（新教材）高中生物学修一 同步课件 6.3细胞的衰老和死亡

(共34张PPT)
高中生物学-RJ 必修 第一册
1.描述细胞衰老的特征。
2.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
3.探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况。
4.进行与社会老龄化相关的问题的资料搜集和分析。
第 3 节 细胞的衰老和死亡
学习目标
重点
1.了解个体衰老与细胞衰老的关系以及细胞衰老的特征。
2.明确细胞凋亡与细胞坏死的区别。
难点
细胞衰老、细胞凋亡、细胞坏死的区别和联系。
重点难点
一　细胞的衰老
从总体上看，多细胞生物体衰老的过程也是组成个体的细胞[1] 　　 　的过程。
衰老细胞的特征有细胞内的水分[2] 　　　　，结果使细胞[3] 　　　　，体积[4] 　　 　　，细胞新陈代谢的速率[5] 　　；细胞内多种酶的活性[6] 　　；细胞内的[7] 　　　　会随着细胞衰老而逐渐[8] 　　　　；细胞内呼吸速率[9] 　　　　，细胞核的体积[10] 　　　　，核膜内折，染色质收缩、染色加深；细胞膜
[11] 　　　　改变， 使物质运输功能[12] 　　　　。
关于细胞衰老的原因，目前普遍接受的是[13] 　　 　　学说和[14] 　　　　学说。
二　细胞凋亡和细胞坏死
细胞凋亡是指由[15] 　　　所决定的细胞[16] 　 　　　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，所以也常常被称为[17] 　　　 　　。
细胞坏死是在种种[18] 　　因素影响下，由于细胞正常代谢活动[19] 　　　　　引起的细胞损伤和死亡。
课前预习
普遍衰老
减少
萎缩
变小
减慢
降低
色素
积累
增大
减慢
通透性
降低
自由基
端粒
基因
自动结束生命
细胞编程性死亡
不利
受损或中断
判断题
1. 细胞衰老不一定导致个体衰老 （　　）
2. 神经元凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡 （　　）
3. 被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死 （　　）
4. 凋亡细胞内所有基因的表达能力都下降，酶活性降低 （　　）
深度思考
思考　人体衰老的表现及原因主要有哪些？
√
×
×
√
提示：（1）白发：头发的颜色与黑色素有关，衰老细胞中酪氨酸酶的活性降低，会导致黑色素合成减少。
（2）老年斑：细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累形成老年斑，主要是脂褐素的堆积。
（3）皱纹：衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩。
内容精解
一　个体衰老和细胞衰老的关系
个体衰老和细胞衰老都是生物体正常的生命现象。个体衰 老是由细胞衰老决定的，细胞衰老是个体衰老的内因，但二者不能画等号。
幼年个体中每天都有细胞衰老、死亡，因此细胞的衰老和死 亡不等于个体的衰老和死亡。
老年个体中每天都有新细胞产生，因此个体的衰老不等于所有细胞的衰老。
【提醒】
从总体上看，个体的衰老也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
例 难度★☆☆ 典型★★☆
下列关于个体衰老和细胞衰老的叙述，正确的是（　　）
A. 新生儿体内没有衰老的细胞
B. 细胞的衰老表示生物体各种功能的衰退，是一种不正常的生理状态
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
【解析】老年人体内有新生成的细胞，新生儿体内也有正在衰老的细胞，A 项错误。
细胞衰老和个体衰老都是正常的生命现象，是一种自然规律，B 项错误。
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，因而骨折后很难愈合，C 项正确。
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，D 项错误。
【答案】C
二　细胞衰老的特征和原因
细胞衰老的特征
细胞结构的变化
1. 细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低。
2. 细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
细胞分子组成的变化
1. 水分减少→细胞萎缩，体积变小，新陈代谢速率减慢。
2. 多种酶的活性降低→黑色素合成减少，头发变白；呼吸速率减慢。
3. 色素积累→形成老年斑，并阻碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。
个体衰老与细胞衰老的对应关系
由上表可以看出，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
【巧记】细胞衰老的特征
细胞衰老的原因
自由基学说
自由基学说认为衰老是由细胞正常代谢过程中产生的自由基造成的。
1. 自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。
2. 自由基攻击DNA，引起基因突变。
3. 自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
端粒学说
1. 端粒
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。
2. 端粒酶
是一种逆转录酶，由RNA 和蛋白质组成，它以自身RNA 为模板，合成端粒重复序列，加到新合成的DNA 链末端。
3. 有丝分裂和端粒的关系
细胞每进行一次有丝分裂，就有一段端粒序列丢失，当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。
例 1 难度★☆☆ 典型★★☆
细胞衰老是一种常见的现象。下列各项中，属于衰老细胞特征的是 （　　）
A. 细胞内水分减少　　　　　 B. 呼吸速率加快
C. 细胞核体积变小　　 D. 细胞内多种酶活性升高
【解析】
衰老细胞内水分减少，呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，细胞内多种酶的活性降低。
【答案】A
例 2 难度★★☆ 典型★★☆
细胞衰老的原因中，能被大家普遍接受的是（　　）
①生物体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. ①③④
【解析】
20 世纪90 年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展。科学家提出了许多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。①属于自由基学说，④属于端粒学说。
【答案】C
【即时练】
1. 珍珠粉可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞内脂褐素的积累，这表明珍珠粉的主要作用是（ 　　）
A. 促进细胞分裂 B. 诱导细胞分化
C. 延缓细胞衰老 D. 抑制细胞死亡
【解析】
细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞衰老、死亡。珍珠粉可抑制细胞内色素的积累， 说明其能够延缓细胞衰老。
【答案】C
2. 细胞衰老是一种正常生命现象。人的细胞在衰老过程中会出现的变化是 （　　）
A. 细胞内黑色素积累，细胞核体积增大
B. 细胞膜通透性功能改变，使物质运输速率加快
C. 细胞内所有酶的活性均降低
D. 细胞内结合水比例增大
【解析】
衰老细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，A 项错误；衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输速率降低，B 项错误；衰老细胞内，与衰老过程有关的酶的活性增强，C 项错误；衰老细胞内，自由水含量相对减少，细胞内结合水比例增大，D 项正确。
【答案】D
3. 染色体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， 当短到一定程度时，端粒内侧正常的DNA 序列会受到损伤，使细胞开始衰老。下列叙述不正确的是 （　　）
A. 细菌中端粒缩短，细胞将会激活衰老机制
B. 端粒缩短影响了染色体结构的完整性
C. 无限增殖的癌细胞中端粒一般不缩短
D. 细胞衰老除可能与端粒有关外，还可能与自由基有关
【解析】
细菌是原核生物，细胞内没有染色体，所以没有端粒，A 项错误。端粒是染色体的一部分，其缩短影响了染色体结构的完整性，B 项正确。癌细胞能够无限增殖，所以端粒一般不缩短，C 项正确。细胞的衰老除可能与端粒有关外，还可能与自由基有关，D 项正确。
【答案】A
三　细胞凋亡和细胞坏死
细胞凋亡
概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以又被称为细胞编程性死亡。
意义及举例
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起着非常关键的作用，具体表现在以下几个方面。
1. 清除多余的细胞。如人的胚胎发育中，早期的手和足形似桨板，只有当某些多余细胞凋亡后，才能形成正常的指或趾。
2. 清除无用的细胞。如蝌蚪变成青蛙时，尾部细胞的凋亡退化。
3. 清除有害细胞。如某些被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式清除。
4. 清除已完成正常使命的衰老细胞。
【特别提示】 　
（1）细胞凋亡是机体正常的生命现象，对机体有积极的意义。
（2）细胞凋亡不是仅发生在个体发育的胚胎时期，而是贯穿于整个生命进程中。
细胞坏死
细胞坏死是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引起的细胞损伤和死亡。
例 1 难度★★☆ 典型★★☆
下列关于细胞凋亡和坏死的叙述，不正确的是（　　）
A. 胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因
B. 被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡
C. 细胞凋亡的过程中有新蛋白质的合成
D. 细胞坏死是有害基因选择性表达造成的
【解析】
人体正常细胞中都存在与细胞凋亡有关的基因，A 项正确；被病原体感染的细胞的清除是机体免疫的结果，对机体有利，属于细胞凋亡，B 项正确；细胞凋亡是由基因控制的，而基因表达过程中合成了与细胞凋亡有关的蛋白质，C 项正确；细胞坏死是在种种不利因素的影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤或死亡，不受基因控制，D 项错误。
【答案】D
例 2难度★★☆ 典型★★☆
2002 年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一英国科学家约翰·苏尔斯顿，发现了存在于高等生物细胞中的nuc-1 基因， 它所编码的蛋白质能使DNA 降解（nuc-1 基因被称为细胞“凋亡基因”）。下列有关叙述中不正确的是（　　）
A. 生物体的正常发育过程中，细胞的产生和凋亡始终保持动态平衡
B. 若能激活细胞凋亡基因，则可特异性地杀死癌细胞
C. 蝌蚪尾的自溶现象是细胞凋亡的具体表现
D. 细胞中遗传信息表达受阻是细胞凋亡的具体表现
【解析】
在生物体的正常发育过程中，新的细胞不断通过细胞分裂产生，衰老的细胞依赖细胞凋亡清除，二者保持动态平衡。
若能激活癌细胞中的凋亡基因，就可特异性地杀死癌细胞。
蝌蚪尾的消失是细胞凋亡的具体表现。
细胞凋亡基因正常表达才会使细胞凋亡。
【答案】D
【即时练】
1. 下列有关细胞凋亡和细胞坏死的叙述，正确的是（　　）
A. 白细胞因吞噬过多的细菌而死亡属于细胞坏死
B. 头发变白是由细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少导致的
C. 细胞凋亡是在不利的环境下发生的
D. 细胞凋亡只发生在胚胎发育过程中
【解析】
体内细胞的自我更新、被病原体感染的细胞和癌细胞的清除均属于细胞凋亡，A 项错误。头发变白属于细胞衰老的表现，是由细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少导致的，B项正确。细胞凋亡是细胞在基因控制下的程序性死亡， C 项错误。细胞凋亡发生在整个生命进程中，D 项错误。
【答案】B
2. 蝌蚪尾的消失属于细胞凋亡。下列有关细胞凋亡的说法，错误的是 （　　）
A. 有利于清除体内多余、无用的细胞
B. 细胞凋亡是程序性死亡，不受基因的控制
C. 激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡
D. 细胞凋亡和细胞增殖是两个既对立又协调的过程
【解析】
细胞凋亡有利于清除体内多余、无用的细胞，有利于个体的正常发育，A 项正确；细胞凋亡是受基因控制的程序性死亡，B 项错误；有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡，C 项正确；细胞凋亡和细胞增殖是两个既对立又协调的过程，二者共同维持器官和组织中细胞数目的相对稳定， D 项正确。
【答案】B
3. 下图是神经细胞形成、衰老和凋亡的过程图。下列说法错误的是 （　　）
A. 神经细胞是高度分化的细胞，不具有分裂能力
B. 细胞分化和凋亡过程中均涉及基因的选择性表达
C. 衰老神经细胞的细胞膜通透性减小、细胞体积增大
D. 某个神经细胞衰老并不意味着动物组织、器官的衰老
【解析】
衰老细胞的细胞膜通透性增大，细胞体积减小，C项错误；对多细胞生物来说，某个细胞衰老并不意味着动物组织、器官及个体的衰老，D 项正确。
【答案】C
深度拓展
一　衰老细胞的新陈代谢速率减慢的原因
衰老细胞中多种酶的活性降低，导致化学反应速率减慢，引 起细胞新陈代谢速率减慢。
衰老细胞中水分减少，特别是自由水减少，导致新陈代谢速 率减慢。
细胞器数量减少，如线粒体数量减少，导致新陈代谢速率 减慢。
【易错提醒】
衰老细胞中，不是所有酶的活性都降低，而是大多数酶的活性降低，还有少数酶保持活性或活性升高。
例 1 难度★★☆ 典型★★☆
下列关于细胞衰老与凋亡的叙述，正确的是（　　）
A. 衰老的多细胞生物体中，细胞都处于衰老状态
B. 衰老细胞内所有酶的活性都降低
C. 细胞凋亡的根本原因是病原体的感染
D. 细胞的衰老与凋亡是细胞正常的生理过程
【解析】
衰老的多细胞生物体中，只要个体没有死亡，就会有部分细胞进行着分裂、分化、生长；衰老细胞内水解酶的活性升高； 细胞凋亡的根本原因是基因控制的细胞编程性死亡。
【答案】D
二　细胞凋亡与细胞坏死的比较
项目 细胞凋亡 细胞坏死
原因 正常生理变化 病理性变化或剧烈损伤
范围 多为单个细胞 大片组织的剧烈损伤
细胞膜 内陷 破损
细胞器 无明显变化 肿胀，内质网崩解
细胞体积 收缩变小 肿胀变大
调节过程 受基因调控 被动进行
炎症反应 不释放细胞内容物，无炎症反应 释放细胞内容物，引发炎症
例 2难度★★☆ 典型★★☆
下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是 （　　）
A. 细胞凋亡是一种自然的生理过程
B. 细胞坏死是一种病理性变化
C. 蝌蚪尾的消失，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
D. 被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死完成的
【解析】细胞凋亡为细胞编程性死亡，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种自然的生理过程，A 项正确；细胞坏死是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或死亡，是一种病理性过程，B项正确；蝌蚪尾的消失是通过尾部细胞凋亡实现的，C 项正确；被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的，D项错误。【答案】D
【特别提示】
区分细胞凋亡与细胞坏死的方法
例 3 难度★★☆ 典型★★☆
下列关于细胞衰老与凋亡的叙述，错误的是 （　　）
A. 细胞衰老过程中多种酶的活性降低，呼吸速率减慢
B. 细胞衰老过程中细胞核体积减小，染色质收缩、染色加深
C. 细胞凋亡是由基因控制的，是细胞发育过程中的必然步骤
D. 蝌蚪在成长为青蛙的过程中尾消失，是通过细胞凋亡实现的
【解析】
衰老细胞中多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，A 项正确。细胞衰老过程中细胞核体积增大，B 项错误。细胞凋亡是基因控制的程序性死亡，C 项正确。细胞凋亡是多细胞生物体完成正常发育的基础，蝌蚪在成长为青蛙的过程中尾消失是通过细胞凋亡实现的，D 项正确。
【答案】B
【即时练】
细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是 （　　）
A. 胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡
B. 小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象
C. 清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
D. 细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死
【解析】
在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是愈合在一起的，后来随着指间细胞的自动死亡，才发育为成形的手指，A 项错误。小肠上皮细胞的自然更新是通过细胞凋亡完成的，B 项正确。被病原体感染的细胞的清除也是通过细胞凋亡完成的，C 项错误。细胞坏死是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，不同于细胞凋亡，D 项错误。
【答案】B
走向高考
一　细胞凋亡的原因和意义
例 1难度★★☆ 典型★★★
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. 自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老
C. 细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除
D. 衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的
【读题】本题以人体细胞为例，考查细胞衰老的相关知识。
【思路建立】联系细胞衰老的特征、原因等，对四个选项进行分析判断。
【解析】人体细胞会随着分裂次数的增多而衰老，A 项正确。
自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老，B 项正确。
细胞中衰老的线粒体等细胞器可被溶酶体清除，C 项正确。
衰老细胞因水分减少而使代谢速率减慢，D 项错误。
【答案】D
例 2 难度★★☆ 典型★★☆
关于细胞凋亡的叙述，错误的是（　　）
A. 细胞凋亡受细胞自身基因的调控
B. 细胞凋亡也称为细胞编程性死亡
C. 细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中
D. 被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除
【解析】
细胞凋亡受细胞自身基因的调控，是正常的生命活动，A 项正确。
细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，也称为细胞编程性死亡，B 项正确。
细胞凋亡发生在个体发育的整个生命进程中，C 项错误。
被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除，D 项正确。
【答案】C
【戮力同心 共赴前程】
生如蝼蚁当立鸿鹄之志
命如纸薄应有不屈之心
谢谢
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