6—3 细胞的衰老和死亡（课件PPT）

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第6章 细胞的生命历程细胞的衰老和死亡第3节　新教材·生物(RJ)·必修一课标要点 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。学法指导 1．从细胞的物质或结构方面分析细胞衰老的特征，并利用口诀熟记其特征(生命观念)。 2．了解细胞衰老的两种假说(生命观念、科学思维)。 3．结合胎儿手的发育和蝌蚪尾的消失，理解细胞凋亡的概念与意义(生命观念)。 4．列表法比较细胞凋亡与细胞坏死(生命观念、科学思维)。 5．探讨细胞衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况(社会责任)。研习1细胞的衰老1．细胞衰老的特征 (1) 细胞内水分________，细胞萎缩，体积________。 (2) ________的体积增大，核膜内折，________收缩、染色加深。 (3) 细胞内多种__________降低，呼吸速率________，新陈代谢速率减慢。 (4) 细胞膜通透性改变，使__________功能降低。 (5) 细胞内的______逐渐积累，妨碍细胞内__________________。减少　变小　细胞核　染色质　酶的活性　减慢　物质运输　色素　物质的交流和传递2．细胞衰老的原因(1)自由基学说 ① 自由基是指异常活泼的__________或________。② 影响a：攻击生物膜中的_________→引发雪崩式反应b：攻击DNA→引起__________　　　　c：攻击蛋白质→使蛋白质活性下降带电分子　基团　磷脂　　基因突变(2) 端粒学说 ① 染色体两端存在的一段_____________________________，称为端粒。 ② 特性：细胞每分裂一次，端粒会____________。特殊序列的DNA—蛋白质复合体　缩短一截3．细胞衰老与个体衰老的关系 (1) 单细胞生物：________的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 (2) 多细胞生物 ① 体内的细胞总是在不断________，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。细胞　更新着 ② 从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的________普遍衰老的过程。 ③ 体外培养的人体某种细胞，最多分裂________左右就停止分裂了，并且丧失了正常的功能。这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。 ④ 老年人骨折后愈合得慢，与__________的衰老也有关系。细胞　50次　成骨细胞 1．细胞衰老是一种正常的生理现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是(　　) A．细胞内有些酶活性降低 　　 B．线粒体数量减少 C．细胞呼吸速率减慢 　　 D．核膜不断向外凸起折叠D2．下列关于细胞衰老的叙述，错误的是(　　) A．细胞膜的物质交换能力下降 B．细胞的水分减少，细胞体积变小 C．决定细胞衰老的因素来自外界环境 D．染色质固缩化是细胞衰老的一个重要变化 解析：决定细胞衰老的因素不仅来自外界环境，也可能来自自身，比如物种、年龄、性别等因素，C错误。C　3．下列关于细胞衰老的叙述，不合理的是(　　) A．细胞的普遍衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于个体的衰老 B．细胞内水分减少，代谢速率减慢是衰老细胞的主要特征之一 C．“老年斑”的出现表明细胞膜通透性降低 D．头发基部的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶不能合成，导致白发D　 解析：在个体发育中，每时每刻都有许多细胞衰老，因此细胞的衰老与机体的衰老是不同步的；细胞内水分减少，代谢速率减慢是细胞衰老的表现；细胞衰老后，细胞膜的通透性下降，导致色素积累，出现“老年斑”；头发基部的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少，导致头发变白。1．从分子、结构、功能方面对细胞衰老特征的分析2．个体衰老的原因 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。3．细胞衰老的原因 (1) 自由基学说 ①我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。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。例如，水在电离辐射下便会产生自由基。 ② 自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。 (2) 端粒学说 每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA－蛋白质复合体，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。名师点评细胞衰老的特征(1) 一大：细胞核变大，染色质固缩、染色加深。(2) 一少：细胞内水分减少，代谢速率减慢。(3) 一多：细胞内色素逐渐积累增多。(4) 两低：膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低。(5) 两受阻：细胞内物质交流和信息传递受阻。 1．老年人体内的细胞都是衰老细胞，而儿童体内的细胞全是幼嫩细胞，这种说法对吗？请举例说明。 不对。老年人体内也有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；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，最后凋亡、脱落。 2．老年人行动缓慢，反应迟钝，抵抗力弱。这些特征分别是哪些细胞衰老的结果？ 行动缓慢是肌肉细胞衰老的结果。反应迟钝是神经细胞衰老的结果。抵抗力弱是免疫细胞衰老的结果。3．分析老年人为什么大多头发花白，满脸老年斑？ 衰老细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，故头发变白； 衰老细胞膜通透性改变，色素积累，出现老年斑。 4．细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞的衰老就代表个体衰老吗？ 对于多细胞生物而言，细胞的衰老不等于机体的衰老，如幼年个体中每天都有细胞衰老； 机体的衰老也不等于细胞的衰老，如老年个体中每天也有新的细胞产生。但个体衰老时，组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老现象。1．依据实验，回答下列问题。 (1) 实验过程和结果 实验一：分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表： 实验二：分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养，结果见下图：实验三：(2) 实验分析 ① 实验一说明：细胞分裂能力随着_____________________________________________________。生物体年龄的增大而减弱 ② 实验二说明：细胞分裂次数与物种的寿命有关，_____________________________，体细胞分裂______________。 ③ 实验三说明：___________是决定细胞衰老的重要因素。寿命越长的物种　最高次数越高　细胞核2．下列关于细胞衰老的叙述，不正确的是(　　) A．细胞衰老是细胞生理和生化发生复杂变化的过程 B．白化病患者的头发呈白色是头发基部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，使细胞物质运输功能降低 D．衰老细胞内水分减少，细胞体积变小，代谢速率减慢B 解析：细胞衰老是细胞生理和生化发生复杂变化的过程，A正确；老年人头发变白是头发基部黑色素细胞内酪氨酸酶的活性降低造成的，而白化病患者头发变白是因为缺乏合成黑色素的基因，B错误；细胞衰老的主要特征之一是细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低，C正确；细胞衰老后，细胞内水分减少，体积变小，代谢速率减慢，D正确。 3．细胞衰老的原因中，被大家普遍接受的是(　　) ①生物生命活动中产生了大量自由基造成的　②细胞中的营养物质无法正常供应造成的　③细胞中产生的代谢废物大量积累所致　④染色体上的端粒不断被“截短”造成的 A．①③ 　　 B．②④ C．①④ 　　 D．①③④C 解析：关于细胞衰老机制的研究，目前被大家普遍接受的是自由基学说(①生物体生命活动中产生了大量自由基造成的)和端粒学说(④染色体上的端粒不断被“截短”造成的)，故选C。研习2细胞死亡1．细胞死亡的方式(1) 细胞死亡包括________和________等方式。(2) ________是细胞死亡的主要方式。凋亡　坏死　凋亡　2．细胞凋亡基因　遗传机制　程序性　程序性　个体发育　自然更新　被病原体感染的细胞的清除　发育　内部环境　外界各种因素3．细胞坏死 在种种________因素影响下，由细胞________________受损或中断引起的________________不利　正常代谢活动　细胞损伤和死亡1．下列不属于细胞凋亡实例的是(　　) A．蝌蚪长到一定程度后尾巴消失了 B．人皮肤表皮细胞的脱落 C．白细胞吞噬过多的细菌导致死亡 D．脑细胞因缺血而死亡D2．关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，正确的一项是(多选)(　 　) A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的 B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的 C．细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死主要是由外界因素引起的 D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的ABC 解析：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，它有严格的遗传机制，因此是自动的、正常的生理过程；而细胞坏死是病理性刺激引起的细胞损伤和死亡，是被动的。细胞坏死有急性的也有慢性的，而细胞凋亡没有这样的区分。1．细胞凋亡与细胞坏死的区别 2 ．下图为神经系统正常发育过程中神经细胞数量的调节机制。 (1) 图中的细胞死亡属于细胞凋亡。 (2) 神经细胞的程序性死亡是由于生存因子影响了细胞内基因的表达。 (3) 神经细胞程序性死亡对神经系统的正常发育是有利的。3．细胞凋亡与细胞坏死对生物体生长发育的影响的差异 细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程，但两者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、有利于个体生存的过程，细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。名师点评“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死(1) 从方式看主动结束生命活动⇒细胞凋亡被动结束生命活动⇒细胞坏死(2) 从结果看对生物体是有利的⇒细胞凋亡对生物体是有害的⇒细胞坏死1．下图为细胞凋亡机制的图解，请回答下列问题。 (1) 图中①过程说明细胞凋亡有特异性，体现了生物膜的什么功能？ 信息传递功能 (2) 图中②过程从分子水平看，凋亡的控制因素是什么？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，体现了膜的什么特点？ 基因，通过相关基因的选择性表达，产生相应蛋白质进而控制细胞凋亡；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，与之密切相关的细胞器是什么？溶酶体 2．判断下列实例中属于细胞凋亡和细胞坏死的分别是哪些？ ①成熟个体中细胞的自然更新 ②被病原体感染的细胞的清除 ③烫伤后的皮肤、黏膜的脱落 ④骨折时部分骨细胞坏死 ⑤吸烟者肺部细胞因尼古丁而死亡 细胞凋亡：________；细胞坏死：________。①②　③④⑤ 1．细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)D A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用 B．细胞坏死最终细胞因细胞膜破裂，胞浆外溢而死亡 C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关 D．在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的 解析：细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用。由图可知，细胞坏死是细胞膜被破坏，胞浆外溢造成的。吞噬细胞吞噬凋亡小体后在细胞内的溶酶体中将其消化。成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的。解题探究 (1) 图示信息：凋亡细胞内形成____________，内容物不会释放到内环境中；坏死细胞内容物______________。 (2) 关键信息：根本原因应追溯到：遗传物质或________。凋亡小体凋亡的根本原因是_____________________________。凋亡小体　会释放出来　基因　细胞中相关凋亡基因的表达 2．同生物体一样，细胞也会衰老和死亡。下列相关表述正确的是(　　) A．衰老的生物体，体内细胞都处于衰老状态 B．自由基会攻击蛋白质，可导致细胞衰老 C．细胞不能继续分化是细胞衰老的特征之一 D．细胞自主有序地死亡，对生物体极为不利B 解析：衰老的生物体中，并不是所有细胞都处于衰老状态，如造血干细胞，A错误；根据细胞衰老的自由基学说，自由基攻击蛋白质，使蛋白质的活性下降，导致细胞衰老，B正确；细胞不能继续分化不是细胞衰老的特征，C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，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，使细胞自主有序死亡，可以避免衰老病变的细胞在生物体内积累，有利于维持生物体内部环境的稳定，D错误。 3．细胞自噬是指在细胞核自噬基因的控制下细胞吞噬并分解自身细胞内蛋白质或受损的细胞器的过程。研究发现，细胞自噬还能消灭入侵细胞的病毒及细菌，自噬基因的突变会导致疾病，癌症和神经类疾病的发生也与细胞的异常自噬有关。下列说法正确的是(　　) A．细胞自噬过程不会消耗ATP，但是伴随着生物膜的更新 B．吞噬细胞中的细胞自噬发生频率高，主要依赖的细胞器为核糖体 C．细胞自噬只能发生在衰老和凋亡的细胞之中 D．自噬基因突变导致的疾病可能会遗传给下一代D 解析：细胞吞噬并分解自身细胞内蛋白质或受损的细胞器的时候需要消耗ATP；吞噬细胞中的细胞自噬主要依赖的细胞器是溶酶体；细胞自噬普遍存在于各种细胞中；若自噬基因突变发生在生殖细胞中，则该突变有可能遗传给下一代。梳理网络要语必备 1．衰老的细胞内水分减少、多种酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和膜通透性改变等。 2．细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死。 3．细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 4．细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。课 后 题1．下列人体衰老特征及其原因对应不一致的是(　　) A．白头发——酪氨酸酶缺失 B．老年斑——细胞内色素积累 C．皮肤出现皱纹——细胞内的水分减少 D．胃肠功能下降——细胞代谢速率减慢A 解析：细胞衰老过程中，由于酪氨酸酶活性降低导致色素合成减少，所以老年人头发变白，A符合题意；进入老年后，细胞代谢机能减退，细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累，这种色素不能排出体外，从而形成老年斑，B不符合题意；细胞衰老导致细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩而出现皱纹，C不符合题意；细胞衰老导致细胞代谢速率减慢，物质运输能力降低，细胞膜通透性改变，使胃肠的吸收功能下降，D不符合题意。 2．下列对人体细胞的生命历程的叙述，错误的是(　　) A．表皮细胞中每天都会有一些细胞凋亡脱落 B．受精卵增殖分化后细胞核内遗传信息一般不会发生改变 C．衰老的细胞体积变小，但其细胞核会变大 D．随着细胞的生长，细胞表面积和体积的比值会有所增大D 解析：表皮细胞中每天都会有一部分细胞凋亡脱落，A正确；细胞分化是基因的选择性表达，一般不会改变细胞核内的遗传信息，B正确；衰老的细胞体积变小，细胞核体积变大，C正确；设细胞为边长为R的正方体，由于表面积与体积的比值公式为6/R，故随着细胞的生长，R值变大，细胞表面积与体积的比值会减小，D错误。3．下列关于个体衰老和细胞衰老的叙述，正确的是(　　) A．个体衰老和细胞衰老是一致的 B．细胞的衰老表示生物体各种功能的衰退，是一种不正常的状态 C．老年人骨折后很难愈合，与老年人成骨细胞的衰老有一定的关系 D．在正常情况下，细胞不会因为分裂次数增多而加速衰老C 解析：对于单细胞生物而言，细胞的衰老就是个体的衰老，但是对于多细胞生物而言，细胞衰老，个体不一定衰老，A错误；细胞衰老和个体衰老都是正常现象，是一种自然规律，B错误；成骨细胞位于骨膜内，它对骨的生长和再生(如骨折后的愈合)有重要作用，老年人骨膜内的成骨细胞逐渐衰老，因而骨折后难以愈合，C正确；在正常情况下，细胞会因为细胞分裂次数增多逐渐丧失正常的功能而加速衰老，D错误。 4．细胞凋亡是细胞自动结束生命的过程，如图表示细胞凋亡的过程，图中Dnase为核酸内切酶，能够切割DNA形成DNA片段；Caspase是一类蛋白水解酶，负责选择性地切割某些蛋白质。请据图回答下列问题。 (1) 细胞膜上受体的化学本质是________，受体的存在体现了细胞膜具有__________的功能。 (2) Dnase 破坏DNA分子的___________，从而形成DNA片段，使正常基因失去功能。Caspase能够破坏特定蛋白质中的________，从而形成多肽片段，导致蛋白质失活。 (3) 吞噬细胞以________形式吞噬凋亡细胞，与凋亡细胞分解密切相关的细胞器是________。糖蛋白　信息交流 　磷酸二酯键　肽键　胞吞　溶酶体 解析：(1) 细胞膜上受体的化学本质是糖蛋白，受体的存在体现了细胞膜具有信息交流的功能。 (2) Dnase 破坏DNA分子的磷酸二酯键。Caspase能够破坏蛋白质的肽键。 (3) 吞噬细胞以胞吞形式吞噬凋亡细胞，与凋亡细胞分解密切相关的细胞器是溶酶体。 5．德迪夫因在电子显微镜下发现溶酶体而获得1974年诺贝尔奖，并创造了“自噬”一词。请回答下列问题： (1) 溶酶体中水解酶的合成场所是__________。溶酶体内的pH＝5.0左右，细胞质基质接近中性，由此可推测细胞质基质中的H＋进入溶酶体的运输方式最可能是____________。核糖体　　主动运输 (2) 大隅良典因在细胞自噬机制研究中的成就获得2016年诺贝尔生理学或医学奖。他发现酵母菌的线粒体在饥饿和光照等条件下损伤后会发生特异性的“自噬”现象，这体现了溶酶体能_______________________________________________________________________。分解衰老损伤的细胞器 (3) 自噬溶酶体内未被“消化”的细胞器残片碎体有可能沉积转变为脂褐素，妨碍胞内物质的交流和传递，影响细胞正常生理功能，是细胞衰老的表现之一。此外，衰老细胞的细胞核出现的变化有_________________________________________________________________________________________________________________________________(请写出两点)。细胞核体积增大、染色质收缩、核膜向内折叠 (4) 有研究表明，若细胞内受损线粒体无法被“自噬”，可引起细胞凋亡，即由________决定的细胞自动结束生命的基因 解析：(1)溶酶体中水解酶的合成场所是核糖体。溶酶体内的pH＝5.0左右，细胞质基质接近中性，可见由低浓度运至高浓度，故细胞质基质中的H＋进入溶酶体的运输方式最可能是主动运输。 (2) 酵母菌的线粒体在饥饿和光照等条件下损伤后会发生特异性的“自噬”现象，这体现了溶酶体能分解衰老损伤的细胞器。 (3) 衰老细胞的细胞核出现的变化有细胞核体积增大、染色质收缩、核膜向内折叠等。 (4) 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。完成课时作业本课结束！