第3节 细胞的衰老和死亡
【学习目标】
1．阐述细胞衰老的特征和原因；2.阐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。
聚焦·学案一 细胞的衰老
[学案设计]
(一)细胞衰老的特征及其分析
1．主要特征
2．特征分析
衰老细胞的结构改变导致行使正常功能的能力降低，从分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。
微点拨：关键词法巧记细胞衰老的特征
(二)细胞衰老的原因
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： 中产生； 以及有害物质入侵。
(3)作用机理：攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。攻击 ，损伤生物膜；攻击 ，可能引起 ；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降。
2．端粒学说
(三)细胞衰老与个体衰老的关系
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 细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡
两者之间的联系 个体衰老的过程也是组成个体的细胞 的过程
[迁移训练]
1．概念理解判断
(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)衰老细胞的细胞核体积减小，细胞体积增大，染色质收缩，染色加深。( )
(4)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。( )
2．(教材P124“图6-9”及“端粒学说”发掘训练)端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加而逐渐缩短后，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，当端粒缩短到一定程度时便无法继续维持染色体的稳定，从而导致细胞功能障碍直至死亡。下列叙述正确的是( )
A．端粒严重缩短后，可能引起细胞核体积变小及染色质收缩
B．大肠杆菌细胞的衰老可能与端粒有关
C．人体胚胎干细胞的端粒与口腔上皮细胞的相比，胚胎干细胞中的端粒可能更长
D．一旦端粒DNA序列变短，细胞的功能就会出现障碍
3．(教材P125“思考·讨论”发掘训练)科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素，在相同的条件下分别单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，实验结果如表所示。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
该实验能得出的结论是( )
A．细胞增殖能力与个体的年龄无任何关系
B．细胞增殖能力与个体的年龄有密切关系
C．年龄越大的个体的体细胞增殖代数越多
D．年龄越小的个体的体细胞增殖代数越少
4．20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。科学家提出的假说中大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。下列说法错误的是( )
A．自由基攻击DNA可能会引起基因突变
B．端粒在真核细胞和原核细胞中均存在
C．自由基攻击蛋白质会使蛋白质活性下降
D．端粒被“截”短后可能会引起细胞衰老
5．科学家通过取样，研究部分物种的寿命与体外培养时细胞分裂次数的关系，以研究细胞的衰老机制。他们得到了如图所示的结果。下列关于细胞衰老的叙述，错误的是( )
A．由图示结果可知，长寿物种的细胞在体外培养的细胞分裂次数比短寿物种的多
B．将年龄均为40岁的人和龟的同种细胞进行体外培养，细胞分裂的最高次数不一定相同
C．随着细胞分裂次数的增加，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，使细胞活动渐趋异常
D．老年人体内的细胞都走向衰老，幼儿体内没有衰老的细胞
聚焦·学案二 细胞的死亡
[学案设计]
1．细胞凋亡
2．细胞坏死
(1)概念：在种种 影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由 引起的细胞损伤和死亡。
(2)细胞凋亡与细胞坏死的比较
比较项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因关系 受基因控制 不受基因控制
影响因素 由遗传机制决定的程序性调控 极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
与机体关系 机体控制的主动性死亡，对机体有利 不受机体控制的被动性死亡，对机体有害
形态变化 细胞变圆与周围细胞脱离 细胞外形不规则变化
结构变化 染色质凝集，细胞分为一个个小体(凋亡小体) 溶酶体破坏，胞浆外溢
3.细胞自噬
[典例] 细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
A．细胞凋亡是基因控制的，对生物个体的生长发育具有重要作用
B．细胞坏死最终表现为细胞膜破坏，胞浆外溢而死亡
C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D．在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的
尝试解答：选________
[思维建模]
“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
(1)从方式看
(2)从结果看
[迁移训练]
1．概念理解判断
(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。( )
(4)细胞凋亡和细胞坏死都属于细胞的死亡，二者死亡的机理相同。( )
2．(教材P126“图6-11”发掘训练)在胎儿手的发育过程中，指间细胞自动死亡的过程是( )
A．细胞分裂 B．细胞坏死
C．细胞衰老 D．细胞凋亡
3．(教材P126“相关信息”发掘训练)脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。下列关于细胞凋亡的叙述，正确的是( )
A．细胞凋亡就是细胞坏死
B．细胞凋亡导致细胞死亡，因而对生物体有害
C．细胞凋亡在生物个体发育中起着重要作用
D．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制
4．下列有关细胞凋亡、细胞坏死的说法错误的是( )
A．人在胚胎时期要经历尾的消失，原因是遗传物质决定的程序性细胞凋亡
B．细胞的自动更新、被病原体感染的细胞清除是通过细胞凋亡完成的
C．细胞坏死是由于细胞代谢活动受损或中断引起的，如蛋白质合成减慢
D．吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞凋亡
5．人体细胞自噬的过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．由图可知，自噬体的膜结构来自内质网
B．细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器
C．细胞自噬诱导的细胞死亡属于细胞坏死
D．细胞自噬机制的相关研究对许多疾病的防治有重要意义
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．细胞衰老过程中细胞代谢会减慢，原因有
。
2．细胞凋亡与细胞坏死的主要区别是
。
3．细胞在缺乏营养条件下易发生细胞自噬的原因是
。
三、综合检测反馈
1．下列现象属于细胞凋亡的是( )
①蝌蚪在发育过程中，尾和鳃在一定时期消失
②植物胚在发育过程中，出现胚柄退化 ③强紫外线照射使表皮细胞死亡 ④在成熟的生物体中，某些被病原体感染的细胞的清除
A．①②③ B．①②④
C．②③④ D．①③④
2．中国科学家找到了人类基因中诱导细胞衰老的基因KAT7，该基因失活的小鼠的寿命与对照组相比得到了明显延长。相关研究还筛选得到了一些小分子化合物，可以激活人体干细胞，延缓衰老。下列叙述错误的是( )
A．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输能力降低
B．衰老细胞内部分酶活性下降，细胞呼吸等代谢活动减弱
C．衰老细胞中存在较多KAT7基因，年轻细胞中不含该基因
D．被小分子化合物激活的人体干细胞，细胞周期变短
3．鸡爪趾骨间没有蹼状结构而鸭掌有，但在胚胎时期，这两种动物的趾间都有蹼状结构。科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。下列叙述错误的是( )
A．鸡爪蹼的消失过程不会出现细胞衰老和坏死
B．鸡爪蹼的消失过程有细胞分裂和细胞分化
C．实验①和实验②结果表明凋亡是由基因决定的
D．实验表明细胞凋亡有利于多细胞生物体的生存
4.溶酶体参与了细胞的吞噬作用和自噬作用，作用途径如图所示。下列说法正确的是( )
A．具有吞噬作用的细胞才有自噬作用
B．清除衰老和损伤的细胞和细胞器是通过自噬作用完成的
C．溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
D．营养物质缺乏时，细胞可通过加强自噬作用降解非必需物质以维持基本生存
第3节 细胞的衰老和死亡
[学案设计]
(一)1.降低 降低 积累 增大 内折
(二)1.(2)氧化反应 辐射 (3)磷脂分子 DNA 基因突变
2．DNA—蛋白质复合体
(三)普遍衰老
[迁移训练]
1．(1)√ (2)× (3)× (4)√
2．选C 端粒严重缩短后，可能引起细胞衰老，衰老过程中，细胞体积变小、细胞核体积变大及染色质收缩，A错误；大肠杆菌细胞的衰老与端粒无关，因为大肠杆菌是原核生物，无染色体，B错误；随着细胞的分裂端粒会变短，从而导致细胞衰老，人体胚胎干细胞一直保持分裂能力，口腔上皮细胞不能分裂，因此胚胎干细胞的端粒可能普遍比口腔上皮细胞中的端粒长，C正确；端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加缩短到一定程度后，端粒内侧正常基因的DNA序列会受损伤，使细胞的功能逐渐出现障碍，D错误。
3．选B 表中数据显示细胞分裂代数随着个体年龄的增大而减弱，即细胞增殖与个体年龄有密切关系，A错误，B正确；据表可知，年龄越大，细胞增殖代数越少，年龄越小细胞增殖代数越多，C、D错误。
4．选B 自由基会攻击DNA，可能引起基因突变，A正确；端粒是染色体末端的一种特殊结构，原核细胞无染色体，故不存在端粒，B错误；自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老，C正确；由端粒学说可知，端粒被“截”短后可能会引起细胞衰老，D正确。
5．选D 该柱状图表示部分物种的寿命与体外培养时细胞分裂次数的关系，由图可知，长寿物种的细胞在体外培养的细胞分裂次数比短寿物种的多，A正确；将年龄均为40岁的人和龟的同种细胞进行体外培养，由于物种不同，细胞分裂的最高次数也不一定相同，B正确；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，随着细胞分裂次数的增加，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，使细胞活动渐趋异常，C正确；老年人体内的细胞普遍走向衰老，但并非所有细胞都走向衰老，幼儿体内也会有衰老的细胞，D错误。
[学案设计]
1．基因 程序性死亡 自然更新 稳定 2.(1)不利因素 细胞正常代谢活动受损或中断 3.溶酶体 细胞器 微生物和毒素
[典例] 选D 细胞凋亡是基因控制的，对生物个体的生长发育具有积极的意义，A正确；由图示可知，细胞坏死最终表现为细胞膜破坏，胞浆外溢而死亡，B正确；吞噬细胞吞噬凋亡小体后要利用溶酶体内的酶将其分解，C正确；被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡，D错误。
[迁移训练]
1．(1)× (2)√ (3)× (4)×
2．选D 细胞凋亡是由基因决定的，属于正常的生命现象，在胎儿手的发育过程中，指间细胞自动死亡的过程是细胞凋亡，D正确。
3．选C 细胞凋亡就是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控；细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，A、D错误。细胞凋亡导致的细胞死亡，对生物体有利，B错误。细胞凋亡在生物个体发育中起着重要作用，如蝌蚪尾部的消失，C正确。
4．选D 人在胚胎时期要经历尾的消失、指间细胞死亡、细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除等，这些过程均属于细胞凋亡，是受到由遗传物质决定的程序性死亡，A、B正确；细胞坏死是由细胞代谢活动受损或中断引起的，蛋白质合成减慢属于细胞代谢活动受损，可引起细胞坏死，C正确；细胞坏死是在各种不利因素影响下的细胞死亡，吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞坏死，D错误。
5．选C 由题图可知，自噬体的生物膜最初来源于内质网，A正确；机体通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以维持机体内部环境的相对稳定，B正确；细胞自噬诱导的细胞死亡属于程序性细胞死亡，即细胞凋亡，C错误；人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此研究细胞自噬对疾病的防治有重要意义，D正确。
二、融通科学思维
1．水分减少，多种酶的活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等
2．细胞凋亡受严格的遗传机制的调控，是一种程序性死亡；细胞坏死是在不利因素的影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
3．细胞通过自噬可以获得维持生存所需的物质和能量
三、综合检测反馈
1．选B 蝌蚪在发育过程中，尾和鳃在一定时期消失，以及植物胚在发育过程中，出现胚柄退化，都属于细胞凋亡，有利于生物个体的正常发育，①②正确；外部不利因素(如强紫外线)引起的细胞死亡，属于细胞坏死，③错误；在成熟的生物体中，某些被病原体感染的细胞的清除，属于细胞凋亡，④正确。综上，B正确。
2．选C 衰老的细胞细胞膜通透性改变，物质运输能力降低，部分酶活性下降(例如酪氨酸酶)，细胞呼吸等代谢活动减弱，A、B正确；年轻细胞和衰老细胞都含有KAT7基因，C错误；一些小分子化合物可以激活人体干细胞，延缓衰老，说明其可以促进细胞分裂，使细胞周期变短，D正确。
3．选A 鸡爪蹼的消失过程中若出现营养物质缺乏等不利因素，可能发生细胞坏死，A错误；鸡爪蹼的消失过程有细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡等过程，B正确；由题意可知，实验①和②形成对比实验，说明细胞凋亡是由基因决定的，C正确；细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，如鸡爪蹼的消失可以适应陆地生活，由此可见，细胞凋亡有利于多细胞生物体的生存，D正确。
4．选D 据题图可知，溶酶体参与了细胞的自噬作用，具有溶酶体的细胞都可进行自噬作用，因此并不是具有吞噬作用的细胞才有自噬作用，A错误；据图可知，清除衰老损伤的细胞器是通过自噬作用完成的，而清除衰老和损伤的细胞是通过吞噬作用实现的，B错误；溶酶体内部水解酶的最适pH呈酸性，而细胞质基质中的pH近中性，故溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性会发生变化，C错误；在应对生存压力(如营养缺乏)时，细胞自噬作用会增强，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，D正确。(共80张PPT)
第3节
细胞的衰老和死亡
学习目标
1．阐述细胞衰老的特征和原因；
2．阐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。
CONTENTS
目录
1
2
3
4
聚焦·学案一 细胞的衰老
聚焦·学案二 细胞的死亡
课时跟踪检测
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.1
聚焦·学案一 细胞的衰老
学案设计
(一)细胞衰老的特征及其分析
1．主要特征
2．特征分析
衰老细胞的结构改变导致行使正常功能的能力降低，从分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。
微点拨：关键词法巧记细胞衰老的特征
(二)细胞衰老的原因
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：_________中产生；_____以及有害物质入侵。
(3)作用机理：攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。攻击__________，损伤生物膜；攻击_____，可能引起_________；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降。
辐射
氧化反应
磷脂分子
DNA
基因突变
2．端粒学说
(三)细胞衰老与个体衰老的关系
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 细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡
两者之间的联系 个体衰老的过程也是组成个体的细胞_________的过程
普遍衰老
迁移训练
1．概念理解判断
(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)衰老细胞的细胞核体积减小，细胞体积增大，染色质收缩,染色加深。
( )
(4)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。 ( )
√
×
×
√
2．(教材P124“图6-9”及“端粒学说”发掘训练)端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加而逐渐缩短后，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，当端粒缩短到一定程度时便无法继续维持染色体的稳定，从而导致细胞功能障碍直至死亡。下列叙述正确的是( )
A．端粒严重缩短后，可能引起细胞核体积变小及染色质收缩
B．大肠杆菌细胞的衰老可能与端粒有关
C．人体胚胎干细胞的端粒与口腔上皮细胞的相比，胚胎干细胞中的端粒可能更长
D．一旦端粒DNA序列变短，细胞的功能就会出现障碍
√
解析：端粒严重缩短后，可能引起细胞衰老，衰老过程中，细胞体积变小、细胞核体积变大及染色质收缩，A错误；大肠杆菌细胞的衰老与端粒无关，因为大肠杆菌是原核生物，无染色体，B错误；随着细胞的分裂端粒会变短，从而导致细胞衰老，人体胚胎干细胞一直保持分裂能力，口腔上皮细胞不能分裂，因此胚胎干细胞的端粒可能普遍比口腔上皮细胞中的端粒长，C正确；端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加缩短到一定程度后，端粒内侧正常基因的DNA序列会受损伤，使细胞的功能逐渐出现障碍，D错误。
3．(教材P125“思考·讨论”发掘训练)科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素，在相同的条件下分别单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，实验结果如表所示。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
该实验能得出的结论是( )
A．细胞增殖能力与个体的年龄无任何关系
B．细胞增殖能力与个体的年龄有密切关系
C．年龄越大的个体的体细胞增殖代数越多
D．年龄越小的个体的体细胞增殖代数越少
√
解析：表中数据显示细胞分裂代数随着个体年龄的增大而减弱，即细胞增殖与个体年龄有密切关系，A错误，B正确；据表可知，年龄越大，细胞增殖代数越少，年龄越小细胞增殖代数越多，C、D错误。
4．20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。科学家提出的假说中大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。下列说法错误的是( )
A．自由基攻击DNA可能会引起基因突变
B．端粒在真核细胞和原核细胞中均存在
C．自由基攻击蛋白质会使蛋白质活性下降
D．端粒被“截”短后可能会引起细胞衰老
√
解析：自由基会攻击DNA，可能引起基因突变，A正确；端粒是染色体末端的一种特殊结构，原核细胞无染色体，故不存在端粒，B错误；自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老，C正确；由端粒学说可知，端粒被“截”短后可能会引起细胞衰老，D正确。
5．科学家通过取样，研究部分物种的寿命与体外培养时细胞分裂次数的关系，以研究细胞的衰老机制。他们得到了如图所示的结果。下列关于细胞衰老的叙述，错误的是( )
A．由图示结果可知，长寿物种的细胞在体外培养的细胞分裂次数比短寿物种的多
B．将年龄均为40岁的人和龟的同种细胞进行体外培养，细胞分裂的最高次数不一定相同
C．随着细胞分裂次数的增加，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，使细胞活动渐趋异常
D．老年人体内的细胞都走向衰老，幼儿体内没有衰老的细胞
√
解析：该柱状图表示部分物种的寿命与体外培养时细胞分裂次数的关系，由图可知，长寿物种的细胞在体外培养的细胞分裂次数比短寿物种的多，A正确；将年龄均为40岁的人和龟的同种细胞进行体外培养，由于物种不同，细胞分裂的最高次数也不一定相同，B正确；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，随着细胞分裂次数的增加，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，使细胞活动渐趋异常，C正确；老年人体内的细胞普遍走向衰老，但并非所有细胞都走向衰老，幼儿体内也会有衰老的细胞，D错误。
NO.2
聚焦·学案二 细胞的死亡
[学案设计]
1．细胞凋亡
2．细胞坏死
(1)概念：在种种__________影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由____________________________引起的细胞损伤和死亡。
不利因素
细胞正常代谢活动受损或中断
(2)细胞凋亡与细胞坏死的比较
比较项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因关系 受基因控制 不受基因控制
影响因素 由遗传机制决定的程序性调控 极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
与机体关系 机体控制的主动性死亡，对机体有利 不受机体控制的被动性死亡，对机体有害
形态变化 细胞变圆与周围细胞脱离 细胞外形不规则变化
结构变化 染色质凝集，细胞分为一个个小体(凋亡小体) 溶酶体破坏，胞浆外溢
3.细胞自噬
[典例] 细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
A．细胞凋亡是基因控制的，对生物个体的生长发育具有重要作用
B．细胞坏死最终表现为细胞膜破坏，胞浆外溢而死亡
C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D．在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的
√
[解析] 细胞凋亡是基因控制的，对生物个体的生长发育具有积极的意义，A正确；由图示可知，细胞坏死最终表现为细胞膜破坏，胞浆外溢而死亡，B正确；吞噬细胞吞噬凋亡小体后要利用溶酶体内的酶将其分解，C正确；被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡，D错误。
[思维建模]
“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
迁移训练
1．概念理解判断
(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。 ( )
(4)细胞凋亡和细胞坏死都属于细胞的死亡，二者死亡的机理相同。 ( )
×
√
×
×
2．(教材P126“图6-11”发掘训练)在胎儿手的发育过程中，指间细胞自动死亡的过程是( )
A．细胞分裂 B．细胞坏死
C．细胞衰老 D．细胞凋亡
解析：细胞凋亡是由基因决定的，属于正常的生命现象，在胎儿手的发育过程中，指间细胞自动死亡的过程是细胞凋亡，D正确。
√
3．(教材P126“相关信息”发掘训练)脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。下列关于细胞凋亡的叙述，正确的是( )
A．细胞凋亡就是细胞坏死
B．细胞凋亡导致细胞死亡，因而对生物体有害
C．细胞凋亡在生物个体发育中起着重要作用
D．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制
√
解析：细胞凋亡就是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控；细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，A、D错误。细胞凋亡导致的细胞死亡，对生物体有利，B错误。细胞凋亡在生物个体发育中起着重要作用，如蝌蚪尾部的消失，C正确。
4．下列有关细胞凋亡、细胞坏死的说法错误的是( )
A．人在胚胎时期要经历尾的消失，原因是遗传物质决定的程序性细胞凋亡
B．细胞的自动更新、被病原体感染的细胞清除是通过细胞凋亡完成的
C．细胞坏死是由于细胞代谢活动受损或中断引起的，如蛋白质合成减慢
D．吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞凋亡
√
解析：人在胚胎时期要经历尾的消失、指间细胞死亡、细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除等，这些过程均属于细胞凋亡，是受到由遗传物质决定的程序性死亡，A、B正确；细胞坏死是由细胞代谢活动受损或中断引起的，蛋白质合成减慢属于细胞代谢活动受损，可引起细胞坏死，C正确；细胞坏死是在各种不利因素影响下的细胞死亡，吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞坏死，D错误。
5．人体细胞自噬的过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．由图可知，自噬体的膜结构来自内质网
B．细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器
C．细胞自噬诱导的细胞死亡属于细胞坏死
D．细胞自噬机制的相关研究对许多疾病的防治有重要意义
√
解析：由题图可知，自噬体的生物膜最初来源于内质网，A正确；机体通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以维持机体内部环境的相对稳定，B正确；细胞自噬诱导的细胞死亡属于程序性细胞死亡，即细胞凋亡，C错误；人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此研究细胞自噬对疾病的防治有重要意义，D正确。
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.3
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．细胞衰老过程中细胞代谢会减慢，原因有_____________________
____________________________________________。
2．细胞凋亡与细胞坏死的主要区别是___________________________
____________________________________________________________
________________________________________________。
3．细胞在缺乏营养条件下易发生细胞自噬的原因是_______________
_____________________________________。
水分减少，多种酶的
活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等
细胞凋亡受严格的遗传机制的
调控，是一种程序性死亡；细胞坏死是在不利因素的影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
细胞通过自噬
可以获得维持生存所需的物质和能量
三、综合检测反馈
√
1．下列现象属于细胞凋亡的是( )
①蝌蚪在发育过程中，尾和鳃在一定时期消失
②植物胚在发育过程中，出现胚柄退化
③强紫外线照射使表皮细胞死亡
④在成熟的生物体中，某些被病原体感染的细胞的清除
A．①②③ B．①②④
C．②③④ D．①③④
解析：蝌蚪在发育过程中，尾和鳃在一定时期消失，以及植物胚在发育过程中，出现胚柄退化，都属于细胞凋亡，有利于生物个体的正常发育，①②正确；外部不利因素(如强紫外线)引起的细胞死亡，属于细胞坏死，③错误；在成熟的生物体中，某些被病原体感染的细胞的清除，属于细胞凋亡，④正确。综上，B正确。
2．中国科学家找到了人类基因中诱导细胞衰老的基因KAT7，该基因失活的小鼠的寿命与对照组相比得到了明显延长。相关研究还筛选得到了一些小分子化合物，可以激活人体干细胞，延缓衰老。下列叙述错误的是( )
A．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输能力降低
B．衰老细胞内部分酶活性下降，细胞呼吸等代谢活动减弱
C．衰老细胞中存在较多KAT7基因，年轻细胞中不含该基因
D．被小分子化合物激活的人体干细胞，细胞周期变短
√
解析：衰老的细胞细胞膜通透性改变，物质运输能力降低，部分酶活性下降(例如酪氨酸酶)，细胞呼吸等代谢活动减弱，A、B正确；年轻细胞和衰老细胞都含有KAT7基因，C错误；一些小分子化合物可以激活人体干细胞，延缓衰老，说明其可以促进细胞分裂，使细胞周期变短，D正确。
3．鸡爪趾骨间没有蹼状结构而鸭掌有，但在胚胎时期，这两种动物的趾间都有蹼状结构。科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。下列叙述错误的是( )
A．鸡爪蹼的消失过程不会出现细胞衰老和坏死
B．鸡爪蹼的消失过程有细胞分裂和细胞分化
C．实验①和实验②结果表明凋亡是由基因决定的
D．实验表明细胞凋亡有利于多细胞生物体的生存
√
解析：鸡爪蹼的消失过程中若出现营养物质缺乏等不利因素，可能发生细胞坏死，A错误；鸡爪蹼的消失过程有细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡等过程，B正确；由题意可知，实验①和②形成对比实验，说明细胞凋亡是由基因决定的，C正确；细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，如鸡爪蹼的消失可以适应陆地生活，由此可见，细胞凋亡有利于多细胞生物体的生存，D正确。
4．溶酶体参与了细胞的吞噬作用和自噬作用，作用途径如图所示。下列说法正确的是( )
A．具有吞噬作用的细胞才有自噬作用
B．清除衰老和损伤的细胞和细胞器是通过自噬作用完成的
C．溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
D．营养物质缺乏时，细胞可通过加强自噬作用降解非必需物质以维持基本生存
√
解析：据题图可知，溶酶体参与了细胞的自噬作用，具有溶酶体的细胞都可进行自噬作用，因此并不是具有吞噬作用的细胞才有自噬作用，A错误；据图可知，清除衰老损伤的细胞器是通过自噬作用完成的，而清除衰老和损伤的细胞是通过吞噬作用实现的，B错误；溶酶体内部水解酶的最适pH呈酸性，而细胞质基质中的pH近中性，故溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性会发生变化，C错误；在应对生存压力(如营养缺乏)时，细胞自噬作用会增强，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，D正确。
课时跟踪检测
NO.4
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A级 强基固本
1．下列关于个体衰老和细胞衰老的叙述，正确的是( )
A．所有生物个体的衰老和细胞衰老总是一致的
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，衰老细胞代谢会加快
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解析：对于单细胞生物而言，细胞的衰老就是个体的衰老，但是对于多细胞生物而言，细胞衰老，个体不一定衰老，A错误；细胞衰老和个体衰老都是正常现象，是一种自然规律，B错误；成骨细胞对骨的生长和再生(如骨折后的愈合)有重要作用，老年人的成骨细胞逐渐衰老，因而骨折后难以愈合，C正确；在正常情况下，衰老细胞由于大多数酶的活性下降，代谢会减慢，D错误。
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2．“不知明镜里，何处得秋霜”。这一诗句生动描述了岁月催人老的自然现象。下列有关衰老细胞的叙述，错误的是( )
A．水分减少，体积变小
B．核膜内折，染色质固缩
C．端粒酶(修复端粒的酶)活性增强，细胞代谢速度加快
D．细胞膜通透性改变，物质运输能力减弱
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解析：衰老细胞的特征：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，核膜内折，染色质固缩，染色加深；细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；有些酶的活性降低；呼吸速度减慢，新陈代谢减慢，A、B、D正确。随着细胞分裂次数增加，细胞衰老，端粒酶活性下降，细胞代谢速度减慢，C错误。
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3．下列关于人体细胞生命历程的叙述，错误的是( )
A．造血干细胞分化出各种血细胞未体现细胞的全能性
B．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
C．自由基攻击DNA能引起基因突变导致肿瘤发生
D．细胞坏死对多细胞生物体维持内环境稳态具有关键作用
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解析：造血干细胞通过分裂、分化并未产生完整有机体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全能性，A正确；衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，B正确；自由基攻击DNA能引起基因突变，导致肿瘤发生，C正确；细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死两种方式，细胞凋亡对多细胞生物体维持内环境稳态具有关键作用，而细胞坏死对机体不利，D错误。
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4．灯塔水母在逆境中能从成体阶段恢复到幼虫阶段，这个过程理论上没有次数限制，从而可实现“永生”。下列相关说法错误的是( )
A．“永生”的灯塔水母也存在细胞的衰老和凋亡
B．灯塔水母“永生”可能与其体内某些细胞能促使端粒变短有关
C．营养缺失条件下，灯塔水母可通过细胞自噬获得维持生命所需的物质和能量
D．研究灯塔水母“永生”机制对于再生医学、癌症治疗等方面有重大意义
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解析：细胞的衰老和凋亡是生物界的正常现象，“永生”的灯塔水母也存在细胞的衰老和凋亡，A正确；正常情况下，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，灯塔水母“永生”可能与其体内某些细胞能将受损的端粒修复有关，B错误；营养缺失条件下，灯塔水母通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量，利于其度过不良环境，C正确；人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此研究灯塔水母“永生”机制对于再生医学、癌症治疗等方面有重大意义，D正确。
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5．中风的起因一般是由于脑部血液循环障碍导致局部神经结构损伤、功能缺失，一般发病快、病死率高。科研人员运用神经干细胞进行脑内移植治疗缺血性中风取得了一定的进展，中风患者局部神经结构损伤、功能缺失得到了一定程度的修复和重建。下列叙述不正确的是( )
A．神经干细胞是未分化的细胞，具有全能性
B．脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞坏死
C．神经干细胞在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化等过程
D．同一个体中，神经干细胞与神经细胞形态、结构、功能不同的根本原因是基因的选择性表达
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解析：神经干细胞是已分化的细胞，不具有全能性，A错误；脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞坏死，B正确；神经干细胞具有分裂、分化能力，在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化等过程，以弥补局部神经结构损伤、功能缺失的问题，C正确；同一个体中，神经干细胞与神经细胞形态、结构、功能不同是因为发生了细胞分化，细胞分化的本质是基因的选择性表达，D正确。
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6．太空环境下导致的机体衰老症状，是航天员常常面临的健康问题，其中骨质疏松的问题最为明显，有研究发现微重力导致的骨质疏松与成骨活性不足有关。已有研究表明，间充质干细胞老化后其成骨活性会下降。槲皮素是著名的抗氧化药物，可以通过消除自由基抗氧化来延缓细胞衰老，还可以促进间充质干细胞的增殖及其成骨活性。下列有关细胞衰老叙述错误的是( )
A．在衰老过程中，干细胞的再生潜力和分化能力均下降
B．间充质干细胞在衰老过程中，细胞内自由基增多
C．航天员在太空出现的衰老相关现象可能与间充质干细胞衰老相关
D．槲皮素可以治疗微重力导致的骨质疏松，但不能加快老年人骨折后的愈合速度
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解析：在衰老过程中，干细胞的分裂(即再生)和分化能力均下降，A正确；自由基可攻击磷脂、蛋白质和DNA等分子，导致细胞衰老，故间充质干细胞在衰老过程中，细胞内自由基增多，B正确；间充质干细胞老化后其成骨活性会下降，说明航天员在太空出现的衰老相关现象可能与间充质干细胞衰老相关，C正确；槲皮素可以通过消除自由基抗氧化来延缓细胞衰老，还可以促进间充质干细胞的增殖及其成骨活性，说明可以加速老人骨折后的愈合速度，D错误。
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7．铁死亡是一种依赖铁离子的脂质过氧化诱发的细胞死亡。GPX4是铁死亡的核心调控因子，能够依赖谷胱甘肽特异性催化细胞中脂质过氧化物还原为无毒的脂质醇，从而抑制铁死亡发生。在氧化应激条件下，Nrf2能够促进GPX4含量增加。下列说法正确的是( )
A．铁死亡是一种自然的生理过程，属于细胞凋亡
B．GPX4是一种酶，其作用底物是细胞中的谷胱甘肽
C．GPX4失活将导致细胞中脂质过氧化物积累而诱发铁死亡
D．提高细胞中Nrf2含量能够降低细胞的抗氧化能力，抑制铁死亡发生
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解析：铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化产物积累引发的细胞死亡，细胞铁死亡受环境因素的影响，不属于细胞凋亡，A错误；GPX4是铁死亡的核心调控因子，能够依赖谷胱甘肽特异性催化细胞中脂质过氧化物还原为无毒的脂质醇，从而抑制铁死亡发生，据此可知，GPX4是一种酶，其作用底物是细胞中的脂质过氧化物，B错误；GPX4会抑制细胞铁死亡，而根据铁死亡的概念可知，铁死亡由脂质过氧化产物积累引发，所以抑制GPX4的活性将导致脂质过氧化物的积累，进而诱发铁死亡，C正确；在氧化应激条件下，Nrf2能够促进GPX4含量增加，进而提高细胞的抗氧化能力，抑制铁死亡发生，D错误。
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8．研究发现，造血干细胞(HSCs)为了维持其健康状态，特别依赖于蛋白质稳态。HSCs优先将错误折叠的蛋白质运输到聚集体中，并依赖聚集体自噬(指通过自噬的方式选择性地降解细胞内蛋白聚集体的过程)在体内维持蛋白质稳态。HSCs衰老与自噬活性降低和蛋白酶体活性升高相关。下列叙述错误的是( )
A．造血干细胞通过聚集体自噬可确保其永远不会死亡
B．造血干细胞内自噬过程需要溶酶体的参与
C．降低造血干细胞的自噬活性有助于加速其衰老和死亡
D．聚集体自噬的结果是使该细胞内的相应结构解体，从而维持蛋白质稳态
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解析：造血干细胞依赖聚集体自噬维持其内部蛋白质的稳态从而维持细胞的健康状态，并不会使其永远不死亡，A错误；细胞自噬的过程中，细胞会将胞内成分包裹在膜中形成囊状结构，并运输到溶酶体中降解这些成分，细胞自噬过程需要溶酶体参与，B正确；造血干细胞的衰老与自噬活性降低和蛋白酶体活性升高有关，降低自噬活性有助于细胞衰老和死亡，C正确；聚集体自噬只降解细胞内的蛋白聚集体从而维持蛋白质稳态，D正确。
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9．(10分)运动方式不当或强度过大会造成骨骼肌损伤。骨骼肌纤维细胞表面附着的卫星细胞会转化为成肌细胞，进而形成新的骨骼肌纤维细胞以修复肌肉损伤，损伤后修复过程如图所示，回答下列问题：
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(1)成肌细胞可通过①②________________过程增加细胞数量，是骨骼肌生长、发育的基础。
(2)经③④过程形成的骨骼肌纤维细胞在________________上与成肌细胞发生稳定性差异，这是细胞中基因____________的结果。
(3)在骨骼肌细胞受到损伤时，机体可以通过______________清除受损的细胞器或细胞结构；该过程过于激烈时，可能诱导发生细胞凋亡，细胞凋亡是____________________________的过程。
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(4)一般情况下，老年人骨骼肌功能较年轻时会下降，请从细胞衰老的特征角度，分析老年人不适合进行大强度、长时间运动的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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解析：(1)成肌细胞可通过①②细胞增殖(或有丝分裂或细胞分裂)过程增加细胞数量，细胞分裂是骨骼肌生长、发育的基础。(2)经③④细胞分化过程形成骨骼肌纤维细胞，骨骼肌纤维细胞与成肌细胞相比其形态、结构和生理功能发生了改变，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。(3)在骨骼肌细胞受到损伤时，机体可以通过细胞自噬清除受损的细胞器或细胞结构；细胞自噬过程过于激烈时，可能诱导发生细胞凋亡，细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡对机体是有利的。(4)衰老的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，所以老年人不适合进行大强度、长时间的运动。
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答案：(1)细胞增殖(或有丝分裂或细胞分裂) (2)形态、结构和生理功能 选择性表达 (3)细胞自噬 由基因所决定的细胞自动结束生命 (4)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
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B级 发展提能
10．活性氧(ROS)是生物体内与氧代谢有关的含氧自由基和易形成自由基的过氧化物的总称。ROS是生物体内氧正常代谢的天然副产物，在细胞信号传导和体内平衡中具有重要作用。ROS含量升高是导致细胞衰老、凋亡的原因之一。成纤维细胞是人体疏松结缔组织的主要细胞成分，可通过增殖补充受损的组织细胞。研究发现，药物A对人皮肤成纤维细胞中的ROS含量及细胞的衰老和凋亡具有显著影响，如下图所示。下列分析正确的是( )
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A．细胞衰老过程中某些酶的活性增强，基因的数量一定发生改变
B．细胞衰老、凋亡的速率与外界环境及营养供应相关，与遗传因素无关
C．一定范围内，细胞凋亡率与ROS含量呈正相关，与药物A浓度呈负相关
D．药物A通过抑制ROS的产生来延缓人皮肤成纤维细胞的凋亡过程
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解析：细胞衰老过程中与衰老过程有关的酶活性增强，但是细胞衰老的本质是基因的选择性表达，基因数量不变，A错误；细胞衰老、凋亡本身是受到基因调控的，其衰老、凋亡速率与遗传因素有关，B错误；根据题图，一定范围内，随着药物浓度升高，细胞凋亡率下降，ROS含量也下降，故细胞凋亡率与ROS含量呈正相关，与药物A浓度呈负相关，C正确；一定范围内，随着药物浓度升高，ROS含量下降，而ROS含量升高是导致细胞衰老、凋亡的原因之一，故ROS含量下降可以延缓人皮肤成纤维细胞的凋亡过程，其中ROS含量下降的原因不一定是药物A通过抑制ROS的产生，也可能是促进其降解，D错误。
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11．(11分)自噬是一种细胞内的自我清理过程，细胞内部损伤或衰老的细胞器可通过选择性自噬机制被细胞特异性地降解。下图表示细胞对内质网降解的选择性自噬机制。
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(1)内质网的选择性自噬依赖于一系列蛋白质，包括PINK1和泛素连接酶Parkin、Keap1。据图可知，____________蛋白能够作用于下游的泛素连接酶________，使内质网自噬受体泛素化。同时泛素化的内质网自噬受体会与__________结合，促进自噬泡对内质网自噬。
(2)溶酶体中含有多种________，其在pH＝5.0时活性最强。自噬泡与溶酶体结合形成自噬溶酶体后，将内质网降解成________、磷脂、单糖等小分子物质。
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(3)研究人员用pH敏感的绿色荧光染料(低pH条件下荧光发生猝灭)和pH抗性的红色荧光染料(pH对荧光强度无较大影响)标记果蝇肠上皮细胞的内质网，在内质网自噬开始前，可观察到____________
__________________________。自噬激活后，包裹了内质网片段的自噬泡与溶酶体融合，可观察到______________________________，说明发生了内质网自噬。
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解析：(1)分析题图可知，PINK1蛋白能够作用于下游的泛素连接酶Keap1，使内质网自噬受体泛素化。同时泛素化的内质网自噬受体会与自噬蛋白结合，促进自噬泡对内质网自噬。(2)溶酶体内含有许多水解酶，能够分解衰老、损伤的细胞器等，内质网是单层膜结构，主要由蛋白质和脂质组成，所以水解酶能将其降解成氨基酸、磷脂、单糖等小分子物质。(3)在内质网自噬开始前，可观察到果蝇肠上皮细胞的内质网同时发出绿色和红色荧光。自噬激活后，包裹了内质网片段的自噬泡与溶酶体融合，形成自噬溶酶体，pH降低，绿色荧光淬灭，此时可观察到自噬溶酶体只发出红色荧光，无绿色荧光，进而说明发生了内质网自噬。
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答案：(1)PINK1 Keap1 自噬蛋白 (2)水解酶 氨基酸 (3)果蝇肠上皮细胞的内质网同时发出绿色和红色荧光 (自噬泡与溶酶体融合形成的)自噬溶酶体发出红色荧光，无绿色荧光课时跟踪检测(二十八) 细胞的衰老和死亡
A级 强基固本
1．下列关于个体衰老和细胞衰老的叙述，正确的是( )
A．所有生物个体的衰老和细胞衰老总是一致的
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，衰老细胞代谢会加快
2．“不知明镜里，何处得秋霜”。这一诗句生动描述了岁月催人老的自然现象。下列有关衰老细胞的叙述，错误的是( )
A．水分减少，体积变小
B．核膜内折，染色质固缩
C．端粒酶(修复端粒的酶)活性增强，细胞代谢速度加快
D．细胞膜通透性改变，物质运输能力减弱
3．下列关于人体细胞生命历程的叙述，错误的是( )
A．造血干细胞分化出各种血细胞未体现细胞的全能性
B．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
C．自由基攻击DNA能引起基因突变导致肿瘤发生
D．细胞坏死对多细胞生物体维持内环境稳态具有关键作用
4．灯塔水母在逆境中能从成体阶段恢复到幼虫阶段，这个过程理论上没有次数限制，从而可实现“永生”。下列相关说法错误的是( )
A．“永生”的灯塔水母也存在细胞的衰老和凋亡
B．灯塔水母“永生”可能与其体内某些细胞能促使端粒变短有关
C．营养缺失条件下，灯塔水母可通过细胞自噬获得维持生命所需的物质和能量
D．研究灯塔水母“永生”机制对于再生医学、癌症治疗等方面有重大意义
5．中风的起因一般是由于脑部血液循环障碍导致局部神经结构损伤、功能缺失，一般发病快、病死率高。科研人员运用神经干细胞进行脑内移植治疗缺血性中风取得了一定的进展，中风患者局部神经结构损伤、功能缺失得到了一定程度的修复和重建。下列叙述不正确的是( )
A．神经干细胞是未分化的细胞，具有全能性
B．脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞坏死
C．神经干细胞在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化等过程
D．同一个体中，神经干细胞与神经细胞形态、结构、功能不同的根本原因是基因的选择性表达
6．太空环境下导致的机体衰老症状，是航天员常常面临的健康问题，其中骨质疏松的问题最为明显，有研究发现微重力导致的骨质疏松与成骨活性不足有关。已有研究表明，间充质干细胞老化后其成骨活性会下降。槲皮素是著名的抗氧化药物，可以通过消除自由基抗氧化来延缓细胞衰老，还可以促进间充质干细胞的增殖及其成骨活性。下列有关细胞衰老叙述错误的是( )
A．在衰老过程中，干细胞的再生潜力和分化能力均下降
B．间充质干细胞在衰老过程中，细胞内自由基增多
C．航天员在太空出现的衰老相关现象可能与间充质干细胞衰老相关
D．槲皮素可以治疗微重力导致的骨质疏松，但不能加快老年人骨折后的愈合速度
7．铁死亡是一种依赖铁离子的脂质过氧化诱发的细胞死亡。GPX4是铁死亡的核心调控因子，能够依赖谷胱甘肽特异性催化细胞中脂质过氧化物还原为无毒的脂质醇，从而抑制铁死亡发生。在氧化应激条件下，Nrf2能够促进GPX4含量增加。下列说法正确的是( )
A．铁死亡是一种自然的生理过程，属于细胞凋亡
B．GPX4是一种酶，其作用底物是细胞中的谷胱甘肽
C．GPX4失活将导致细胞中脂质过氧化物积累而诱发铁死亡
D．提高细胞中Nrf2含量能够降低细胞的抗氧化能力，抑制铁死亡发生
8．研究发现，造血干细胞(HSCs)为了维持其健康状态，特别依赖于蛋白质稳态。HSCs优先将错误折叠的蛋白质运输到聚集体中，并依赖聚集体自噬(指通过自噬的方式选择性地降解细胞内蛋白聚集体的过程)在体内维持蛋白质稳态。HSCs衰老与自噬活性降低和蛋白酶体活性升高相关。下列叙述错误的是( )
A．造血干细胞通过聚集体自噬可确保其永远不会死亡
B．造血干细胞内自噬过程需要溶酶体的参与
C．降低造血干细胞的自噬活性有助于加速其衰老和死亡
D．聚集体自噬的结果是使该细胞内的相应结构解体，从而维持蛋白质稳态
9.
得分
(10分)运动方式不当或强度过大会造成骨骼肌损伤。骨骼肌纤维细胞表面附着的卫星细胞会转化为成肌细胞，进而形成新的骨骼肌纤维细胞以修复肌肉损伤，损伤后修复过程如图所示，回答下列问题：
(1)成肌细胞可通过①②________________过程增加细胞数量，是骨骼肌生长、发育的基础。
(2)经③④过程形成的骨骼肌纤维细胞在________________上与成肌细胞发生稳定性差异，这是细胞中基因____________的结果。
(3)在骨骼肌细胞受到损伤时，机体可以通过______________清除受损的细胞器或细胞结构；该过程过于激烈时，可能诱导发生细胞凋亡，细胞凋亡是____________________________的过程。
(4)一般情况下，老年人骨骼肌功能较年轻时会下降，请从细胞衰老的特征角度，分析老年人不适合进行大强度、长时间运动的原因：____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
B级 发展提能
10．活性氧(ROS)是生物体内与氧代谢有关的含氧自由基和易形成自由基的过氧化物的总称。ROS是生物体内氧正常代谢的天然副产物，在细胞信号传导和体内平衡中具有重要作用。ROS含量升高是导致细胞衰老、凋亡的原因之一。成纤维细胞是人体疏松结缔组织的主要细胞成分，可通过增殖补充受损的组织细胞。研究发现，药物A对人皮肤成纤维细胞中的ROS含量及细胞的衰老和凋亡具有显著影响，如下图所示。下列分析正确的是( )
A．细胞衰老过程中某些酶的活性增强，基因的数量一定发生改变
B．细胞衰老、凋亡的速率与外界环境及营养供应相关，与遗传因素无关
C．一定范围内，细胞凋亡率与ROS含量呈正相关，与药物A浓度呈负相关
D．药物A通过抑制ROS的产生来延缓人皮肤成纤维细胞的凋亡过程
11.
得分
(11分)自噬是一种细胞内的自我清理过程，细胞内部损伤或衰老的细胞器可通过选择性自噬机制被细胞特异性地降解。下图表示细胞对内质网降解的选择性自噬机制。
(1)内质网的选择性自噬依赖于一系列蛋白质，包括PINK1和泛素连接酶Parkin、Keap1。据图可知，____________蛋白能够作用于下游的泛素连接酶________，使内质网自噬受体泛素化。同时泛素化的内质网自噬受体会与__________结合，促进自噬泡对内质网自噬。
(2)溶酶体中含有多种________，其在pH＝5.0时活性最强。自噬泡与溶酶体结合形成自噬溶酶体后，将内质网降解成________、磷脂、单糖等小分子物质。
(3)研究人员用pH敏感的绿色荧光染料(低pH条件下荧光发生猝灭)和pH抗性的红色荧光染料(pH对荧光强度无较大影响)标记果蝇肠上皮细胞的内质网，在内质网自噬开始前，可观察到________________________________________。自噬激活后，包裹了内质网片段的自噬泡与溶酶体融合，可观察到____________________________________，说明发生了内质网自噬。
课时跟踪检测(二十八)
1．选C 对于单细胞生物而言，细胞的衰老就是个体的衰老，但是对于多细胞生物而言，细胞衰老，个体不一定衰老，A错误；细胞衰老和个体衰老都是正常现象，是一种自然规律，B错误；成骨细胞对骨的生长和再生(如骨折后的愈合)有重要作用，老年人的成骨细胞逐渐衰老，因而骨折后难以愈合，C正确；在正常情况下，衰老细胞由于大多数酶的活性下降，代谢会减慢，D错误。
2．选C 衰老细胞的特征：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，核膜内折，染色质固缩，染色加深；细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；有些酶的活性降低；呼吸速度减慢，新陈代谢减慢，A、B、D正确。随着细胞分裂次数增加，细胞衰老，端粒酶活性下降，细胞代谢速度减慢，C错误。
3．选D 造血干细胞通过分裂、分化并未产生完整有机体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全能性，A正确；衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，B正确；自由基攻击DNA能引起基因突变，导致肿瘤发生，C正确；细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死两种方式，细胞凋亡对多细胞生物体维持内环境稳态具有关键作用，而细胞坏死对机体不利，D错误。
4．选B 细胞的衰老和凋亡是生物界的正常现象，“永生”的灯塔水母也存在细胞的衰老和凋亡，A正确；正常情况下，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，灯塔水母“永生”可能与其体内某些细胞能将受损的端粒修复有关，B错误；营养缺失条件下，灯塔水母通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量，利于其度过不良环境，C正确；人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此研究灯塔水母“永生”机制对于再生医学、癌症治疗等方面有重大意义，D正确。
5．选A 神经干细胞是已分化的细胞，不具有全能性，A错误；脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞坏死，B正确；神经干细胞具有分裂、分化能力，在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化等过程，以弥补局部神经结构损伤、功能缺失的问题，C正确；同一个体中，神经干细胞与神经细胞形态、结构、功能不同是因为发生了细胞分化，细胞分化的本质是基因的选择性表达，D正确。
6．选D 在衰老过程中，干细胞的分裂(即再生)和分化能力均下降，A正确；自由基可攻击磷脂、蛋白质和DNA等分子，导致细胞衰老，故间充质干细胞在衰老过程中，细胞内自由基增多，B正确；间充质干细胞老化后其成骨活性会下降，说明航天员在太空出现的衰老相关现象可能与间充质干细胞衰老相关，C正确；槲皮素可以通过消除自由基抗氧化来延缓细胞衰老，还可以促进间充质干细胞的增殖及其成骨活性，说明可以加速老人骨折后的愈合速度，D错误。
7．选C 铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化产物积累引发的细胞死亡，细胞铁死亡受环境因素的影响，不属于细胞凋亡，A错误；GPX4是铁死亡的核心调控因子，能够依赖谷胱甘肽特异性催化细胞中脂质过氧化物还原为无毒的脂质醇，从而抑制铁死亡发生，据此可知，GPX4是一种酶，其作用底物是细胞中的脂质过氧化物，B错误；GPX4会抑制细胞铁死亡，而根据铁死亡的概念可知，铁死亡由脂质过氧化产物积累引发，所以抑制GPX4的活性将导致脂质过氧化物的积累，进而诱发铁死亡，C正确；在氧化应激条件下，Nrf2能够促进GPX4含量增加，进而提高细胞的抗氧化能力，抑制铁死亡发生，D错误。
8．选A 造血干细胞依赖聚集体自噬维持其内部蛋白质的稳态从而维持细胞的健康状态，并不会使其永远不死亡，A错误；细胞自噬的过程中，细胞会将胞内成分包裹在膜中形成囊状结构，并运输到溶酶体中降解这些成分，细胞自噬过程需要溶酶体参与，B正确；造血干细胞的衰老与自噬活性降低和蛋白酶体活性升高有关，降低自噬活性有助于细胞衰老和死亡，C正确；聚集体自噬只降解细胞内的蛋白聚集体从而维持蛋白质稳态，D正确。
9．解析：(1)成肌细胞可通过①②细胞增殖(或有丝分裂或细胞分裂)过程增加细胞数量，细胞分裂是骨骼肌生长、发育的基础。(2)经③④细胞分化过程形成骨骼肌纤维细胞，骨骼肌纤维细胞与成肌细胞相比其形态、结构和生理功能发生了改变，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。(3)在骨骼肌细胞受到损伤时，机体可以通过细胞自噬清除受损的细胞器或细胞结构；细胞自噬过程过于激烈时，可能诱导发生细胞凋亡，细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡对机体是有利的。(4)衰老的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，所以老年人不适合进行大强度、长时间的运动。
答案：(1)细胞增殖(或有丝分裂或细胞分裂) (2)形态、结构和生理功能 选择性表达 (3)细胞自噬 由基因所决定的细胞自动结束生命 (4)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
10．选C 细胞衰老过程中与衰老过程有关的酶活性增强，但是细胞衰老的本质是基因的选择性表达，基因数量不变，A错误；细胞衰老、凋亡本身是受到基因调控的，其衰老、凋亡速率与遗传因素有关，B错误；根据题图，一定范围内，随着药物浓度升高，细胞凋亡率下降，ROS含量也下降，故细胞凋亡率与ROS含量呈正相关，与药物A浓度呈负相关，C正确；一定范围内，随着药物浓度升高，ROS含量下降，而ROS含量升高是导致细胞衰老、凋亡的原因之一，故ROS含量下降可以延缓人皮肤成纤维细胞的凋亡过程，其中ROS含量下降的原因不一定是药物A通过抑制ROS的产生，也可能是促进其降解，D错误。
11．解析：(1)分析题图可知，PINK1蛋白能够作用于下游的泛素连接酶Keap1，使内质网自噬受体泛素化。同时泛素化的内质网自噬受体会与自噬蛋白结合，促进自噬泡对内质网自噬。(2)溶酶体内含有许多水解酶，能够分解衰老、损伤的细胞器等，内质网是单层膜结构，主要由蛋白质和脂质组成，所以水解酶能将其降解成氨基酸、磷脂、单糖等小分子物质。(3)在内质网自噬开始前，可观察到果蝇肠上皮细胞的内质网同时发出绿色和红色荧光。自噬激活后，包裹了内质网片段的自噬泡与溶酶体融合，形成自噬溶酶体，pH降低，绿色荧光淬灭，此时可观察到自噬溶酶体只发出红色荧光，无绿色荧光，进而说明发生了内质网自噬。
答案：(1)PINK1 Keap1 自噬蛋白 (2)水解酶 氨基酸 (3)果蝇肠上皮细胞的内质网同时发出绿色和红色荧光 (自噬泡与溶酶体融合形成的)自噬溶酶体发出红色荧光，无绿色荧光
