高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞的衰老和死亡教学设计
展开1.代谢的变化
2.细胞核的变化
轻巧记忆 细胞衰老特征记忆口诀
一大:细胞核体积变大,染色质收缩,染色加深。
一小:细胞内水分减少,细胞萎缩变小。
一多:细胞内色素逐渐积累增多。
三低:细胞膜的物质运输功能降低,酶的活性降低,代谢速率降低。
(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)细胞衰老过程中,酶活性降低,细胞核体积减小( )
(4)衰老细胞的体积减小,从而使细胞的相对表面积增大,物质运输效率增大( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
解析 (1)染色质收缩,不利于DNA解旋,因此影响DNA复制。
(2)细胞在不同的生理阶段所需要的酶是不同的,所以与衰老相关的酶活性不一定降低。
(3)衰老细胞体积变小,细胞核体积增大。
(4)衰老细胞的细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。
二、细胞衰老的原因
1.原因
(1)自由基学说
①自由基本质:异常活泼的带电分子或基团。
②自由基来源eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(氧化反应中产生,辐射或有害物质入侵))
③作用
机理eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(攻击磷脂分子,损伤生物膜,攻击DNA,引起基因突变,攻击蛋白质,使蛋白质活性下降))攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子
(2)端粒学说
①端粒本质:DNA—蛋白质复合体。
②端粒位置:染色体两端。
③作用机理:端粒DNA序列被截短后,端粒内侧的正常DNA序列就会受到损伤。
2.细胞衰老与个体衰老的关系
(1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
多细胞生物:细胞的衰老和个体的衰老是不同步的;个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
(2)细胞会随着分裂次数的增多而衰老,衰老细胞的细胞核中遗传物质会收缩,一些酶的活性下降,从而影响细胞的生活。
(3)细胞衰老是正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
(1)端粒存在于所有细胞中( )
(2)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关( )
(3)自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老( )
(4)衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态( )
(5)多细胞生物幼嫩的个体中也含衰老细胞( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
解析 (1)原核细胞内无染色体,所以无端粒。
(2)同一种体细胞端粒越长,细胞可分裂次数越多。
(3)自由基攻击生物膜、蛋白质、DNA都可使细胞衰老。
(4)衰老的生物体中,并非所有细胞都处于衰老状态,如造血干细胞。
三、细胞的死亡
1.细胞死亡包括凋亡和坏死等方式。
2.细胞凋亡
(1)概念:是指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\c1(个体发育中细胞的程序性死亡,成熟个体中细胞的自然更新,被病原体感染细胞的清除))
3.细胞坏死:在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断而导致的细胞损伤和死亡。
(1)在细胞凋亡过程中,细胞内酶的活性均降低( )
(2)细胞的凋亡,从根本上来看,是基因选择性表达的结果( )
(3)细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
解析 (1)和细胞凋亡相关的酶活性不会降低。
(3)二者都是正常的生命活动。
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:
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?
提示 这是细胞凋亡的结果。与溶酶体密切相关。
2.将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后,尾部溃烂消失,这与上述现象相同吗?
提示 这是细胞坏死,与细胞凋亡不同。
3.上述两种现象都受遗传物质控制吗?
提示 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。
1.下列不属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞呼吸变慢 B.线粒体数量减少
C.有些酶的活性降低 D.核膜不断向外凸起折叠
答案 D
解析 细胞衰老,核膜不断向内折叠,细胞核体积增大。
2.下列关于细胞衰老和死亡的说法,错误的是( )
A.人一生中,体细胞分裂50~60次,因而各种细胞的寿命一样
B.机体内细胞的寿命与分裂能力之间没有明确的对应关系
C.生物体内随时有大量细胞衰老死亡,同时又有大量新增殖的细胞代替它们
D.细胞的衰老和凋亡是细胞遗传程序所决定的正常生命现象
答案 A
解析 同一个个体内不同组织的细胞分化程度不同,细胞的寿命也不同;有的细胞可以不断分裂,这样的细胞寿命较长;有的细胞高度分化,如神经细胞、心肌细胞等,这样的细胞在生物体内不再继续分裂,寿命也很长,但各种细胞寿命不同;细胞衰老是正常的生命现象。
3.在人体生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,很容易产生异常活泼的带电分子或基团。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,致使细胞衰老。下列有关说法不正确的是( )
A.若攻击细胞膜上的受体分子,可能会影响细胞间信息交流
B.自由基攻击DNA分子时,可能会引起基因突变
C.若攻击磷脂分子,可能影响葡萄糖进入线粒体氧化分解
D.人体细胞若能及时清除自由基,可能延缓细胞衰老
答案 C
解析 葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,不会进入线粒体,C错误。
4.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
答案 C
解析 细胞衰老和个体衰老既有联系又有区别。个体衰老和细胞衰老对于单细胞生物而言是一致的,对于多细胞生物则并不是完全相同的;细胞衰老和个体衰老都是正常现象,是一种自然规律;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;在正常情况下,细胞会因为分裂次数增多逐渐丧失正常的功能而加速衰老。
5.下列关于动物细胞程序性死亡的叙述,正确的是( )
A.细胞坏死属于细胞程序性死亡
B.细胞程序性死亡属于正常生理过程
C.细胞程序性死亡属于细胞分化的过程
D.细胞程序性死亡与基因表达无关
答案 B
解析 细胞凋亡是一种正常的生理过程;细胞分化的实质是基因的选择性表达,有基因的选择性表达不一定发生细胞分化,如细胞凋亡;细胞坏死是不受基因控制的。
6.请回答下列问题:
(1)细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。对一个生命体来说,某些细胞的程序性死亡的积极意义是:有利于清除多余的、无用的细胞,有利于清除完成正常使命的____________,有利于清除__________________,维持器官和组织中________________________。
(2)人的受精卵开始分裂,逐渐形成大量功能不同的细胞,从细胞水平看,这是____________的结果;从分子水平看,这是__________________的结果。
(3)人在胚胎发育初期是有尾的,但在胚胎发育成熟时尾已消失。从细胞水平看,这是________________的结果。
答案 (1)衰老细胞 体内的有害细胞 细胞数目的相对稳定 (2)细胞分化 基因选择性表达 (3)细胞程序性死亡
题组一 细胞衰老的特征
1.下列各项不属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞内水分减少
B.细胞呼吸速率减慢
C.细胞内色素积累较多
D.细胞膜通透性不变,物质运输功能增强
答案 D
解析 细胞衰老时细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。
2.珍珠是河蚌产生的一种有机物,它既是一种有机宝石,又可作为护肤品的主要原料,因为它在抑制细胞脂褐素的增加上有重要作用,这表明珍珠在保健上可用于( )
A.促进细胞凋亡 B.延缓细胞衰老
C.促进细胞分裂 D.诱导细胞分化
答案 B
解析 由题目信息可知,珍珠的作用是抑制细胞脂褐素的增加,细胞中色素的积累是细胞衰老的表现。
3.哺乳动物衰老的红细胞具有的特征有( )
①水分减少,细胞萎缩 ②新陈代谢速率减慢 ③多种酶活性降低 ④呼吸速率增大
⑤色素积累 ⑥细胞呼吸速率减慢 ⑦细胞核体积增大 ⑧细胞膜的通透性改变
A.①②③④⑤⑥ B.①②③⑤⑥⑦⑧
C.①②③⑤⑥⑧ D.①②③④⑤⑧
答案 C
解析 衰老的细胞具有以下特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,新陈代谢速率减慢。(2)细胞内,多种酶的活性降低,细胞内呼吸速率减慢。(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。(4)细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。(5)细胞膜通透性改变。根据上述特征判断:①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征,但由于哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,应除去⑦。
题组二 细胞衰老的原因
4.下列关于细胞衰老的说法,正确的是( )
A.衰老的黑色素细胞中黑色素含量增加,妨碍细胞内物质的交流和传递
B.衰老细胞内核糖体、线粒体数目增加,但酶活性下降
C.衰老细胞体积变大,细胞核体积变小,物质运输效率低,代谢慢
D.自由基学说认为,辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质,使细胞衰老
答案 D
解析 衰老细胞中酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成减少,A错误;衰老细胞内核糖体、线粒体数目减少,B错误;衰老细胞体积变小,细胞核体积变大,物质运输效率低,代谢慢,C错误;自由基学说认为,辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质,使细胞衰老,D正确。
5.下列关于人体细胞的叙述,错误的是( )
A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的
B.衰老的细胞代谢增强,对生物体的正常发育有积极的意义
C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除
D.衰老细胞代谢速率减慢是细胞内多种酶活性降低引起的
答案 B
解析 人的正常体细胞最大分裂次数为50次左右,A项正确;衰老的细胞酶活性降低,代谢减弱,B项错误;细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除,C项正确;衰老细胞内的多种酶活性降低,代谢速率减慢,D项正确。
6.核糖体是细胞中普遍存在的一种细胞器;端粒存在于真核生物染色体的两端,是一种由DNA序列及其相关的蛋白质组成的DNA—蛋白质复合体;端粒酶由蛋白质和RNA构成。下列不属于核糖体、端粒和端粒酶共同点的是( )
A.都可存在于真核细胞中
B.初步水解产物中都含有4种脱氧核苷酸
C.都是核酸—蛋白质的复合体
D.三者所含有的元素种类大体相同
答案 B
解析 核糖体、端粒酶都由蛋白质和RNA构成,所以初步水解产物不含4种脱氧核苷酸。
题组三 细胞衰老和个体衰老的关系
7.下列关于细胞衰老的说法中正确的是( )
A.对于单细胞生物而言,细胞衰老过程等于个体衰老过程
B.对于多细胞生物而言,个体衰老过程中组成机体的细胞都处于衰老状态
C.细胞会随着分裂次数的增加而更旺盛
D.年幼的个体处于生长发育阶段,几乎没有细胞的衰老
答案 A
解析 多细胞生物体内的细胞总是处于不断更新的过程中,在生长发育阶段中,总有一部分细胞衰老或走向死亡,D错误;总体看,个体衰老的过程实际上是组成个体的细胞普遍衰老的过程,但并不等于组成机体的细胞全部处于衰老状态,B错误;细胞会随着分裂次数增加而衰老,C错误。
8.下列有关细胞衰老的叙述,正确的是( )
A.人的胚胎时期细胞分裂和生长旺盛,没有细胞的衰老
B.细胞的衰老是一种不正常的生命现象
C.个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
D.多细胞生物细胞的衰老与个体的衰老总是同步进行的
答案 C
解析 人的胚胎时期细胞分裂和生长旺盛,但是也有细胞的衰老现象,A错误;细胞的衰老是一种正常的生命现象,B错误;多细胞生物细胞衰老,但个体不一定衰老,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程,C正确、D错误。
题组四 细胞死亡
9.下列各项中,属于细胞凋亡的原因是( )
A.程序性死亡理论 B.体细胞的分化
C.端粒学说 D.自由基学说
答案 A
解析 细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程,又称为细胞程序性死亡,是一种自然的生理过程,可通过程序性死亡理论来解释,端粒学说和自由基学说用于解释细胞衰老的原因。
10.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B.人皮肤表皮细胞的脱落
C.白细胞因吞噬过多的细菌而死亡D.脑细胞因缺氧而死亡
答案 D
解析 细胞凋亡可以清除多余、无用的细胞(如蝌蚪尾巴细胞)、完成正常使命的衰老的细胞(如脱落的人皮肤表皮细胞)、体内有害细胞或被病原体感染的细胞(如C项中的白细胞),从而保证机体的相对稳定。脑细胞因缺氧而死亡属于细胞坏死,不是自动结束生命,不属于细胞凋亡。
11.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述,错误的是( )
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.细胞凋亡是基因调控的,细胞坏死是外界因素引起的
D.细胞凋亡是急性的,细胞坏死是慢性的
答案 D
解析 细胞凋亡是指细胞在一定阶段,由特定基因控制的程序性死亡,是细胞主动发生的“自杀”现象。细胞坏死是由种种不利的外界因素造成的细胞损伤和急速死亡。细胞坏死是意外的、被动性的死亡,故又称为病理性死亡。
12.2016年的诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典,以表彰他在细胞自噬机制研究中取得的成就,细胞自噬是将细胞内受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器运输到溶酶体内并降解的过程。以下相关叙述中正确的是( )
A.细胞自噬通过破坏细胞正常的结构和物质,从而缩短了细胞寿命
B.细胞自噬与基因的选择性表达无关
C.细胞自噬贯穿于正常细胞的整个生命历程中
D.溶酶体是由高尔基体出芽形成的细胞器,可合成并分泌多种水解酶
答案 C
解析 水解酶为蛋白质,在核糖体上合成。
13.细胞凋亡又称细胞程序性死亡,其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程
B.细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体,需要消耗能量
C.细胞凋亡发生过程中,细胞内容物不释放出来
D.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关
答案 A
解析 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,故A项错误;由图示可知,细胞凋亡过程中细胞崩溃,分解成多个凋亡小体,被小泡包裹,使细胞内容物不释放出来,然后被吞噬细胞吞噬,这一过程需要消耗能量,故B、C项正确;吞噬细胞中含有大量的溶酶体,能释放出水解酶消化凋亡小体,故D项正确。
14.(2018·山东青岛一模)下列关于细胞分化和细胞凋亡的叙述,正确的是( )
A.具有分裂能力的细胞一定会分化,且分化程度越高分裂能力就越强
B.细胞凋亡过程中有新蛋白质的合成,体现了基因的选择性表达
C.皮肤上的老年斑是细胞凋亡的产物
D.免疫细胞凋亡是一种病理现象,不利于机体抵抗病原体的侵染
答案 B
解析 一般来说,分化程度越低的细胞,全能性越高,分裂能力越强,分化程度越高的细胞,分裂能力就越弱,A错误;老年斑是衰老细胞内的色素积累造成的,C错误;免疫细胞凋亡是一种正常的生理现象,衰老的免疫细胞凋亡,有利于机体抵抗病原体的侵染,D错误。
15.人在胚胎时期要经历有尾的阶段,后来尾部细胞自动死亡,尾才消失。根据以上材料回答下列问题:
(1)人胚胎发育的起点是__________,尾部细胞的生成所依靠的细胞增殖方式是_________。
(2)尾部细胞与头部细胞在形态、结构和生理功能上发生了差异,这是____________的结果,但它们的细胞核中的____________是相同的。
(3)尾部细胞后来自动死亡,称为____________,此过程受到严格的由____________决定的程序性调控。
答案 (1)受精卵 有丝分裂 (2)细胞分化(基因选择性表达) 遗传物质 (3)细胞凋亡 遗传机制
16.科学家为了探究影响细胞衰老的因素,进行了如下实验。
实验Ⅰ: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,结果如表所示。
实验Ⅱ:分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养,结果如图所示。
实验Ⅲ:将年轻细胞的细胞核移植到去核的年老细胞中,在体外培养重组细胞,结果重组细胞分裂活动增强;将年老细胞的细胞核移植到去核的年轻细胞中,在相同条件下培养重组细胞,结果重组细胞分裂活动减弱。
(1)实验Ⅰ说明随着生物体年龄的增长,细胞分裂能力________。
(2)实验Ⅱ说明______________________________________________________________。
(3)实验Ⅲ说明______________________________________________________________。
(4)根据上述实验可知影响细胞衰老的因素有____________________________等。
答案 (1)减弱 (2)细胞分裂次数与物种特异性有关,一般寿命越长的物种体细胞分裂的次数越多 (3)细胞核是决定细胞衰老的重要因素 (4)生物体的年龄、物种和细胞核
解析 从实验Ⅰ可以看出,随着生物体年龄的增长,细胞增殖代数减少,即细胞分裂能力减弱;实验Ⅱ中生物物种不同,细胞分裂能力不同,且物种寿命越长,其体细胞分裂次数越多;实验Ⅲ中年轻细胞的细胞核与去核的年老细胞融合所得重组细胞分裂活动较强,说明细胞核是决定细胞衰老的重要因素。根据实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,影响细胞衰老的因素有生物体的年龄、物种和细胞核等。细胞来源
胎儿
中年人
老年人
增殖代数
50
20
2~4
高中生物第3节 细胞呼吸的原理和应用教学设计: 这是一份高中生物第3节 细胞呼吸的原理和应用教学设计,共8页。
生物必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化教案: 这是一份生物必修1《分子与细胞》第2节 细胞的分化教案,共12页。教案主要包含了细胞分化及其意义,细胞的全能性等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用教案: 这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用教案,共9页。