第2课时 细胞衰老和细胞死亡
知识点一 细胞衰老
1.(2024·河北廊坊高一月考)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程。下列有关细胞衰老的叙述,错误的是( )
A.老年人骨折后很难愈合,与老年人成骨细胞的衰老有关
B.衰老细胞的细胞核体积增大,染色质固缩不影响染色
C.生物体内有细胞衰老的过程意味着个体的衰老
D.自由基攻击DNA和蛋白质可能导致细胞衰老
2.人体衰老的成熟红细胞具有下列哪些特征( )
①水分减少,细胞萎缩 ②新陈代谢的速率减慢 ③多种酶的活性降低 ④呼吸速率加快 ⑤色素积累增多 ⑥细胞的呼吸速率减慢 ⑦细胞核体积增大 ⑧细胞质膜的通透性改变
A.①②③④⑤⑦⑧ B.①②③⑤⑥⑦⑧
C.①②③⑤⑥⑧ D.①②③④⑤⑧
3.在人体生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,很容易产生异常活泼的带电分子或基团。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,致使细胞衰老。下列有关说法错误的是( )
A.若自由基攻击细胞质膜上的受体分子,可能会影响细胞间的信息传递
B.自由基攻击DNA分子时,可能会引起DNA损伤
C.若自由基攻击磷脂分子,可能影响葡萄糖进入线粒体氧化分解
D.人体细胞若能及时清除自由基,可能会延缓细胞衰老
4.(2024·江苏南京江宁区高一月考)灯塔水母能从成体阶段恢复到幼虫阶段,理论上这个过程没有次数限制,从而实现了“永生”,“永生”的灯塔水母也存在细胞的衰老和凋亡。关于细胞衰老和凋亡,下列说法错误的是( )
A.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
B.自由基可以攻击和破坏细胞内执行正常功能的生物分子,比如攻击DNA,可能引起DNA损伤;攻击蛋白质,使蛋白质活性降低,导致细胞衰老
C.免疫细胞清除某些被病毒感染的细胞,这些细胞的死亡是细胞凋亡
D.在营养缺失的条件下,细胞可通过细胞自噬获得维持生命所需的物质和能量
知识点二 细胞死亡
5.(2024·江苏扬州月考)细胞凋亡是机体维持自身稳定的一种基本生理机制,下列关于细胞凋亡的叙述,错误的是( )
A.人的胚胎发育过程中会发生细胞凋亡
B.机体通过细胞凋亡可实现细胞的自然更新
C.细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定
D.细胞凋亡过程中存在染色质与染色体的相互转化
6.细胞内受损后的线粒体释放的信号蛋白,会引发细胞非正常死亡。如图表示细胞通过细胞自噬及时清除受损线粒体及其释放信号蛋白的过程,下列说法错误的是( )
A.自噬体可能发生(来源)于内质网,由4层磷脂分子构成
B.自噬作用清除受损细胞器,维持细胞内部环境的稳定
C.自噬体将水解产物排出体外,以避免细胞凋亡
D.溶酶体具有识别功能
7.如图表示细胞凋亡过程中的一系列变化。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞凋亡是正常细胞必经的生命历程
B.细胞凋亡在生物个体发育过程中具有重要作用
C.细胞凋亡过程不发生细胞质膜的破损
D.细胞凋亡产生的凋亡小体会引起炎症反应,导致组织损伤
8.机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白介素-18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分化,提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究,方法如下:选取若干实验小鼠,随机分成三组:①组无辐射损伤;②组辐射损伤(60Co照射,下同);③组先辐射损伤,1天后注射IL-18,14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了0 h、12 h、24 h、48 h后,进行细胞凋亡检测,得到的细胞凋亡相对值如表。
组别 处理方法 0 h 12 h 24 h 48 h
① 无辐射损伤 0.046 0.056 0.048 0.038
② 辐射损伤 0.460 0.420 0.530 0.520
③ 辐射损伤+ IL-18 0.239 0.265 0.279 0.269
(1)细胞死亡常被称为细胞 死亡,主要包括由细胞自噬导致的 、 和 。从表中数据可知,细胞凋亡相对值越小,说明发生凋亡的脾细胞数目越 ;从 (组别)两组数据可知,IL-18能够抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡。
(2)科研小组还设置了第④组实验,处理方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组。与第③组相比,设置第④组的目的是 。
9.(2024·江苏扬州月考)我国科学家筛选鉴定出能促进细胞衰老的基因——组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7,研究表明,kat7基因失活会延缓细胞衰老,从而延长实验动物的寿命。下列说法正确的是( )
A.衰老的细胞中细胞核体积减小,染色质呈固缩状态
B.衰老细胞中呼吸酶的活性降低,组蛋白乙酰转移酶的活性升高
C.细胞正常的衰老和细胞坏死有利于机体更好地实现自我更新
D.通过转基因技术将kat7基因导入受体细胞并表达有助于治疗老年性痴呆
10.(多选)(2024·江苏连云港东海一中月考)关于细胞衰老的解释,除普遍接受的自由基学说和端粒学说外,还有一种遗传决定学说,认为控制衰老的基因会在特定时期有序地开启或关闭。下列说法正确的是( )
A.根据遗传决定学说推测,控制衰老的基因普遍存在于体细胞中
B.自由基产生后会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子
C.随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
D.衰老细胞中水分减少,细胞核体积变小,细胞体积变小,细胞代谢速率减慢
11.(多选)(2024·江苏扬州期中)线粒体自噬时,内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体,此时细胞内LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ蛋白,后者促使自噬体与溶酶体融合,降解损伤的线粒体。研究人员选取周龄一致的大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组。训练一段时间后,测量大鼠腓肠肌细胞LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.线粒体自噬过程体现了生物膜结构的统一性
B.LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的值随运动强度增大而增大
C.运动可以抑制大鼠细胞的线粒体自噬
D.细胞自噬有利于维持细胞内的稳态
12.(2024·江苏苏州太仓一中月考)为研究黄芪甲甙(黄芪的主要活性成分)延缓细胞衰老的机制,研究者用培养至不同细胞分裂次数(细胞代数)的小鼠进行了如下实验。据表回答下列问题:
组别 小鼠细胞 实验处理(8天) SOD活性相对值 丙二醇含量相对值
1 <35代 培养液 12.84 153.8
2 >50代 培养液 6.83 210.5
3 >50代 培养液+ 适量A液 6.78 211.2
4 >50代 培养液+等量0.1%黄芪甲甙 9.58 161.6
注:0.1%黄芪甲甙由黄芪甲甙溶于DMSO中配制而成。
(1)实验中设置第1组为整个实验提供了 。第3组实验使用的A液为 ,设置该组实验的目的是
。
(2)已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇是生物膜脂过氧化的产物。由实验结果可知,黄芪甲甙延缓衰老的机理是
。
(3)显微镜观察各组细胞发现,与第1组相比,第2、3组细胞具有体积 、细胞核 、染色质 等特点。
(4)细胞凋亡是 的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞程序性死亡。
第2课时 细胞衰老和细胞死亡
1.C 成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和矿化,老年人骨折后很难愈合,与老年人成骨细胞的衰老有关,A正确;染色质固缩会影响DNA的复制,但是不影响染色,B正确;多细胞生物中细胞的衰老和个体的衰老并非同步,C错误。
2.C 衰老的细胞具有以下特征:细胞内水分减少,体积变小,细胞萎缩;多种酶的活性降低,代谢速率减慢;细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累;细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;细胞质膜通透性改变。根据上述特征判断:①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征,但由于人的成熟红细胞没有细胞核,因此应除去⑦。
3.C 葡萄糖在细胞质基质中氧化分解形成丙酮酸,丙酮酸进入线粒体氧化分解,C错误。
4.A 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促使将受损的端粒修复有关,A错误;自由基产生后能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子,比如攻击DNA,可能引起DNA损伤;攻击蛋白质,使蛋白质活性降低,最终使细胞衰老,B正确;被病毒感染的细胞的清除属于细胞凋亡,受基因的控制,C正确;损伤的细胞器被溶酶体降解后,产生的部分产物可以被细胞重新利用,因此在营养缺乏条件下,细胞通过细胞自噬可以获得维持细胞生存所需要的物质和能量,D正确。
5.D 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都起着非常关键的作用,C正确;细胞凋亡过程中不存在染色质与染色体的相互转化,D错误。
6.C 由题图可知,自噬体具有双层膜,因此在不考虑线粒体膜的情况下,其含有4层磷脂分子,A正确;及时清除受损的线粒体及信号蛋白的过程发生在细胞内,因而能维持细胞内部环境的稳定,B正确;自噬体内的物质被水解后,其产物有的可以被细胞重新利用,不能被利用的则排到细胞外,C错误;溶酶体只有识别自噬体后才能与其融合,可见溶酶体具有识别功能,D正确。
7.D 细胞凋亡既受基因调控,又受环境影响,是正常细胞必经的生命历程,A正确;细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰,都起着非常关键的作用,B正确;细胞凋亡过程不发生细胞质膜破损,而是利用细胞质膜的流动性产生较小的凋亡小体,C正确;细胞凋亡产生的凋亡小体更易被吞噬细胞吞噬分解,不会引起炎症反应,D错误。
8.(1)程序性 自噬性细胞死亡 细胞坏死 细胞凋亡 少 ②③ (2)比较核辐射前后注射IL-18对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响
解析:“细胞凋亡相对值”是归纳结论的依据,“细胞凋亡相对值”是指细胞凋亡的数量与细胞总数的比值。因此细胞凋亡相对值越小,说明发生凋亡的细胞数目越少。各组对照实验遵循单一变量原则,只有一个变量,该实验中有如下对照实验:
对照实验 自变量 实验结论或探究问题
①② 是否有辐射损伤 核辐射会诱导脾细胞凋亡
②③ IL-18的有无 IL-18能够抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡
③④ 辐射前后注射IL-18 辐射前后注射IL-18,对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响
9.B 衰老细胞内水分减少,细胞体积萎缩变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深,A错误;衰老细胞呼吸酶的活性降低,呼吸速率减慢,据题意可知组蛋白乙酰转移酶的活性升高,B正确;正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新,细胞坏死是指细胞在受到不利因素影响时死亡的现象,不是实现机体的自我更新的途径,C错误;组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7能促进细胞衰老,因此不能通过转基因技术治疗老年性痴呆,D错误。
10.ABC 细胞衰老是生物体内正常的生命历程,根据遗传决定学说推测,控制衰老的基因普遍存在于体细胞中,A正确;自由基产生后,会攻击和破环细胞内各种执行正常功能的生物分子,如自由基会攻击DNA,可能引起DNA损伤;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老,B正确;端粒的DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,随着细胞分裂次数的增加,截短的部分会逐渐向内延伸,在端粒DNA序列被截短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,C正确;衰老细胞中水分减少,细胞核体积变大,细胞体积变小,细胞代谢速率减慢,D错误。
11.ABD 自噬体可以与溶酶体融合,说明两者能够相互转化,这依赖于生物膜结构的统一性,A正确;随运动强度加大,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的值变大,因“LC3-Ⅱ蛋白促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解”,故运动可以促进细胞的线粒体自噬,B正确,C错误;细胞自噬能够清除自身衰老或损伤的结构,有利于维持细胞内的稳态,D正确。
12.(1)对照 DMSO 作为对照,排除DMSO对实验结果的干扰 (2)通过提高细胞内SOD活性,降低丙二醇含量,进而延缓衰老 (3)变小 增大 固缩 (4)由基因所决定的细胞自动结束生命
解析:(1)根据表格分析可知1是整个实验的空白对照组。3是4的对照组,A液应该是0.1%黄芪甲甙溶液的溶剂,即DMSO,可以排除溶剂DMSO对实验结果的干扰。(2)已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇是生物膜脂过氧化的产物,根据表格中2、3、4组中SOD活性相对值数据变化和丙二醇含量相对值数据变化可知,黄芪甲甙能提高细胞内SOD活性,使细胞内生物膜系统的丙二醇含量相对值降低而延缓了衰老。(3)显微镜下观察各组细胞发现,与1组相比,2、3组细胞出现衰老现象,衰老细胞具有细胞体积变小、细胞核增大、线粒体数量少、染色质固缩、酶的活性降低等结构特点。
4 / 4第2课时 细胞衰老和细胞死亡
导学聚焦 1.阐述细胞衰老的特征及原因。 2.说出细胞死亡的方式和意义
知识点(一) 细胞衰老
1.细胞衰老的表现
细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程,发生的变化最终反映在细胞的 和 上。
巧学助记:巧记细胞衰老的特征
2.细胞衰老的原因
(1)细胞衰老的决定因素:细胞自身。
(2)细胞衰老机制的学说
3.判断下列相关表述的正误
(1)细胞衰老时,所有酶的活性都降低。( )
(2)端粒存在于所有细胞中。( )
(3)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。( )
(4)自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老。( )
探讨一 分析细胞衰老的特点
1.阅读教材相关内容,根据个体衰老特征推测细胞衰老特征。
个体衰老特征 细胞衰老特征
— 细胞核体积增大
皮肤干燥、皱纹
头发变白
老年斑
肌肉无力
吸收能力下降
探讨二 分析细胞衰老的原因,提高科学探究能力
2.分析资料,回答下列相关问题:
资料1:端粒是细胞染色体末端的高度重复序列,对染色体结构起着重要的维持与保护作用。端粒长度的缩短及其结构的异常变化是细胞衰老的一个重要诱因。科学家研究发现在正常细胞中,端粒由于端粒酶的失活随着每次细胞分裂逐渐变短;而在肿瘤细胞中,由于端粒酶的异常激活,其端粒长度可以不随细胞分裂而缩短。
资料2:我们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对的电子,表现出高度的反应活跃性。在生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,在这些反应中很容易产生自由基。此外,辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。例如水在电离辐射下便会产生自由基。自由基抑制剂及抗氧化剂可以延长细胞和动物的寿命。体内自由基防御能力随年龄的增长而减弱。
(1)资料1说明端粒酶的作用以及细胞衰老的原因分别是什么?
(2)资料2说明自由基与细胞衰老有什么关系?
整合提升
分子组成或细胞结构的变化对细胞衰老的影响
1.分子组成或性质的变化对结构和功能的影响
(1)自由水减少,代谢速率减慢→细胞体积变小。
(2)多种酶的活性降低→细胞内的细胞呼吸等代谢速率降低。
(3)色素积累→形成老年斑,并阻碍细胞内物质交换。
2.细胞结构的变化及对功能的影响
(1)细胞质膜的成分变化→通透性变化,降低物质的运输功能。
(2)细胞核变大→为了维持对细胞的控制。
1.(2023·江苏无锡检测)下列关于衰老的相关叙述,错误的是( )
A.端粒学说认为,细胞衰老的原因是端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截
B.细胞代谢产生的自由基,会攻击蛋白质分子,致使细胞衰老
C.端粒DNA序列变短后,细胞活动渐趋异常
D.衰老细胞的体积减小,从而使细胞的相对表面积增大,物质运输效率增大
2.(2024·江苏扬州月考)“少年易老学难成,一寸光阴不可轻;未觉池塘春草梦,阶前梧叶已秋声”。下列有关细胞衰老的说法错误的是( )
A.细胞衰老是一系列复杂生理生化反应过程,与细胞自身有关
B.人体细胞的衰老对于维持个体的正常生长和发育及生命活动具有重要意义
C.细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积变大,核膜皱折,染色质固缩
D.衰老细胞膜通透性改变,使物质运输功能增强
3.细胞衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。最新研究表明,现代人类面临着三种衰老:生理性衰老(随着年龄增长所出现的生理性退化)、病理性衰老(即“早衰”,由于内在或外在的原因使人体发生病理性变化,使衰老现象提前发生)及心理性衰老(由于精神或体力负担过重而导致过早衰老,常表现为“未老先衰”)。下列叙述错误的是( )
A.“早衰”及“未老先衰”说明环境因素会影响细胞衰老
B.衰老的细胞中多种酶的活性降低,细胞质膜通透性改变
C.老年人头发变白的原因是细胞内不能合成酪氨酸酶
D.人衰老后会出现免疫力下降、适应环境的能力减弱等现象
4.(多选)细胞衰老的自由基学说认为生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生自由基积累的结果。如图为自由基学说示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.多食抗氧化类的食物可延缓细胞衰老
B.自由基不会引起细胞质膜的通透性改变
C.自由基可能会引起细胞遗传物质改变
D.生活中应减少辐射及有害物质的摄入
知识点(二) 细胞死亡
1.细胞自噬
2.细胞坏死
3.细胞凋亡
4.判断下列相关表述的正误
(1)细胞死亡均通过细胞凋亡方式实现。( )
(2)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。( )
(3)细胞的凋亡,从根本上来看,是基因选择性表达的结果。( )
(4)细胞自噬一定会导致细胞死亡。( )
(5)细胞的凋亡有助于个体的发育和生命活动的正常进行。( )
探讨 辨析细胞自噬、细胞凋亡与细胞坏死,提高理解能力
1.根据细胞自噬基本过程的示意图,回答下列问题:
(1)图示与溶酶体融合的自噬体由几层生物膜构成?
(2)当细胞养分不足时,细胞自噬作用会如何变化,其意义是什么?
2.分析细胞坏死和细胞凋亡过程示意图,回答下列问题:
(1)诱发细胞坏死和细胞凋亡的原因是什么?
(2)根据图示,细胞坏死和细胞凋亡过程中细胞核、细胞质膜和细胞器如何变化?
(3)为什么细胞坏死会引起炎症反应而细胞凋亡不会?
(4)细胞凋亡的意义有哪些?
1.细胞凋亡机制解读
2.细胞衰老与细胞坏死、细胞凋亡的内容比较
比较内容 细胞衰老 细胞坏死 细胞凋亡
影响 因素 基因、端粒酶等 细胞受到严重损伤 细胞内部基因调控
细胞体积 萎缩变小 肿胀变大 皱缩变小
细胞核 体积增大、核膜皱折、染色质固缩 染色质不凝集,核膜破裂等 染色质凝集、分离并沿核膜分布
细胞质、 细胞器 多种酶活性降低、色素积累等 线粒体膨大 细胞器完整
细胞质膜 通透性改变 破裂 包裹细胞器等碎片形成凋亡小体
炎症反应 无 有 无
1.(2024·江苏宿迁泗阳一中期中)细胞自噬作用主要是清除降解细胞内衰老、损伤的细胞器、以及不再需要的生物大分子、也可清除变性或错误折叠的蛋白质,降解产物可用于供能和生物合成。研究表明,细胞自噬作用还与个体发育、肿瘤细胞的恶性增殖及神经退行性疾病有关。下列说法错误的是( )
A.细胞自噬有利于胞内物质更新,以维持细胞内部环境稳定
B.受损或功能退化的细胞结构可以通过溶酶体降解后再利用
C.衰老细胞的溶酶体可以合成多种水解酶来降解衰老细胞器
D.研究细胞的自噬机制可开辟治疗癌症和老年性疾病新途径
2.(多选)(2024·江苏盐城射阳中学期末)线粒体不仅是细胞的“能量工厂”,而且在细胞凋亡的调控中起重要作用,相关机制如图所示。下列分析正确的是( )
A.凋亡细胞解体后,可能会由吞噬细胞的溶酶体将其消化降解
B.新生的细胞中,C-9酶的活性一般较低
C.抑制C-9酶前体的合成,能延缓受损细胞的凋亡
D.线粒体受损会导致ATP合成受阻,细胞凋亡无法进行
第2课时 细胞衰老和细胞死亡
【核心要点·巧突破】
知识点(一)
自主学习
1.形态结构 生理功能 萎缩 水分 变小 增大 皱折 固缩 通透性 降低 活性 ⑩减慢 积累 信息传递
2.(2) DNA重复序列 延缓 缩短 带电分子或基团 反应活跃性 磷脂分子 DNA
3.(1)× 提示:细胞衰老时,多种酶的活性降低。
(2)× 提示:端粒位于染色体的两端,原核细胞没有染色体。
(3)√
(4)× 提示:自由基攻击其他生物分子,如DNA或蛋白质分子,最终导致细胞衰老。
互动探究
1.细胞萎缩,细胞内水分减少,体积变小 细胞内多种酶的活性降低 细胞内色素积累 细胞内代谢速率减慢 细胞质膜通透性改变,物质运输功能降低
2.(1)提示:端粒酶使端粒恢复延长。细胞每分裂一次,端粒就会缩短一次,当端粒长度缩短到一定程度,会使细胞停止分裂,导致衰老。
(2)提示:生物体的衰老过程是机体的组织细胞产生的自由基不断积累的结果。
学以致用
1.D 端粒学说认为,细胞衰老的原因是端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,A正确;自由基学说认为,细胞内活泼的带电分子或基团在氧化反应中会产生大量的自由基,自由基攻击DNA或蛋白质分子,导致细胞衰老,B正确;每次细胞分裂后,端粒DNA序列就会缩短一截,使细胞活动渐趋异常,C正确;衰老的细胞的细胞质膜通透性改变,物质运输功能降低,D错误。
2.D 细胞衰老后细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低,D错误。
3.C 老年人头发变白的原因与细胞内酪氨酸酶的活性下降有关,并非不能合成酪氨酸酶,C错误。
4.ACD 多食抗氧化类的食物可减少自由基的产生,有助于延缓细胞衰老,A正确;自由基可导致细胞衰老,而衰老细胞的细胞质膜通透性改变,使物质运输功能降低,B错误;自由基可攻击DNA分子,故自由基可能会引起细胞遗传物质改变,C正确;由题图可知,辐射及有害物质的摄入可产生自由基,从而引起细胞衰老,故生活中应减少辐射及有害物质的摄入,D正确。
知识点(二)
自主学习
1. 溶酶体 液泡 内环境 细胞死亡
2.伤害 炎症
3. 基因 遗传机制 稳定状态 外界各种因素 自然更新 清除
4.(1)× 提示:细胞凋亡是细胞死亡的方式之一。
(2)× 提示:细胞凋亡是基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(3)√
(4)× 提示:细胞自噬是分解衰老、损伤的细胞器或侵入细胞的病原体的过程,细胞自噬不一定会导致细胞死亡。
(5)√
互动探究
1.(1)提示:两层。
(2)提示:细胞自噬作用会增强。处于营养不足条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量,从而维持细胞内部环境的动态平衡。
2.(1)提示:细胞坏死的原因是细胞在强烈的理化因素或生物因素作用下受到严重损伤;细胞凋亡是细胞内基因所调控的程序性死亡。
(2)提示:细胞坏死过程中核膜和细胞质膜破裂,染色质不发生凝集,线粒体膨大。细胞凋亡过程中染色质凝集、分离并沿核膜分布,细胞质膜反折,包裹细胞器等碎片,形成凋亡小体。
(3)提示:细胞坏死时,细胞内容物释放到细胞外,对周围细胞产生伤害,引发炎症反应;细胞凋亡时,细胞会形成凋亡小体,从而被吞噬细胞吞噬,不会产生炎症反应。
(4)提示:细胞凋亡对生物个体的正常发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰具有重要作用。
学以致用
1.C 细胞自噬作用主要是清除降解细胞内衰老、损伤的细胞器以及不再需要的生物大分子,也可清除变性或错误折叠的蛋白质,所以细胞自噬有利于胞内物质更新,以维持细胞内部环境稳定,A正确;在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,B正确;溶酶体中水解酶的化学本质是蛋白质,合成场所是核糖体,C错误;细胞自噬作用还与个体发育、肿瘤细胞的恶性增殖及神经退行性疾病有关,因此,研究细胞的自噬机制可开辟治疗癌症和老年性疾病新途径,D正确。
2.ABC 凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬,由细胞内的溶酶体将其消化,A正确;C-9酶的活化可促进细胞凋亡,而新生细胞不易凋亡,故新生细胞中C-9酶的活性一般较低,B正确;C-9酶前体可变成活化的C-9酶,进而激活C-3酶使细胞凋亡,故抑制C-9酶前体的合成可延缓受损细胞的凋亡,C正确;线粒体受损虽然会导致ATP合成受阻,但细胞质基质中仍可以合成ATP,细胞仍会凋亡,D错误。
7 / 7(共70张PPT)
第2课时 细胞衰老和细胞死亡
导学
聚焦 1.阐述细胞衰老的特征及原因。
2.说出细胞死亡的方式和意义
核心要点·巧突破
01
课时训练·提素能
02
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点(一) 细胞衰老
1. 细胞衰老的表现
细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程,发生的变化最终反映
在细胞的 和 上。
形态结构
生理功能
巧学助记:巧记细胞衰老的特征
2. 细胞衰老的原因
(1)细胞衰老的决定因素:细胞自身。
(2)细胞衰老机制的学说
3. 判断下列相关表述的正误
(1)细胞衰老时,所有酶的活性都降低。 ( × )
提示:细胞衰老时,多种酶的活性降低。
(2)端粒存在于所有细胞中。 ( × )
提示:端粒位于染色体的两端,原核细胞没有染色体。
(3)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。
( √ )
(4)自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老。 ( × )
提示:自由基攻击其他生物分子,如DNA或蛋白质分子,最
终导致细胞衰老。
×
×
√
×
探讨一 分析细胞衰老的特点
1. 阅读教材相关内容,根据个体衰老特征推测细胞衰老特征。
个体衰老特征 细胞衰老特征
— 细胞核体积增大
皮肤干燥、皱纹
细胞萎缩,细胞内水分减少,体积变小
个体衰老特征 细胞衰老特征
头发变白
老年斑
肌肉无力
吸收能力下降
细胞内多种酶的活性降低
细胞内色素积累
细胞内代谢速率减慢
细胞质膜通透性改变,物质运输功能降低
探讨二 分析细胞衰老的原因,提高科学探究能力
2. 分析资料,回答下列相关问题:
资料1:端粒是细胞染色体末端的高度重复序列,对染色体结构起
着重要的维持与保护作用。端粒长度的缩短及其结构的异常变化是
细胞衰老的一个重要诱因。科学家研究发现在正常细胞中,端粒由
于端粒酶的失活随着每次细胞分裂逐渐变短;而在肿瘤细胞中,由
于端粒酶的异常激活,其端粒长度可以不随细胞分裂而缩短。
资料2:我们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由
基含有未配对的电子,表现出高度的反应活跃性。在生命活动中,
细胞不断进行各种氧化反应,在这些反应中很容易产生自由基。此
外,辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。例如水在电
离辐射下便会产生自由基。自由基抑制剂及抗氧化剂可以延长细胞
和动物的寿命。体内自由基防御能力随年龄的增长而减弱。
(1)资料1说明端粒酶的作用以及细胞衰老的原因分别是什么?
提示:端粒酶使端粒恢复延长。细胞每分裂一次,端粒就会
缩短一次,当端粒长度缩短到一定程度,会使细胞停止分
裂,导致衰老。
(2)资料2说明自由基与细胞衰老有什么关系?
提示:生物体的衰老过程是机体的组织细胞产生的自由基不
断积累的结果。
整合提升
分子组成或细胞结构的变化对细胞衰老的影响
1. 分子组成或性质的变化对结构和功能的影响
(1)自由水减少,代谢速率减慢→细胞体积变小。
(2)多种酶的活性降低→细胞内的细胞呼吸等代谢速率降低。
(3)色素积累→形成老年斑,并阻碍细胞内物质交换。
2. 细胞结构的变化及对功能的影响
(1)细胞质膜的成分变化→通透性变化,降低物质的运输功能。
(2)细胞核变大→为了维持对细胞的控制。
1. (2023·江苏无锡检测)下列关于衰老的相关叙述,错误的是
( )
A. 端粒学说认为,细胞衰老的原因是端粒DNA序列在每次细胞分裂后
会缩短一截
B. 细胞代谢产生的自由基,会攻击蛋白质分子,致使细胞衰老
C. 端粒DNA序列变短后,细胞活动渐趋异常
D. 衰老细胞的体积减小,从而使细胞的相对表面积增大,物质运输效
率增大
解析: 端粒学说认为,细胞衰老的原因是端粒DNA序列在每次
细胞分裂后会缩短一截,A正确;自由基学说认为,细胞内活泼的
带电分子或基团在氧化反应中会产生大量的自由基,自由基攻击
DNA或蛋白质分子,导致细胞衰老,B正确;每次细胞分裂后,端
粒DNA序列就会缩短一截,使细胞活动渐趋异常,C正确;衰老的
细胞的细胞质膜通透性改变,物质运输功能降低,D错误。
2. (2024·江苏扬州月考)“少年易老学难成,一寸光阴不可轻;未觉
池塘春草梦,阶前梧叶已秋声”。下列有关细胞衰老的说法错误的
是( )
A. 细胞衰老是一系列复杂生理生化反应过程,与细胞自身有关
B. 人体细胞的衰老对于维持个体的正常生长和发育及生命活动具有重
要意义
C. 细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积变大,核膜皱折,染色质固缩
D. 衰老细胞膜通透性改变,使物质运输功能增强
解析:细胞衰老后细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低,D错误。
3. 细胞衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不
可逆的生命过程。最新研究表明,现代人类面临着三种衰老:生理
性衰老(随着年龄增长所出现的生理性退化)、病理性衰老(即
“早衰”,由于内在或外在的原因使人体发生病理性变化,使衰老现
象提前发生)及心理性衰老(由于精神或体力负担过重而导致过早
衰老,常表现为“未老先衰”)。下列叙述错误的是( )
A. “早衰”及“未老先衰”说明环境因素会影响细胞衰老
B. 衰老的细胞中多种酶的活性降低,细胞质膜通透性改变
C. 老年人头发变白的原因是细胞内不能合成酪氨酸酶
D. 人衰老后会出现免疫力下降、适应环境的能力减弱等现象
解析: 老年人头发变白的原因与细胞内酪氨酸酶的活性下降有
关,并非不能合成酪氨酸酶,C错误。
4. (多选)细胞衰老的自由基学说认为生物体的衰老过程是机体的组
织细胞不断产生自由基积累的结
果。如图为自由基学说示意图,
下列有关叙述正确的是( )
A. 多食抗氧化类的食物可延缓细胞衰老
B. 自由基不会引起细胞质膜的通透性改变
C. 自由基可能会引起细胞遗传物质改变
D. 生活中应减少辐射及有害物质的摄入
解析: 多食抗氧化类的食物可减少自由基的产生,有助于延
缓细胞衰老,A正确;自由基可导致细胞衰老,而衰老细胞的细胞
质膜通透性改变,使物质运输功能降低,B错误;自由基可攻击
DNA分子,故自由基可能会引起细胞遗传物质改变,C正确;由题
图可知,辐射及有害物质的摄入可产生自由基,从而引起细胞衰
老,故生活中应减少辐射及有害物质的摄入,D正确。
知识点(二) 细胞死亡
1. 细胞自噬
2. 细胞坏死
3. 细胞凋亡
4. 判断下列相关表述的正误
(1)细胞死亡均通过细胞凋亡方式实现。 ( × )
提示:细胞凋亡是细胞死亡的方式之一。
(2)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 ( × )
提示:细胞凋亡是基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(3)细胞的凋亡,从根本上来看,是基因选择性表达的结果。
( √ )
(4)细胞自噬一定会导致细胞死亡。 ( × )
提示:细胞自噬是分解衰老、损伤的细胞器或侵入细胞的病
原体的过程,细胞自噬不一定会导致细胞死亡。
(5)细胞的凋亡有助于个体的发育和生命活动的正常进行。
( √ )
×
×
√
×
√
探讨 辨析细胞自噬、细胞凋亡与细胞坏死,提高理解能力
1. 根据细胞自噬基本过程的示意图,回答下列问题:
(1)图示与溶酶体融合的自噬体由几层生物膜构成?
提示:两层。
(2)当细胞养分不足时,细胞自噬作用会如何变化,其意义是
什么?
提示:细胞自噬作用会增强。处于营养不足条件下的细胞,
通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量,从而维
持细胞内部环境的动态平衡。
2. 分析细胞坏死和细胞凋亡过程示意图,回答下列问题:
(1)诱发细胞坏死和细胞凋亡的原因是什么?
提示:细胞坏死的原因是细胞在强烈的理化因素或生物因素
作用下受到严重损伤;细胞凋亡是细胞内基因所调控的程序
性死亡。
(2)根据图示,细胞坏死和细胞凋亡过程中细胞核、细胞质膜和
细胞器如何变化?
提示:细胞坏死过程中核膜和细胞质膜破裂,染色质不发
生凝集,线粒体膨大。细胞凋亡过程中染色质凝集、分离
并沿核膜分布,细胞质膜反折,包裹细胞器等碎片,形成
凋亡小体。
(3)为什么细胞坏死会引起炎症反应而细胞凋亡不会?
提示:细胞坏死时,细胞内容物释放到细胞外,对周围细胞
产生伤害,引发炎症反应;细胞凋亡时,细胞会形成凋亡小
体,从而被吞噬细胞吞噬,不会产生炎症反应。
(4)细胞凋亡的意义有哪些?
提示:细胞凋亡对生物个体的正常发育、生命活动稳定状态
的维持以及抵御外界各种因素的干扰具有重要作用。
1. 细胞凋亡机制解读
2. 细胞衰老与细胞坏死、细胞凋亡的内容比较
比较内容 细胞衰老 细胞坏死 细胞凋亡
影响 因素 基因、端粒酶等 细胞受到严重损
伤 细胞内部基因调
控
细胞体积 萎缩变小 肿胀变大 皱缩变小
细胞核 体积增大、核膜皱折、染色质固缩 染色质不凝集,
核膜破裂等 染色质凝集、分
离并沿核膜分布
比较内容 细胞衰老 细胞坏死 细胞凋亡
细胞质、 细胞器 多种酶活性降
低、色素积累等 线粒体膨大 细胞器完整
细胞质膜 通透性改变 破裂 包裹细胞器等碎
片形成凋亡小体
炎症反应 无 有 无
1. (2024·江苏宿迁泗阳一中期中)细胞自噬作用主要是清除降解细胞
内衰老、损伤的细胞器、以及不再需要的生物大分子、也可清除变
性或错误折叠的蛋白质,降解产物可用于供能和生物合成。研究表
明,细胞自噬作用还与个体发育、肿瘤细胞的恶性增殖及神经退行
性疾病有关。下列说法错误的是( )
A. 细胞自噬有利于胞内物质更新,以维持细胞内部环境稳定
B. 受损或功能退化的细胞结构可以通过溶酶体降解后再利用
C. 衰老细胞的溶酶体可以合成多种水解酶来降解衰老细胞器
D. 研究细胞的自噬机制可开辟治疗癌症和老年性疾病新途径
解析: 细胞自噬作用主要是清除降解细胞内衰老、损伤的细胞
器以及不再需要的生物大分子,也可清除变性或错误折叠的蛋白
质,所以细胞自噬有利于胞内物质更新,以维持细胞内部环境稳
定,A正确;在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构
等,通过溶酶体降解后再利用,B正确;溶酶体中水解酶的化学本
质是蛋白质,合成场所是核糖体,C错误;细胞自噬作用还与个体
发育、肿瘤细胞的恶性增殖及神经退行性疾病有关,因此,研究细
胞的自噬机制可开辟治疗癌症和老年性疾病新途径,D正确。
2. (多选)(2024·江苏盐城射阳中学期末)线粒体不仅是细胞的“能量工厂”,而且在细胞凋亡的调控中起重要作用,相关机制如图所示。下列分析正确的是( )
A. 凋亡细胞解体后,可能会由吞噬细胞的溶酶体将其消化降解
B. 新生的细胞中,C-9酶的活性一般较低
C. 抑制C-9酶前体的合成,能延缓受损细胞的凋亡
D. 线粒体受损会导致ATP合成受阻,细胞凋亡无法进行
解析: 凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬,由细胞内的溶酶体
将其消化,A正确;C-9酶的活化可促进细胞凋亡,而新生细胞不易
凋亡,故新生细胞中C-9酶的活性一般较低,B正确;C-9酶前体可
变成活化的C-9酶,进而激活C-3酶使细胞凋亡,故抑制C-9酶前体
的合成可延缓受损细胞的凋亡,C正确;线粒体受损虽然会导致
ATP合成受阻,但细胞质基质中仍可以合成ATP,细胞仍会凋亡,D
错误。
课时训练·提素能
02
分级练习 巩固提升
知识点一 细胞衰老
1. (2024·河北廊坊高一月考)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化
学反应发生复杂变化的过程。下列有关细胞衰老的叙述,错误的是
( )
A. 老年人骨折后很难愈合,与老年人成骨细胞的衰老有关
B. 衰老细胞的细胞核体积增大,染色质固缩不影响染色
C. 生物体内有细胞衰老的过程意味着个体的衰老
D. 自由基攻击DNA和蛋白质可能导致细胞衰老
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解析: 成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合
成、分泌和矿化,老年人骨折后很难愈合,与老年人成骨细胞
的衰老有关,A正确;染色质固缩会影响DNA的复制,但是不影
响染色,B正确;多细胞生物中细胞的衰老和个体的衰老并非同
步,C错误。
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2. 人体衰老的成熟红细胞具有下列哪些特征( )
①水分减少,细胞萎缩 ②新陈代谢的速率减慢 ③多种酶的活性
降低 ④呼吸速率加快 ⑤色素积累增多 ⑥细胞的呼吸速率减慢
⑦细胞核体积增大 ⑧细胞质膜的通透性改变
A. ①②③④⑤⑦⑧ B. ①②③⑤⑥⑦⑧
C. ①②③⑤⑥⑧ D. ①②③④⑤⑧
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解析: 衰老的细胞具有以下特征:细胞内水分减少,体积变
小,细胞萎缩;多种酶的活性降低,代谢速率减慢;细胞内的色素
会随着细胞衰老而逐渐积累;细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增
大,染色质固缩,染色加深;细胞质膜通透性改变。根据上述特征
判断:①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征,但由于人的成熟红
细胞没有细胞核,因此应除去⑦。
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3. 在人体生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,很容易产生异常
活泼的带电分子或基团。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功
能的生物分子,致使细胞衰老。下列有关说法错误的是( )
A. 若自由基攻击细胞质膜上的受体分子,可能会影响细胞间的信息传递
B. 自由基攻击DNA分子时,可能会引起DNA损伤
C. 若自由基攻击磷脂分子,可能影响葡萄糖进入线粒体氧化分解
D. 人体细胞若能及时清除自由基,可能会延缓细胞衰老
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解析: 葡萄糖在细胞质基质中氧化分解形成丙酮酸,丙酮酸进
入线粒体氧化分解,C错误。
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4. (2024·江苏南京江宁区高一月考)灯塔水母能从成体阶段恢复到幼
虫阶段,理论上这个过程没有次数限制,从而实现了“永生”,“永
生”的灯塔水母也存在细胞的衰老和凋亡。关于细胞衰老和凋亡,
下列说法错误的是( )
A. 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
B. 自由基可以攻击和破坏细胞内执行正常功能的生物分子,比如攻击
DNA,可能引起DNA损伤;攻击蛋白质,使蛋白质活性降低,导
致细胞衰老
C. 免疫细胞清除某些被病毒感染的细胞,这些细胞的死亡是细胞凋亡
D. 在营养缺失的条件下,细胞可通过细胞自噬获得维持生命所需的物
质和能量
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解析: 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促使将受损的端粒修
复有关,A错误;自由基产生后能攻击和破坏细胞内多种执行正常
功能的生物分子,比如攻击DNA,可能引起DNA损伤;攻击蛋白
质,使蛋白质活性降低,最终使细胞衰老,B正确;被病毒感染的
细胞的清除属于细胞凋亡,受基因的控制,C正确;损伤的细胞器
被溶酶体降解后,产生的部分产物可以被细胞重新利用,因此在营
养缺乏条件下,细胞通过细胞自噬可以获得维持细胞生存所需要的
物质和能量,D正确。
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知识点二 细胞死亡
5. (2024·江苏扬州月考)细胞凋亡是机体维持自身稳定的一种基本生
理机制,下列关于细胞凋亡的叙述,错误的是( )
A. 人的胚胎发育过程中会发生细胞凋亡
B. 机体通过细胞凋亡可实现细胞的自然更新
C. 细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定
D. 细胞凋亡过程中存在染色质与染色体的相互转化
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解析: 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都起着非常关键的作
用,C正确;细胞凋亡过程中不存在染色质与染色体的相互转
化,D错误。
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6. 细胞内受损后的线粒体释放的信号蛋白,会引发细胞非正常死亡。
如图表示细胞通过细胞自噬及
时清除受损线粒体及其释放信
号蛋白的过程,下列说法错误
的是( )
A. 自噬体可能发生(来源)于内质网,由4层磷脂分子构成
B. 自噬作用清除受损细胞器,维持细胞内部环境的稳定
C. 自噬体将水解产物排出体外,以避免细胞凋亡
D. 溶酶体具有识别功能
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解析: 由题图可知,自噬体具有双层膜,因此在不考虑线粒体
膜的情况下,其含有4层磷脂分子,A正确;及时清除受损的线粒体
及信号蛋白的过程发生在细胞内,因而能维持细胞内部环境的稳
定,B正确;自噬体内的物质被水解后,其产物有的可以被细胞重
新利用,不能被利用的则排到细胞外,C错误;溶酶体只有识别自
噬体后才能与其融合,可见溶酶体具有识别功能,D正确。
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7. 如图表示细胞凋亡过程中的一系列变化。下列有关叙述错误的是
( )
A. 细胞凋亡是正常细胞必经的生命历程
B. 细胞凋亡在生物个体发育过程中具有重要作用
C. 细胞凋亡过程不发生细胞质膜的破损
D. 细胞凋亡产生的凋亡小体会引起炎症反应,导致组织损伤
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解析: 细胞凋亡既受基因调控,又受环境影响,是正常细胞必
经的生命历程,A正确;细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发
育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰,都起
着非常关键的作用,B正确;细胞凋亡过程不发生细胞质膜破损,
而是利用细胞质膜的流动性产生较小的凋亡小体,C正确;细胞凋
亡产生的凋亡小体更易被吞噬细胞吞噬分解,不会引起炎症反应,
D错误。
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8. 机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免
疫细胞凋亡。人白介素-18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分
化,提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小
鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究,方法如下:选取若干实验小
鼠,随机分成三组:①组无辐射损伤;②组辐射损伤(60Co照射,
下同);③组先辐射损伤,1天后注射IL-18,14天后分别取各组小
鼠脾细胞进行体外培养,在培养了0 h、12 h、24 h、48 h后,进行
细胞凋亡检测,得到的细胞凋亡相对值如表。
组别 处理方法 0 h 12 h 24 h 48 h
① 无辐射损伤 0.046 0.056 0.048 0.038
② 辐射损伤 0.460 0.420 0.530 0.520
③ 辐射损伤+IL-18 0.239 0.265 0.279 0.269
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(1)细胞死亡常被称为细胞 死亡,主要包括由细胞自噬导
致的 、 和 。从表中数
据可知,细胞凋亡相对值越小,说明发生凋亡的脾细胞数目
越 ;从 (组别)两组数据可知,IL-18能够抑制核辐
射诱导的脾细胞凋亡。
程序性
自噬性细胞死亡
细胞坏死
细胞凋亡
少
②③
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(2)科研小组还设置了第④组实验,处理方法是先注射IL-18,3天
后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组。与第③组相
比,设置第④组的目的是
。
解析:“细胞凋亡相对值”是归纳结论的依据,“细胞凋亡相
对值”是指细胞凋亡的数量与细胞总数的比值。因此细胞凋
亡相对值越小,说明发生凋亡的细胞数目越少。各组对照
实验遵循单一变量原则,只有一个变量,该实验中有如下
对照实验:
比较核辐射前后注射IL-18对抑制核
辐射诱导的脾细胞凋亡的影响
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对照实验 自变量 实验结论或探究问题
①② 是否有辐射损伤 核辐射会诱导脾细胞凋亡
②③ IL-18的有无 IL-18能够抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡
③④ 辐射前后注射
IL-18 辐射前后注射IL-18,对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响
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9. (2024·江苏扬州月考)我国科学家筛选鉴定出能促进细胞衰老的基
因——组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7,研究表明,kat7基因失活
会延缓细胞衰老,从而延长实验动物的寿命。下列说法正确的是
( )
A. 衰老的细胞中细胞核体积减小,染色质呈固缩状态
B. 衰老细胞中呼吸酶的活性降低,组蛋白乙酰转移酶的活性升高
C. 细胞正常的衰老和细胞坏死有利于机体更好地实现自我更新
D. 通过转基因技术将kat7基因导入受体细胞并表达有助于治疗老年性
痴呆
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解析: 衰老细胞内水分减少,细胞体积萎缩变小,但细胞核体
积增大,染色质固缩,染色加深,A错误;衰老细胞呼吸酶的活性
降低,呼吸速率减慢,据题意可知组蛋白乙酰转移酶的活性升高,
B正确;正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新,细胞坏
死是指细胞在受到不利因素影响时死亡的现象,不是实现机体的自
我更新的途径,C错误;组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7能促进细胞
衰老,因此不能通过转基因技术治疗老年性痴呆,D错误。
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10. (多选)(2024·江苏连云港东海一中月考)关于细胞衰老的解
释,除普遍接受的自由基学说和端粒学说外,还有一种遗传决定
学说,认为控制衰老的基因会在特定时期有序地开启或关闭。下
列说法正确的是( )
A. 根据遗传决定学说推测,控制衰老的基因普遍存在于体细胞中
B. 自由基产生后会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子
C. 随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
D. 衰老细胞中水分减少,细胞核体积变小,细胞体积变小,细胞代谢
速率减慢
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解析: 细胞衰老是生物体内正常的生命历程,根据遗传决
定学说推测,控制衰老的基因普遍存在于体细胞中,A正确;自由
基产生后,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,
如自由基会攻击DNA,可能引起DNA损伤;攻击蛋白质,使蛋白
质活性下降,导致细胞衰老,B正确;端粒的DNA序列在每次细胞
分裂后会缩短一截,随着细胞分裂次数的增加,截短的部分会逐
渐向内延伸,在端粒DNA序列被截短后,端粒内侧正常基因的
DNA序列就会受到损伤,C正确;衰老细胞中水分减少,细胞核体
积变大,细胞体积变小,细胞代谢速率减慢,D错误。
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11. (多选)(2024·江苏扬州期中)线粒体自噬时,内质网膜包裹损
伤的线粒体形成自噬体,此时细胞内LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ
蛋白,后者促使自噬体与溶酶体融合,降解损伤的线粒体。研究
人员选取周龄一致的大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大
强度运动组。训练一段时间后,测量大鼠腓肠肌细胞LC3-Ⅰ蛋白和
LC3-Ⅱ蛋白的相对含量,结果如下图。下列叙述正确的是( )
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A. 线粒体自噬过程体现了生物膜结构的统一性
B. LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的值随运动强度增大而增大
C. 运动可以抑制大鼠细胞的线粒体自噬
D. 细胞自噬有利于维持细胞内的稳态
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解析: 自噬体可以与溶酶体融合,说明两者能够相互转
化,这依赖于生物膜结构的统一性,A正确;随运动强度加大,
LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的值变大,因“LC3-Ⅱ蛋白促使自噬体与溶酶体融合,
完成损伤的线粒体降解”,故运动可以促进细胞的线粒体自噬,B
正确,C错误;细胞自噬能够清除自身衰老或损伤的结构,有利于
维持细胞内的稳态,D正确。
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12. (2024·江苏苏州太仓一中月考)为研究黄芪甲甙(黄芪的主要活
性成分)延缓细胞衰老的机制,研究者用培养至不同细胞分裂次
数(细胞代数)的小鼠进行了如下实验。据表回答下列问题:
组别 小鼠细胞 实验处理(8天) SOD活性相对值 丙二醇含量相对值
1 <35代 培养液 12.84 153.8
2 >50代 培养液 6.83 210.5
3 >50代 培养液+ 适量A液 6.78 211.2
4 >50代 培养液+等量0.1%黄芪甲甙 9.58 161.6
注:0.1%黄芪甲甙由黄芪甲甙溶于DMSO中配制而成。
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(1)实验中设置第1组为整个实验提供了 。第3组实验使用
的A液为 ,设置该组实验的目的是
。
对照
DMSO
作为对照,排除
DMSO对实验结果的干扰
解析:根据表格分析可知1是整个实验的空白对照组。3是4的对照组,A液应该是0.1%黄芪甲甙溶液的溶剂,即DMSO,可以排除溶剂DMSO对实验结果的干扰。
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(2)已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇
是生物膜脂过氧化的产物。由实验结果可知,黄芪甲甙延缓
衰老的机理是
。
通过提高细胞内SOD活性,降低丙二醇含量,
进而延缓衰老
解析:已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇是生物膜脂过氧化的产物,根据表格中2、3、4组中SOD活性相对值数据变化和丙二醇含量相对值数据变化可知,黄芪甲甙能提高细胞内SOD活性,使细胞内生物膜系统的丙二醇含量相对值降低而延缓了衰老。
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(3)显微镜观察各组细胞发现,与第1组相比,第2、3组细胞具
有体积 、细胞核 、染色质 等特点。
变小
增大
固缩
解析:显微镜下观察各组细胞发现,与1组相比,2、3组细胞出现衰老现象,衰老细胞具有细胞体积变小、细胞核增大、线粒体数量少、染色质固缩、酶的活性降低等结构特点。
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(4)细胞凋亡是 的过程,
因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞程序性
死亡。
由基因所决定的细胞自动结束生命
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