資源簡(jiǎn)介

第6章 細(xì)胞的生命歷程
第3節(jié) 細(xì)胞的衰老和死亡
【素養(yǎng)導(dǎo)引】
1.生命觀念:運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能的觀念,闡明個(gè)體衰老和細(xì)胞衰老的關(guān)系。
2.科學(xué)思維:采用比較與分類的方法,說明細(xì)胞凋亡與壞死的關(guān)系。
3.社會(huì)責(zé)任:關(guān)注我國(guó)老齡化問題,形成關(guān)愛老年人的社會(huì)責(zé)任感。
一、細(xì)胞衰老
1.過程:細(xì)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(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。
2.特征:
3.原因:
(1)自由基學(xué)說。
①來源:細(xì)胞中各種氧化反應(yīng)、輻射以及有害物質(zhì)入侵。
②危害:攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子。
(2)端粒學(xué)說。
①端粒:染色體兩端特殊序列的DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體。
②特點(diǎn):端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會(huì)縮短一截。
③結(jié)果:在端粒DNA序列被“截”短后,端粒內(nèi)側(cè)的正常基因的DNA序列就會(huì)受到損傷,結(jié)果使細(xì)胞活動(dòng)漸趨異常。
4.細(xì)胞衰老和個(gè)體衰老的關(guān)系:
(1)單細(xì)胞生物:細(xì)胞衰老等于(填“等于”或“不等于”)個(gè)體衰老。
(2)多細(xì)胞生物:個(gè)體衰老過程是細(xì)胞普遍衰老的過程。
5.意義:人體內(nèi)發(fā)生的正常生命現(xiàn)象,有利于機(jī)體更好地實(shí)現(xiàn)自我更新。
[思考]　老年人體內(nèi)有沒有幼嫩的細(xì)胞 年輕人體內(nèi)有沒有衰老的細(xì)胞
提示:有,無論老年個(gè)體還是幼年個(gè)體,每天都有細(xì)胞衰老,也有新細(xì)胞產(chǎn)生。
二、細(xì)胞的死亡
1.方式:細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死,其中細(xì)胞凋亡是細(xì)胞死亡的主要方式。
2.細(xì)胞凋亡:
(1)概念:由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程。
(2)意義:對(duì)于多細(xì)胞生物體完成正常發(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。
3.細(xì)胞壞死:
(1)原因:在種種不利因素影響下,如極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病理性刺激。
(2)結(jié)果:由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起細(xì)胞損傷和死亡。
[思考]　試分析細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死對(duì)機(jī)體的影響
提示:細(xì)胞凋亡對(duì)機(jī)體通常是有利的,細(xì)胞壞死往往對(duì)生物體有害。
【走進(jìn)生活】
生長(zhǎng)和衰老,出生和死亡,都是生物界的正常現(xiàn)象,作為基本生命系統(tǒng)的細(xì)胞也是如此。結(jié)合所學(xué)知識(shí)判斷:
1.衰老細(xì)胞的所有酶活性都降低。(×)
分析:衰老細(xì)胞中只是多種酶活性降低,不是所有酶活性都降低。
2.當(dāng)自由基攻擊生物膜的組成成分磷脂分子時(shí),產(chǎn)物同樣是自由基。(√)
3.細(xì)胞凋亡是細(xì)胞自主有序死亡,對(duì)生物體是有利的。(√)
學(xué)習(xí)任務(wù)一:細(xì)胞的衰老
1.個(gè)體衰老的表現(xiàn)與細(xì)胞衰老的關(guān)系:
個(gè)體衰老表現(xiàn) 對(duì)應(yīng)的細(xì)胞衰老原因
皮膚干燥、發(fā)皺 細(xì)胞內(nèi)水分減少,體積減小
頭發(fā)變白 細(xì)胞內(nèi)的酶活性降低
老年斑 細(xì)胞內(nèi)色素(脂褐素)的積累
無力 細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢
吸收能力下降 細(xì)胞膜通透性改變
2.細(xì)胞衰老的原因:
(1)自由基學(xué)說:
(2)端粒學(xué)說:
【拓展歸納】
端粒酶
端粒酶是一種逆轉(zhuǎn)錄酶,由RNA和蛋白質(zhì)組成。在人體內(nèi)端粒酶出現(xiàn)在大多數(shù)的胚胎細(xì)胞、生殖細(xì)胞、炎癥細(xì)胞以及腫瘤細(xì)胞中。端粒酶能合成染色體末端的DNA,使受損的端粒修復(fù)。正常人體細(xì)胞中檢測(cè)不到端粒酶,癌細(xì)胞中具有高活性的端粒酶。
【學(xué)習(xí)加點(diǎn)料】
1.思維易錯(cuò):光學(xué)顯微鏡下可觀察到衰老細(xì)胞的染色質(zhì)收縮形成染色體,這種說法正確嗎
提示:不正確。衰老的細(xì)胞染色質(zhì)收縮,不形成染色體。染色體只出現(xiàn)在分裂細(xì)胞的分裂過程中。
2.教材開發(fā):P124端粒學(xué)說
根據(jù)端粒學(xué)說可推測(cè)細(xì)胞衰老的過程中遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生改變,請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。
提示:位于染色體兩端的端粒隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加而縮短,縮短到一定程度后,端粒內(nèi)側(cè)的正常基因的DNA序列就會(huì)受到損傷,故可推測(cè)細(xì)胞衰老后,其遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生改變。
【典題例析】
細(xì)胞衰老是人體內(nèi)發(fā)生的正常生命現(xiàn)象,有利于機(jī)體更好地實(shí)現(xiàn)自我更新。如圖是細(xì)胞衰老的自由基學(xué)說示意圖,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.①②過程的作用效果會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)生物膜面積減小
B.③過程會(huì)使酪氨酸酶活性升高
C.④過程可能引起遺傳物質(zhì)發(fā)生改變
D.⑤可以是輻射、有害物質(zhì)的入侵和細(xì)胞內(nèi)的氧化反應(yīng)等
[解題思維]
提取關(guān)鍵點(diǎn) 細(xì)胞衰老的自由基學(xué)說
轉(zhuǎn)化知識(shí)點(diǎn) 自由基的來源、危害及衰老細(xì)胞的特點(diǎn)
排除障礙點(diǎn) 自由基攻擊蛋白質(zhì),使蛋白質(zhì)活性下降,如酪氨酸酶活性降低
【解析】選B。①②過程自由基進(jìn)攻磷脂分子,破壞細(xì)胞內(nèi)的生物膜結(jié)構(gòu),由于產(chǎn)物同樣是自由基,會(huì)導(dǎo)致自由基數(shù)量增加,進(jìn)而引起生物膜面積急劇下降,A正確;③過程自由基進(jìn)攻細(xì)胞合成的蛋白質(zhì),可使酪氨酸酶的活性降低,細(xì)胞新陳代謝的速率減慢,B錯(cuò)誤;④過程自由基進(jìn)攻DNA,可能引起DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,C正確;⑤過程細(xì)胞不斷進(jìn)行的各種氧化反應(yīng)中很容易產(chǎn)生自由基,輻射以及有害物質(zhì)入侵也會(huì)刺激細(xì)胞產(chǎn)生自由基,如水在電離輻射下便會(huì)產(chǎn)生自由基,D正確。
[借題發(fā)揮]　自由基攻擊磷脂分子,對(duì)生物膜損傷比較大,從膜成分角度分析,人體細(xì)胞中哪些細(xì)胞器不會(huì)受自由基的影響
提示:核糖體和中心體。
【即學(xué)即練】
1.(2022·慶陽高一檢測(cè))細(xì)胞衰老是一種正常的生命現(xiàn)象,人的細(xì)胞在衰老過程中不會(huì)出現(xiàn)的變化是(　　)
A.色素減少
B.細(xì)胞內(nèi)有些酶活性降低
C.細(xì)胞內(nèi)水分減少
D.細(xì)胞呼吸速率減慢
【解析】選A。衰老細(xì)胞內(nèi)的色素會(huì)積累,不會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)色素減少,A符合題意;衰老細(xì)胞內(nèi)有些酶的活性降低,B不符合題意;衰老細(xì)胞內(nèi)水分減少,C不符合題意;衰老細(xì)胞呼吸速率減慢,新陳代謝減慢,D不符合題意。
2.下列關(guān)于細(xì)胞衰老和個(gè)體衰老的說法正確的是(　　)
A.細(xì)胞衰老是細(xì)胞的正常生命歷程,個(gè)體衰老不遵從自然規(guī)律
B.細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老無關(guān)
C.延緩細(xì)胞的衰老,可以從一定程度上延緩個(gè)體的衰老
D.在正常情況下,細(xì)胞不會(huì)因?yàn)榉至汛螖?shù)增多而加速衰老
【解析】選C。個(gè)體的衰老是細(xì)胞(普遍衰老)的過程,遵從自然規(guī)律,A錯(cuò)誤;對(duì)于單細(xì)胞生物來說,細(xì)胞的衰老就是個(gè)體的衰老,B錯(cuò)誤;個(gè)體的衰老是細(xì)胞普遍衰老的過程,延緩細(xì)胞的衰老,可以從一定程度上延緩個(gè)體的衰老,C正確;正常情況下,細(xì)胞會(huì)因?yàn)榉至汛螖?shù)增多逐漸喪失正常的功能,從而加速衰老,D錯(cuò)誤。
學(xué)習(xí)任務(wù)二:細(xì)胞凋亡與壞死的區(qū)別
項(xiàng)目 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞壞死
與基因的關(guān)系 受凋亡基因控制 與基因無關(guān)
特點(diǎn) 生理性 病理性
死亡原因 基因控制 不利因素影響
死亡過程 主動(dòng)的 被動(dòng)的
對(duì)機(jī)體的影響 對(duì)機(jī)體是有利的 對(duì)機(jī)體是有害的
【典題例析】
多細(xì)胞真核生物——秀麗隱桿線蟲,其成蟲只有959個(gè)體細(xì)胞,身體呈透明狀,易于觀察個(gè)體的整個(gè)發(fā)育過程,在發(fā)育成熟的過程中,該線蟲有131個(gè)細(xì)胞通過細(xì)胞凋亡的方式被去除,因此它被作為研究細(xì)胞凋亡的最佳研究材料,下列有關(guān)細(xì)胞凋亡的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程
B.細(xì)胞凋亡對(duì)多細(xì)胞生物體維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,起著關(guān)鍵作用
C.細(xì)胞凋亡對(duì)生物的生存是不利的
D.細(xì)胞凋亡是程序性死亡,細(xì)胞壞死是細(xì)胞損傷和死亡
[解題思維]
提取關(guān)鍵點(diǎn) 細(xì)胞凋亡
轉(zhuǎn)化知識(shí)點(diǎn) 細(xì)胞凋亡的定義及意義
排除障礙點(diǎn) ①細(xì)胞凋亡是由基因決定的,屬于正常的生命現(xiàn)象,對(duì)生物體有利②細(xì)胞壞死是由外界環(huán)境因素引起的,是不正常的細(xì)胞死亡,對(duì)生物體有害
【解析】選C。細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程,是由基因控制的程序性死亡,A正確;細(xì)胞凋亡對(duì)多細(xì)胞生物體維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,起著關(guān)鍵作用,B正確;細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程,對(duì)生物體是有利的,C錯(cuò)誤;細(xì)胞凋亡是基因控制的程序性死亡,細(xì)胞壞死是由外界環(huán)境因素引起的,是不正常的細(xì)胞死亡,D正確。
【即學(xué)即練】
細(xì)胞凋亡是由特定基因引發(fā)的細(xì)胞程序性死亡,在細(xì)胞凋亡過程中不會(huì)發(fā)生(　　)
A.DNA分子的復(fù)制
B.基因的選擇性表達(dá)
C.細(xì)胞結(jié)構(gòu)的改變
D.細(xì)胞的代謝速率改變
【解析】選A。細(xì)胞凋亡是由基因控制的正常生理過程,凋亡過程中細(xì)胞不會(huì)發(fā)生細(xì)胞分裂,即不會(huì)發(fā)生DNA分子的復(fù)制,A項(xiàng)正確。
端粒與細(xì)胞衰老
　　2009年10月5日,諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)科學(xué)家伊麗莎白·布萊克本、卡羅爾·格雷德和杰克·紹斯塔克,以表彰他們發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的。細(xì)胞衰老可能與端粒截短有關(guān),每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA即端粒。人體細(xì)胞分裂的次數(shù)與端粒的長(zhǎng)短有關(guān)。細(xì)胞每分裂一次,端粒的長(zhǎng)度都要縮短一些,一旦達(dá)到“關(guān)鍵長(zhǎng)度”,細(xì)胞增殖就會(huì)結(jié)束。然而,人的骨髓細(xì)胞和癌細(xì)胞在端粒酶的作用下,會(huì)伸長(zhǎng)已縮短的染色體末端。因此,這些染色體就能快速地進(jìn)行細(xì)胞分裂而不會(huì)達(dá)到“關(guān)鍵長(zhǎng)度”,細(xì)胞就會(huì)持續(xù)增殖。細(xì)胞衰老可能是因端粒DNA序列“截短”后,端粒內(nèi)側(cè)正常基因的DNA序列受到損傷,使細(xì)胞活動(dòng)漸趨異常。
探究:
(1)端粒由____________和___________組成,每條染色體可含有______個(gè)端粒。
(2)細(xì)胞分裂時(shí)端粒縮短,端粒酶可重新形成端粒加帽來補(bǔ)償。據(jù)此分析成年細(xì)胞逐漸衰老的原因:______________________________________。
【解析】(1)每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體,稱為端粒,即端粒由DNA和蛋白質(zhì)組成。染色體復(fù)制后含有兩條染色單體,因此每條染色體含有2個(gè)或4個(gè)端粒。
(2)細(xì)胞分裂時(shí)端粒縮短,端粒酶可重新形成端粒加帽來補(bǔ)償。當(dāng)端粒酶活性被激活,可維持端粒的長(zhǎng)度,細(xì)胞將會(huì)延緩衰老,避免癌變,成年細(xì)胞逐漸衰老過程中端粒變短,端粒酶不能合成(含量減少、活性降低),不能重新形成端粒導(dǎo)致變短。
答案:(1)DNA　 蛋白質(zhì)　2或4
(2)衰老細(xì)胞不能合成端粒酶(端粒酶含量減少、活性降低),不能重新形成端粒導(dǎo)致變短
【關(guān)鍵能力·素養(yǎng)發(fā)展】
情境載體 情境類型為生活、學(xué)習(xí)和實(shí)踐情境,突出與生活的聯(lián)系
關(guān)鍵能力 ①端粒的組成
②端粒酶的作用
學(xué)科素養(yǎng) 培養(yǎng)生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀、科學(xué)思維中的分析與比較等素養(yǎng)
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