑤色素積累增多⑥細(xì)胞的呼吸速度減慢⑦細(xì)胞核體積增大⑧細(xì)胞膜的通透性功能改變A．①②③④⑤⑦⑧B．①②③⑤⑥⑦⑧C．①②③⑤⑥⑧D．①②③④⑤⑧5.老年人有老年斑,對此最合理的解釋是 ()A.細(xì)胞內(nèi)水分增多,體積增大B.細(xì)胞核體積增大,染色質(zhì)收縮、染色加深C.細(xì)胞中的酪氨酸酶活性降低D.細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞的衰老而積累6.在人類中有時(shí)會出現(xiàn)一些返祖特征,如有尾巴、毛孩等。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因是細(xì)胞的下列哪一過程受阻()A.細(xì)胞分裂 B.細(xì)胞分化C.細(xì)胞衰老 D.細(xì)胞凋亡題組B能力提升練7.如圖表示動物細(xì)胞生命歷程,下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.①過程的主要方式是有絲分裂B.②過程的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)C.③過程中細(xì)胞含水量增加,代謝降低D.④過程對生物體的生長發(fā)育具有積極意義8．細(xì)胞凋亡又稱細(xì)胞編程性死亡，其大致過程如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．細(xì)胞凋亡是細(xì)胞在特定條件下的被動死亡過程B．細(xì)胞凋亡過程中以小泡形式形成凋亡小體，需要消耗能量C．細(xì)胞凋亡過程中，細(xì)胞內(nèi)容物不釋放出來D．吞噬細(xì)胞吞噬凋亡小體與溶酶體釋放的水解酶密切相關(guān)9．下列現(xiàn)象中屬于編程性細(xì)胞死亡的是()A．?dāng)D壓使細(xì)胞死亡B．射線殺死細(xì)胞C．成熟的白細(xì)胞死亡D．化學(xué)藥品使細(xì)胞死亡10．細(xì)胞凋亡的生理意義不包括()A．清除體內(nèi)多余、無用的細(xì)胞B．清除體內(nèi)衰老、病變的細(xì)胞C．維持組織器官中細(xì)胞數(shù)目的相對穩(wěn)定D．維持細(xì)胞和生物體的正常衰老過程11.細(xì)胞自噬是指細(xì)胞通過降解自身結(jié)構(gòu)或物質(zhì)使細(xì)胞存活的自我保護(hù)機(jī)制。細(xì)胞面臨代謝壓力時(shí)，細(xì)胞可降解自身大分子或細(xì)胞器為生存提供能量。下圖1、圖2為酵母細(xì)胞自噬的信號調(diào)控過程，AKT和mTor是抑制酵母菌凋亡和自噬的兩種關(guān)鍵蛋白激酶。（1）酵母菌的異化作用類型是____________，判斷依據(jù)是____________。（2）據(jù)圖1所示，營養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)，胰島素與受體結(jié)合，激活____________來抑制凋亡，激活的該酶一方面可促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞，另一方面可以促進(jìn)葡萄糖分解為____________（中間產(chǎn)物）進(jìn)入線粒體產(chǎn)生大量ATP。在ATP充足時(shí)激活的mTor抑制自噬的發(fā)生。（3）據(jù)圖2所示，當(dāng)環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)或胰島素缺乏時(shí)，mTor失活，酵母細(xì)胞通過啟動____________過程為細(xì)胞提供ATP；如果上述過程無法滿足代謝需要，酵母細(xì)胞則啟動____________程序。（4）酵母菌在饑餓狀態(tài)下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體會產(chǎn)生膜泡包圍細(xì)胞內(nèi)容物形成自噬體。酵母菌液泡內(nèi)富含水解酶，科學(xué)家在研究液泡與自噬的關(guān)系時(shí)，以野生型酵母菌為對照組，液泡水解酶缺陷型酵母菌突變體為實(shí)驗(yàn)組，在饑餓狀態(tài)下，得到圖3所示結(jié)果。此結(jié)果證明____________。自噬發(fā)生過程中，液泡在酵母細(xì)胞中的地位和人體細(xì)胞中____________的地位類似。12.細(xì)胞自主有序的死亡過程稱為細(xì)胞凋亡。這一過程是機(jī)體為了更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程，涉及到內(nèi)外因素的相互作用以及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等的作用。下圖表示細(xì)胞凋亡的過程，請據(jù)圖回答下列問題。

（1）圖中的凋亡誘導(dǎo)因素往往來自于細(xì)胞外，這些信號需要經(jīng)過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)才能轉(zhuǎn)變?yōu)樗劳鲂盘?，?jù)此推測，圖中X指的是________，X極有可能分布在________上。（2）細(xì)胞凋亡過程中核酸內(nèi)切酶主要破壞DNA分子中部分的________，形成較小的脫氧核糖核酸片段，而蛋白酶則能夠破壞特定蛋白質(zhì)中部分肽鍵，形成________________，使蛋白質(zhì)失活。這些酶原本貯存在________________中。（3）執(zhí)行凋亡的細(xì)胞因________________被破壞從而導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變、細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體、細(xì)胞體積縮小、與周圍的細(xì)胞脫離，并逐步形成數(shù)個(gè)被膜結(jié)構(gòu)包裹的凋亡小體，最終由________將凋亡的細(xì)胞清除。題組C培優(yōu)拔尖練13.（2020·江蘇卷改編）下列關(guān)于細(xì)胞生命活動的敘述，正確的是（）A.高度分化的細(xì)胞執(zhí)行特定的功能，不能再分裂增殖B.衰老細(xì)胞細(xì)胞核體積縮小、染色質(zhì)收縮、染色加深C.正常組織細(xì)胞在體外長時(shí)間培養(yǎng)，一般會走向衰老D.凋亡細(xì)胞內(nèi)有活躍的基因表達(dá)，主動引導(dǎo)走向壞死14.（2019全國卷Ⅰ）細(xì)胞凋亡是細(xì)胞死亡的一種類型。下列關(guān)于人體中細(xì)胞凋亡的敘述，正確的是A．胎兒手的發(fā)育過程中不會發(fā)生細(xì)胞凋亡B．小腸上皮細(xì)胞的自然更新過程中存在細(xì)胞凋亡現(xiàn)象C．清除被病原體感染細(xì)胞的過程中不存在細(xì)胞凋亡現(xiàn)象D．細(xì)胞凋亡是基因決定的細(xì)胞死亡過程，屬于細(xì)胞壞死15.（2017年江蘇卷改編）下列關(guān)于人體細(xì)胞分化、衰老、死亡的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．細(xì)胞分裂能力隨細(xì)胞分化程度的提高而減弱B．衰老細(xì)胞中各種酶的活性顯著降低C．細(xì)胞凋亡有助于機(jī)體維持自身的穩(wěn)定D．細(xì)胞壞死由細(xì)胞正常代謝活動受損或中斷引起16．線粒體是細(xì)胞中最重要的細(xì)胞器之一，其在細(xì)胞內(nèi)不斷分裂、融合、衰老、清除，實(shí)現(xiàn)自我更新，這一過程由多種蛋白質(zhì)精確調(diào)控完成。請回答：（1）線粒體是__________的主要場所，其內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，從而可以___________，有利于酶的附著。線粒體中還有少量的DNA和_____________，能合成一部分自身需要的蛋白質(zhì)。（2）真核細(xì)胞中一些衰老的線粒體會被消化清除，這種清除行為稱為細(xì)胞自噬。下圖甲和圖乙表示真核細(xì)胞自噬的一種信號調(diào)控過程，其中AKT和mTor是抑制細(xì)胞自噬的兩種關(guān)鍵蛋白激酶。據(jù)圖可知，當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)，物質(zhì)X與特異性受體結(jié)合激活A(yù)KT，該酶被激活一方面可促進(jìn)__________________，另一方面可促進(jìn)__________________，同時(shí)激活了mTor，從而抑制_________________；當(dāng)環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏時(shí)，mTor失活，細(xì)胞會啟動自噬過程，其意義是____________________，可見細(xì)胞自噬還是細(xì)胞存活的自我保護(hù)機(jī)制。（3）由于衰