資源簡介

第6章 細胞的生命歷程
階段提升課
填寫圖中序號代表的含義:
①分裂間期　②保持親代和子代之間遺傳的穩定性　③基因的選擇性表達　
④穩定性、持久性、不可逆性、普遍性 　⑤端粒學說
主題　細胞自噬與人體健康
一、細胞自噬
1.概念:在一定條件下,細胞會將受損或功能退化的細胞結構等,通過溶酶體降解后再利用。
2.意義:耐受饑餓,清除細胞內折疊異常的蛋白質、受損或多余的細胞器,促進發育和分化,延長壽命,清除入侵微生物等。
3.特點:
(1)細胞在正常生長條件下能進行較低水平的自噬,以維持細胞內的穩態。
(2)在營養缺乏、某些微生物入侵、細胞器損傷、細胞內異常蛋白過量積累時,細胞可通過細胞自噬維持基本的生命活動。
【實踐應用】
(2022·張家口高一檢測)溶酶體參與了細胞的吞噬作用和自噬(細胞吃掉自身的結構和物質)作用,作用途徑如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.具有吞噬作用的細胞才有自噬作用
B.清除衰老、損傷的細胞器是通過吞噬作用完成的
C.溶酶體是具有雙層膜結構的細胞器
D.營養物質缺乏時,細胞可通過加強自噬作用降解非必需物質以維持基本生存
【解析】選D。由圖可知,細胞吞噬作用、細胞自噬都與溶酶體有關,自噬作用可以發生在多種真核細胞中,而吞噬作用只能發生在具有吞噬作用的細胞中,A錯誤;清除衰老、損傷的細胞通過吞噬作用完成,清除衰老、損傷的細胞器可通過自噬作用完成,B錯誤;溶酶體是具有單層膜結構的細胞器,C錯誤;細胞通過自噬作用降解非必需物質并重新回收利用,可以維持細胞在營養缺乏狀態下的生命活動,即細胞自噬作用是細胞適應營養缺乏環境的表現,D正確。
二、細胞自噬與腫瘤
1.作用機理:
方式 目的
通過自噬調節腫瘤與腫瘤微環境的關系 促進腫瘤細胞的存活與增殖
通過自噬分解胞內物質 維持能量的平衡
遭受低氧等環境壓力時,激活自噬信號傳導通路 提高腫瘤對于低氧的應對能力
2.抑制腫瘤機理:理論上阻止了腫瘤細胞的自噬作用,可促進腫瘤細胞的凋亡。
【特別提醒】
對細胞自噬與腫瘤形成易出現的錯誤認識
錯誤認識1:細胞自噬會減少腫瘤細胞細胞器的種類和數量,不利于腫瘤生存。
分析:細胞自噬是將衰老的細胞器分解,分解產物可被細胞再利用,有利于腫瘤生存。
錯誤認識2:自噬作用只與溶酶體一種細胞器有關。
分析:自噬作用在分解衰老損傷細胞器時需要形成自噬體,而自噬體的形成與內質網、高爾基體有關。
【實踐應用】
1.迷迭香酸是迷迭香的主要化學成分之一,是一種天然的多酚酸,對鼻咽癌療效顯著,主要原理是迷迭香酸可刺激腫瘤細胞內溶酶體,使溶酶體發生細胞自噬的能力大大增強,從而誘發癌細胞的細胞凋亡,抑制腫瘤發生。下列敘述正確的是(　　)
A.從某患者的少數幾個鼻腔細胞的死亡可以推斷出該患者整個生物體也趨于死亡
B.迷迭香酸抑制腫瘤細胞的發生屬于利用極端化學因素造成腫瘤細胞壞死
C.迷迭香酸可以誘發腫瘤細胞凋亡,說明細胞凋亡不一定由基因決定
D.利用迷迭香酸治療鼻咽癌說明細胞自噬和細胞凋亡對疾病防治具有重要意義
【解析】選D。細胞的死亡不代表個體的死亡,正常個體也有細胞死亡,A錯誤;迷迭香酸可刺激腫瘤細胞內溶酶體,使溶酶體發生細胞自噬,所以迷迭香酸抑制腫瘤細胞的發生屬于誘導細胞凋亡,B錯誤;細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程,迷迭香酸可以誘導相關基因表達,進而誘發腫瘤細胞凋亡,C錯誤;利用迷迭香酸能誘發癌細胞的細胞調亡,抑制腫瘤發生,達到治療鼻咽癌的目的,該過程說明細胞自噬和細胞凋亡對疾病防治具有重要意義,D正確。
2.細胞自噬是依賴溶酶體對細胞內受損、異常的蛋白質和衰老細胞器進行降解的過程。如果抑制肝癌發展期大鼠的細胞自噬,其腫瘤的體積和數量都比沒有抑制細胞自噬的對照組小。下列有關此內容說法錯誤的是(　　)
A.自噬過程依賴于溶酶體內的水解酶
B.細胞自噬屬于正常生理現象
C.肝癌發展期細胞自噬會抑制腫瘤的發生
D.細胞自噬貫穿于正常細胞生長、分化、衰老、凋亡的全過程
【解析】選C。由題意可知,自噬過程依賴于溶酶體內的水解酶,A正確;細胞自噬是依賴溶酶體對細胞內受損異常的蛋白質和衰老細胞器進行降解的過程,有利于維持細胞的穩態平衡,B正確;如果抑制肝癌發展期大鼠的細胞自噬,其腫瘤的體積和數量都比沒有抑制細胞自噬的對照組小,說明肝癌發展期細胞自噬會促進腫瘤的發生,C錯誤;在正常細胞生長、分化、衰老、凋亡的全過程都會有受損、變性、衰老的蛋白質或細胞器,所以細胞自噬貫穿于全過程,D正確。
3.Dnase酶和Caspase酶是細胞凋亡的兩種關鍵酶,在凋亡誘導因子與細胞膜受體結合后,通過細胞內信號傳導激活凋亡相關基因。這兩種酶一旦被激活,Dnase酶能將DNA切割形成DNA片段,Caspase酶能將細胞內蛋白降解成多肽,導致細胞裂解形成凋亡小體,進而被吞噬細胞吞噬清除。下列分析錯誤的是(　　)
A.Dnase酶和Caspase酶被激活,是不同細胞遺傳信息執行情況不同的結果
B.吞噬細胞以胞吞方式吞噬凋亡小體并利用自身溶酶體中的水解酶將其水解
C.通過抑制癌細胞中控制Caspase酶合成的相關基因的表達可以促進其凋亡
D.癌細胞膜上的糖被減少可能導致其無法識別凋亡誘導因子而不能啟動凋亡
【解析】選C。由題意可知Dnase酶、Caspase酶被激活,導致細胞凋亡,細胞凋亡是由基因決定的細胞的程序性死亡,是不同細胞遺傳信息執行情況不同的結果,A正確;吞噬細胞的溶酶體中含有大量的水解酶,能吞噬并水解凋亡小體,B正確;Caspase酶合成的相關基因的表達導致細胞凋亡,通過抑制癌細胞中控制Caspase酶合成的相關基因的表達可以抑制其凋亡,C錯誤;癌細胞結構改變,因為識別具有特異性,很可能無法識別凋亡誘導因子而不能啟動凋亡程序,D正確。
三、細胞自噬與神經退行性疾病
1.發病機理:神經退行性疾病是一類突變蛋白質在神經細胞中堆積而引起的神經系統失調癥。
2.細胞自噬對神經退行性疾病的影響:細胞自噬是清除胞質內蛋白質聚集體的重要途徑,利用提高細胞自噬能力對神經退行性疾病進行治療具有光明前景。
【特別提醒】
錯誤認識:細胞自噬分解的蛋白質的產物僅供細胞利用。
分析:細胞自噬分解后的物質有兩個去向,被再利用或排出細胞。
【實踐應用】
1.研究發現,神經退行性疾病是一類突變蛋白質在神經細胞中堆積而引起的神經系統失調癥;細胞自噬是指通過溶酶體對細胞內受損的蛋白質、細胞器或入侵的病原體等進行降解并回收利用。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.細胞自噬屬于正常生理現象
B.細胞自噬的發生與溶酶體膜的流動性有關
C.提高細胞的自噬能力有助于治療神經退行性疾病
D.溶酶體合成多種水解酶來參與細胞的自噬過程
【解析】選D。細胞自噬被維持在一定水平,受損、變性、衰老的蛋白質或細胞器被及時清除,確保細胞內環境的穩態,屬于正常生理現象,A正確;溶酶體對細胞內受損的蛋白質、細胞器或入侵的病原體等包裹形成自噬體,并利用溶酶體內的酶將其分解,故細胞自噬的發生與溶酶體膜的流動性有關,B正確;神經退行性疾病是一類突變蛋白質在神經細胞中堆積而引起的神經系統失調癥,提高細胞的自噬能力能及時清除細胞內堆積的突變蛋白質,有助于治療神經退行性疾病,C正確;溶酶體不能合成水解酶,溶酶體內的水解酶合成場所為核糖體,D錯誤。
2.關于蛋白質降解的研究,較早開始的是對細胞內的“消化車間”——溶酶體的研究。溶酶體由單層膜圍繞,膜上的蛋白質高度糖基化,內含多種水解酶。溶酶體的內部為酸性環境(pH≈5.0),與細胞質基質(pH≈7.2)顯著不同。壽命較長的蛋白質和衰老或損傷的細胞器通過自噬途徑由溶酶體降解(如圖所示)。
研究發現,阿爾茨海默病(AD)、帕金森綜合征(PD)等屬于神經退行性疾病,溶酶體或蛋白酶體的缺陷能夠引起這類疾病的發生。
(1)細胞質基質中的H+以______________方式運入溶酶體。少量溶酶體內的水解酶泄露到細胞質基質中,不會引起細胞損傷,原因是______________________。
(2)自噬溶酶體內的物質被水解后,對細胞有用的物質被再利用。由此推測,當細胞養分不足時,這種作用會________。
(3)文中提到“阿爾茨海默病(AD)、帕金森綜合征(PD)等是神經退行性疾病,溶酶體或蛋白酶體的缺陷能夠引起這類疾病的發生”,請利用文中內容推測阿爾茨海默病(AD)發生的病因:__________________________________________________。
【解析】(1)細胞質基質中的H+逆濃度梯度進入溶酶體,故細胞質基質中的H+以主動運輸的方式運入溶酶體。由于水解酶的最適pH約為5.0,細胞質基質pH約為7.2使酶活性大大降低,故少量溶酶體內的水解酶泄露到細胞質基質中,不會引起細胞損傷。
(2)自噬溶酶體內的物質被水解后,其產物的去向是排出細胞或在細胞內被利用,由此推測,當細胞養分不足時,細胞的自噬作用會增強。
(3)通過文中內容可推測阿爾茨海默病(AD)發生的病因:溶酶體或蛋白酶體的缺陷導致某些蛋白質不能正常降解,這些蛋白質在神經細胞內積累引起疾病發生。
答案:(1)主動運輸　水解酶的最適pH約為5.0,細胞質基質pH約為7.2使酶活性大大降低
(2)增強　(3)溶酶體或蛋白酶體的缺陷導致某些蛋白質不能正常降解,這些蛋白質在神經細胞內積累引起疾病發生
PAGE
- 8 -

展開更多......

收起↑