第6章 细胞的生命历程 第3节 细胞的衰老和死亡-2024-2025学年高一生物必修一（人教版）教学课件

第3节细胞的衰老和死亡1.描述细胞衰老的特征和原因。2.描述细胞凋亡和细胞坏死的区别。3.探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系,关注老年人的健康。「学习目标」预习案·自主学习一、细胞的衰老1.细胞衰老的含义细胞的

和

发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的

发生变化。2.细胞衰老的特征生理状态化学反应形态、结构和功能降低降低积累增大内折3.细胞衰老的原因(1)自由基学说。①自由基的概念:异常活泼的

。带电分子或基团辐射以及有害物质入侵生物分子基因突变活性(2)端粒学说。①端粒概念:每条染色体的两端都有的一段特殊序列的

。②端粒的特点:在每次细胞分裂后会

。DNA—蛋白质复合体缩短一截③结果:在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧

就会受到损伤,使细胞活动渐趋异常。4.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

着,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

的过程。正常基因的DNA序列细胞更新普遍衰老二、细胞的死亡1.细胞凋亡(1)含义:由

所决定的细胞

生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种

。基因自动结束程序性死亡自动死亡自动更新清除完成正常发育内部环境的稳定外界各种因素的干扰2.细胞坏死(1)诱因:极端的

因素或严重的

等不利因素。(2)特点:细胞正常代谢活动

或

。(3)影响:引起细胞

和死亡。物理、化学病理性刺激受损中断损伤3.细胞自噬(1)概念:在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过

降解后再利用。(2)类型:①处于

条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。(3)有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。溶酶体营养缺乏[正误判断](1)生物体都存在细胞衰老的现象。(

)(2)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。(

)提示:细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。(3)自由基可以攻击细胞内蛋白质,产生自由基引发雪崩式反应。(

)提示:自由基可以攻击生物膜中的磷脂分子,产生自由基,引发雪崩式反应。×√×(4)细胞衰老时,细胞体积和细胞核体积均减小。(

)提示:细胞衰老时,细胞核体积变大。(5)被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的。(

)提示:被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的。(6)细胞自噬与溶酶体密切相关,通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器。(

)(7)对于具有细胞结构的生物来说,细胞衰老与个体衰老都是不同步的。(

)提示:单细胞生物的细胞衰老和个体衰老是同步的。(8)细胞凋亡时,细胞内有些基因的表达可能增强。(

)√×××√探究案·互动探究探究一细胞的衰老「问题情境」1.“少小离家老大回,乡音无改鬓毛衰。”与年轻人相比,老年人有许多衰老的特征,例如头发变白、出现“老年斑”、满脸皱纹、头发稀疏、行动迟缓等。结合教材,思考讨论下列问题。(1)老年人为什么大多头发花白,脸上出现皱纹和老年斑?提示:老年人体内细胞多数处于衰老状态,而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;衰老皮肤细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小,出现皱纹;衰老细胞膜通透性改变,色素积累,出现老年斑。(2)一般老年人肌肉的力量及耐力远不及年轻人,原因是什么?提示:衰老细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。(3)细胞衰老等于个体衰老吗?老年人体内的细胞都是衰老细胞吗?提示:单细胞生物的细胞衰老等于个体衰老;多细胞生物中细胞衰老不等于个体衰老。老年人体内也在不断进行细胞更新,个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的结果。2.自由基是指异常活泼的带电分子或基团,有高度的反应活泼性。自由基学说认为衰老过程中的退行性变化是细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成。回答下列问题。(4)自由基攻击磷脂会造成细胞哪些部位受损?提示:磷脂双分子层构成生物膜的基本支架,自由基攻击磷脂分子会造成细胞内膜结构受损,如细胞膜、细胞器膜、核膜等。(5)为减缓细胞衰老,应采取哪些措施?提示:在生产生活中,我们要避免接触一些辐射和有害物质,养成良好的生活习惯。例如,不吸烟、不酗酒等。3.端粒学说认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体,因此最后DNA序列可能会丢失,造成细胞衰老死亡。结合教材回答下面的问题。(6)端粒的本质是什么?位置在哪?提示:端粒是位于染色体两端的DNA—蛋白质复合体。(7)正常细胞的衰老与分裂次数有什么关系?提示:细胞会随着分裂次数的增多而衰老。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,那么该个体的组织细胞最可能出现的变化还有(

)①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,物质运输能力降低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「即时应用」√解析:该组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,说明该细胞为衰老细胞。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,细胞内色素积累是细胞衰老的特征,②错误;细胞膜通透性改变,物质运输能力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.异常活泼的带电分子或基团称为自由基,自由基学说是一种解释细胞衰老原因的假说,相关内容如图所示。下列叙述错误的是(

)A.②①过程引起的作用效果不断增强B.②过程可能直接导致血红蛋白的合成场所受损C.③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢D.④过程中DNA被攻击后可能导致细胞发生癌变√解析:由图示可知,②①过程引起的作用效果会不断增强;自由基通过②过程攻击磷脂分子,磷脂分子通过①过程产生更多的自由基继续攻击磷脂分子、蛋白质、DNA等,而磷脂分子、蛋白质是生物膜的主要组成成分,因此对生物膜损伤较大,血红蛋白的合成场所为核糖体,核糖体为无膜结构,所以②过程不可能直接导致血红蛋白的合成场所受损;线粒体内丙酮酸的氧化分解需要酶,大多数的酶是蛋白质,③过程会导致蛋白质活性下降,所以③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢;④过程自由基攻击DNA,DNA上的基因可能会发生突变,导致细胞发生癌变。探究二细胞的死亡「问题情境」如图是青蛙变态发育示意图,蝌蚪在发育过程中长出的尾巴逐渐消失。(1)蝌蚪尾巴的消失属于哪种生命现象?其与哪种细胞器的关系最密切?为什么?提示:细胞凋亡。与溶酶体密切相关,溶酶体内含有多种水解酶,能够使自动死亡的细胞发生分解。(2)若将蝌蚪尾部用浓盐酸处理,尾部会溃烂消失,这与蝌蚪尾巴自行消失有什么不同?提示:正常情况下蝌蚪尾巴的消失是细胞凋亡,而用浓盐酸处理后,尾部溃烂消失属于细胞坏死。(3)上面两题所述现象是否都受遗传物质的控制?提示:不是,细胞凋亡受遗传物质的控制,而细胞坏死不受遗传物质的控制。(4)同样是血细胞,白细胞与红细胞的功能不同,凋亡的速率也不一样,白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗?请结合这一事例说明细胞凋亡的生物学意义。提示:细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行,而且在维持生物体内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。归纳总结1.细胞凋亡、衰老、坏死的区别项目细胞凋亡细胞衰老细胞坏死与基因的关系受基因控制可能有关不受基因控制形态变化通过出芽的方式形成许多凋亡小体细胞萎缩外形不规则变化影响因素受基因严格控制,也受外界环境影响内、外因共同作用极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激等对机体的影响对机体有利对机体有利对机体有害2.“三看”法判断细胞凋亡与细胞坏死3.下列相关叙述不属于细胞凋亡的是(

)A.人胚胎时期指间细胞的死亡B.成熟生物体中细胞的自然更新C.被病原体感染的细胞的清除D.X射线照射下细胞正常代谢中断引起的细胞死亡「即时应用」√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,人在胚胎时期,要经历尾的消失、指间细胞死亡,属于细胞凋亡;成熟生物体中细胞的自然更新属于细胞凋亡,是由基因决定的程序性死亡;被病原体感染的细胞的清除,是机体的自我保护,是细胞凋亡;X射线照射属于强烈的物理因素,其引起的细胞死亡属于细胞坏死。4.细胞自噬可表现为在应对生存压力(如营养缺乏)时,真核细胞通过降解自身非必需成分,获得生存所需的物质和能量,溶酶体或液泡参与细胞自噬。下列叙述正确的是(

)A.细胞自噬与细胞凋亡都受到基因的控制B.细胞自噬是通过吞噬细胞裂解靶细胞的过程C.细胞无法获取足够营养物质时,细胞自噬作用会减弱D.大肠杆菌和人体成熟红细胞均可通过自噬作用实现细胞的自我更新√解析:细胞自噬与细胞凋亡都受到基因的控制,都对机体是有利的;细胞自噬是在应对生存压力(如营养缺乏)时,真核细胞通过降解自身非必需成分,获得生存所需的物质和能量,而不是吞噬细胞裂解靶细胞的过程;由题可知,细胞无法获取足够营养物质时,细胞自噬作用会增强;细胞自噬发生在真核细胞中,而大肠杆菌属于原核生物,不能发生细胞自噬,人成熟红细胞无溶酶体,也不能发生细胞自噬。课堂小结思维导图金句必备1.衰老细胞的特征:一大,细胞核体积变大;一小,细胞体积变小。一多,细胞内色素积累增多;一少,细胞内水分减少。两低,物质运输功能降低、多种酶的活性降低。一慢,新陈代谢速率减慢。2.对于细胞衰老的原因,目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。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.细胞坏死是指在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。随堂检测1.李白诗云:“君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪”。关于细胞衰老,下列叙述错误的是(

)A.体内有部分细胞衰老、死亡,同时又会增殖产生新的细胞B.细胞不会因为分裂次数增多而加速衰老C.细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少D.自由基会攻击蛋白质,可能导致细胞衰老√12341234解析:人体内随时有部分细胞衰老、死亡,同时又有大量新增殖的细胞代替它们;正常情况下,细胞会因为分裂次数增多而逐渐丧失正常的功能,加速衰老;酪氨酸酶活性降低,导致黑色素合成减少,所以老年人头发变白;根据自由基学说,自由基攻击蛋白质,使蛋白质的活性下降,导致细胞衰老。2.位于染色体两端的端粒随细胞分裂次数的增加而缩短,缩短到一定程度后,其内侧正常基因的DNA序列会损伤,引起细胞衰老。下列叙述正确的是(

)A.端粒是DNA—蛋白质复合体B.同一生物体内,不同细胞的端粒长度相同C.细胞衰老时,细胞核体积减小,各种酶活性下降D.细胞衰老不利于人体维持内部环境的稳定√2341解析: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;端粒存在于真核生物染色体的两端,在每次细胞分裂后会缩短一些,由于不同细胞分裂的次数可能不同,因此同一生物体内,不同细胞的端粒长度不一定相同;细胞衰老的过程中,细胞核体积增大、多种酶活性降低;细胞衰老是正常的生命历程,有利于人体维持内部环境的稳定。23413.在人体内每天有2000亿～3000亿个细胞死亡。尽管凋亡细胞经常大量产生,但在体内组织中很难观察到,这是因为细胞凋亡耦联胞葬作用。胞葬作用是指吞噬细胞高效吞噬、清除凋亡细胞的过程。下列相关叙述错误的是(

)A.细胞凋亡就是细胞“吃掉”自身受损或功能退化的结构和物质B.人体中细胞的自然更新是通过细胞凋亡完成的C.在发挥胞葬作用时吞噬细胞内溶酶体酶含量可能增加D.细胞凋亡和胞葬作用对于人体维持内部环境的稳定十分关键√34123412解析:通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质,有些激烈的自噬,可能导致细胞凋亡;人体中细胞的自然更新是通过细胞凋亡完成的;溶酶体中含有多种水解酶,在发挥胞葬作用时吞噬细胞内溶酶体酶含量可能增加;细胞凋亡是细胞程序性死亡,胞葬作用可清除凋亡细胞,对于人体维持内部环境的稳定十分关键。4.如图所示,A、B、C、D、E表示人体细胞不同的生命历程,请据图回答下列问题。(1)图中B可以表示

过程。a、b、c、d一般具有

(填“相同”或“不同”)的遗传物质。若a能合成胰岛素,则b、c、d都不能合成,其根本原因是

。

1234细胞分化(或分化)相同基因的选择性表达解析:(1)B使细胞种类增加,数目不变,说明B表示细胞分化;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞中遗传物质不变,因此a、b、c、d一般具有相同的遗传物质;若a能合成胰岛素,而b、c、d都不能合