人教版高中生物必修一学案：第6章细胞的生命历程第3、4节

第3、4节细胞的衰老、凋亡和癌变
一、细胞的衰老和凋亡
1.细胞的衰老
（1）个体衰老与细胞衰老的关系
①单细胞生物：细胞的衰老就是个体的衰老。
②多细胞生物：细胞的衰老和个体的衰老是不同步的；个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
（2）细胞衰老的特征
（3）细胞衰老的原因：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。
2.细胞的凋亡
（1）概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是由遗传机制决定的程序性调控，又被称为细胞编程性死亡。
（2）意义
①完成正常的发育。
②维持内部环境的稳定。
③抵御外界各种因素的干扰。
3.细胞坏死
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。
（1）衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态（）
（2）细胞死亡是细胞凋亡的同义词（）
（3）细胞衰老和凋亡是生物体异常的生命活动（）
（4）细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡（）
答案（1）×（2）×（3）×（4）×
1.造成个体衰老各种表现的原因分别是什么？
提示如表所示
个体衰老表现
对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱
细胞内水分减少，细胞体积变小
头发变白
细胞中的酪氨酸酶活性降低
老年斑
细胞内色素的积累
无力
细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
2.细胞凋亡和细胞坏死的区别是什么？
提示细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程，但二者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、有利于个体生存的过程，而细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。
二、细胞的癌变
1.癌细胞
（1）概念：在个体发育过程中，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
（2）主要特征
①在适宜的条件下，能够无限增殖。
②形态结构发生显著变化。
③癌细胞的表面发生了变化。
2.致癌因子
（1）物理致癌因子：如紫外线等。
（2）化学致癌因子：无机物如石棉等；有机物如黄曲霉素等。
（3）病毒致癌因子：如ROUS肉瘤病毒等。
3.致癌因子引起细胞癌变的原因
简单地说，癌症的发生是在致癌因子的作用下，一系列的原癌基因与抑癌基因的突变逐渐累积的结果。
4.癌症的预防、诊断和治疗
（1）预防措施：远离致癌因子。
（2）诊断手段：病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。
（3）治疗手段：手术切除、化疗、放疗等。
（1）人体所有细胞（人成熟红细胞除外）中都有与癌变有关的基因（）
（2）细胞分化是基因选择性表达的结果；细胞的癌变是基因突变的结果；细胞的凋亡是细胞生存环境恶化的结果（）
（3）只有恶性肿瘤才称为“癌”（）
答案（1）√（2）×（3）√
1.（2018·聊城高一检测）下列关于衰老的相关叙述，错误的是（）
A.多细胞生物个体衰老的过程，也是组成个体的细胞普遍衰老的过程
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.衰老细胞的水分减少，多种酶的活性降低，色素积累
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
答案D
解析多细胞生物个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A正确；自由基学说认为，辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质，使细胞衰老，B正确；细胞衰老的特征是细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞内多种酶的活性降低，细胞新陈代谢速率减慢，细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，C正确；衰老的细胞，其细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，D错误。
2.（2019·徐州高一检测）美国的研究人员鉴别出一组非肽类CASPASE抑制剂及其分子作用机制，并证实它们能够抑制细胞凋亡过程中信号的传递。下列相关叙述不正确的是（）
A.细胞凋亡过程中的信号传递与细胞膜表面的某种蛋白质有关
B.细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡
C.CASPASE抑制剂在核糖体上合成
D.细胞的增殖和凋亡失控都会导致许多疾病的发生
答案C
解析细胞间的信号传递与细胞膜表面的糖蛋白有关，A正确；细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡，是机体正常的生理反应，B正确；题干已强调CASPASE是非肽类抑制剂，因此CASPASE抑制剂不可能在核糖体上合成，C错误；细胞的增殖失控会导致疾病，如癌症，细胞凋亡失控也会导致许多疾病的发生，D正确。
3.下列关于细胞凋亡的叙述，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
答案D
解析与细胞凋亡有关的基因存在于所有细胞中，A正确；细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程，被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡，B正确；细胞凋亡又称为细胞编程性死亡，凋亡的过程中有新蛋白质的合成，C正确；细胞坏死是由外界不利环境因素引起的，属于不正常的细胞死亡，对生物体有害，而不是基因选择性表达造成的，D错误。
4.（2018·吉林二中高二下月考）下列关于癌细胞的结构或物质与功能相适应的说法错误的是（）
A.细胞的畸形分化与癌细胞的产生有关
B.细胞癌变后细胞膜两侧镶嵌的糖蛋白数量减少
C.体细胞癌变后会丧失原来的生理状态，其遗传物质会发生改变
D.癌细胞的分裂、生长过程需要大量的核糖体参与合成蛋白质
答案B
解析细胞的畸形分化与癌细胞的产生有关，A正确；糖蛋白只存在于细胞膜外侧，B错误；体细胞癌变后会丧失原来的生理状态，其遗传物质由于基因突变会发生改变，C正确；癌细胞由于无限增殖，其分裂、生长过程需要大量的核糖体参与合成蛋白质，D正确。
5.检测癌细胞有多种方法。切取一块组织鉴定其是否发生癌变，可用光学显微镜观察（）
A.细胞中染色体数目是否改变
B.细胞原癌基因是否发生突变
C.细胞的形态是否改变
D.细胞膜上的糖蛋白是否减少
答案C
解析细胞癌变的根本原因不是染色体数目的改变，而是原癌基因和抑癌基因发生突变，基因突变在光学显微镜下观察不到，A、B错误；癌细胞的主要特征之一是形态发生显著变化，例如，正常的成纤维细胞呈扁平梭形，其癌变后变成球形，可用光学显微镜观察，C正确；癌细胞表面的糖蛋白减少，但糖蛋白在光学显微镜下观察不到，D错误。
6.细胞衰老与凋亡是生物界的普遍规律。一部分发生衰老的细胞会被机体自身清除，但另一些衰老的细胞会随着时间的推移在体内积累增多，并分泌一些免疫刺激因子，导致低水平炎症发生，引起周围组织衰老或癌变。实验揭示，衰老细胞不仅是衰老过程的产物，也可能是组织器官进一步衰退的重要原因。最近科学家通过研究表明，清除衰老细胞可延缓小鼠的衰老进程，该成果有望开辟出一条对抗衰老的新途径。
（1）衰老细胞的特征主要有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿减少，细胞萎缩；多种＿＿＿＿＿＿＿＿的活性降低，代谢速率减慢；细胞膜＿＿＿＿＿＿改变，使物质运输功能降低等。
（2）导致细胞发生癌变的外界因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。癌细胞能无限增殖，其增殖方式主要是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。癌细胞中明显增多的具有细胞膜结构的细胞器可能是＿＿＿＿＿＿＿＿，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）在成熟的生物体内，衰老细胞以及被病原体感染的细胞的清除，都是通过＿＿＿＿完成的。
（4）对人类来说，良好的外部环境和行为习惯也可以延缓细胞的衰老，试举例说明（至少写两个）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案（1）水分酶通透性（2）物理致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子有丝分裂线粒体细胞不断增殖需消耗较多的能量（3）细胞凋亡（4）合理的饮食结构、适宜的体育运动、乐观的人生态度等（写出两个即可）
解析（1）掌握衰老细胞的基本特征即可作答。（2）目前认为，致癌因子大致分为三类：物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。癌细胞能无限增殖，有细胞周期，其分裂方式为有丝分裂。癌细胞增殖能力强，消耗的能量多，线粒体是供给能量的主要场所且是具有细胞膜结构的细胞器。（3）通过细胞凋亡，在成熟生物体内实现衰老细胞以及被病原体感染的细胞的清除，维持生物体内部环境的稳定。（4）对人类来说，细胞衰老与人体所处外界环境的变化有密切的联系。
题组一细胞的衰老和凋亡
1.细胞衰老是一种正常的生命现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是（）
A.细胞内水分减少，细胞萎缩
B.细胞内有些酶活性降低
C.物质运输功能增强
D.细胞内呼吸速率减慢
答案C
解析结合细胞衰老的特征可知A、B、D正确；细胞衰老，细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，而不是增强，C错误。
2.（2018·山西长治一中期末）关于生物个体衰老和细胞衰老的关系中，下列说法正确的是（）
A.成年的个体内没有幼嫩的和衰老的细胞
B.细胞的普遍衰老导致生物个体的衰老
C.幼年个体中没有衰老的细胞
D.老年个体中没有幼嫩的细胞
答案B
解析幼年、成年和老年的个体体内都有幼嫩的细胞、衰老的细胞，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
3.（2018·江苏盐城中学期末）近年来，很多消费者通过多种方法来去除身体多余的角质，让自己的肌肤焕然一新，下列有关说法错误的是（）
A.人体表层的角质层细胞是因衰老而死亡的细胞，人体细胞的衰老受基因的调控
B.人体细胞的衰老对于维持个体的正常生长和发育具有重要意义
C.衰老细胞内多种酶活性增强
D.衰老的细胞呼吸变慢
答案C
解析人体表层的角质层细胞是因衰老而死亡的细胞，而人体细胞的衰老受基因的调控；细胞的衰老和凋亡对于维持个体的正常生长和发育具有重要意义；衰老细胞内多种酶活性降低；衰老的细胞呼吸变慢。
4.（2018·湖南张家界期末）下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，错误的是（）
A.细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的
B.细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的
C.细胞凋亡是基因调控的，细胞坏死是外界因素引起的
D.细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的
答案D
解析细胞凋亡是指细胞在一定阶段，由特定基因控制的编程性死亡，是细胞主动发生的“自杀”现象。细胞坏死是由种种不利的外界因素造成的细胞损伤和急速死亡。细胞坏死是意外的、被动性的死亡，故又称病理性死亡。
5.细胞凋亡也称为细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述错误的是（）
A.细胞皱缩、染色质收缩表明细胞处于衰老状态
B.图示过程只发生在胚胎发育过程中
C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与细胞膜的流动性密切相关
D.细胞凋亡是由遗传物质控制的，与细胞坏死有明显区别
答案B
解析细胞皱缩、染色质收缩是细胞衰老的特征，A正确；图示过程发生于生物体的整个生命过程中，B错误；吞噬细胞吞噬凋亡小体的过程属于胞吞，体现了细胞膜的流动性，C正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞坏死受外因影响，D正确。
题组二细胞的癌变
6.下列叙述，不属于癌细胞特征的是（）
A.癌细胞能进行正常分化
B.癌细胞能够无限增殖
C.癌细胞的形态结构发生了变化
D.癌细胞彼此之间的黏着性降低，导致其容易在体内分散和转移
答案A
解析在适宜的条件下，与正常细胞相比，癌细胞能够无限增殖，B正确；癌细胞的形态结构发生了改变，癌细胞的表面也发生了变化，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性降低，导致癌细胞容易在体内分散和转移，C、D正确。
7.癌细胞与正常细胞相比，数量增加最多的可能是（）
A.溶酶体 B.内质网
C.核糖体 D.高尔基体
答案C
解析癌细胞属于恶性增殖细胞，分裂旺盛，代谢增强，蛋白质合成旺盛，核糖体数量增加较多。
8.（2018·湖南师大附中期末）癌症是由癌细胞在机体内恶性增殖形成恶性肿瘤且表现出相关症状的一种疾病，下列关于癌症的叙述，不正确的是（）
A.癌细胞的形成是致癌因子使体内正常细胞中的原癌基因和抑癌基因发生突变导致的
B.由于癌细胞容易扩散和转移，所以手术摘除恶性肿瘤的患者仍有复发的可能
C.对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死患者体内残余的癌细胞
D.从媒体广告上看，有的治癌药物药效在95％以上，因而癌症的治疗并不困难
答案D
解析致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控从而形成癌细胞，A正确；癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少，使细胞间黏着性降低而易于扩散和转移，所以手术摘除恶性肿瘤的患者，体内可能存在残余的癌细胞，仍有复发的可能，仍需进行放疗和化疗配合治疗，B、C正确；目前人类还没有彻底征服癌症，对于癌症晚期的病人，并无有效的治疗手段，D错误。
9.（2018·首都师范大学附中月考）下列能引起细胞发生癌变的因素是（）
①X射线照射②煤焦油的刺激③温度过高④细胞失水⑤ROUS肉瘤病毒感染⑥紫外线照射
A.①②④⑤B.①②③④C.①②⑤⑥D.②④⑥
答案C
解析引起细胞发生癌变的因素有物理致癌因子，如X射线、紫外线等；化学致癌因子，如煤焦油等；病毒致癌因子，如ROUS肉瘤病毒等。温度过高或细胞失水不会引起细胞癌变。
10.（2018·河南豫南九校联考）某研究团队发现了“用小苏打饿死癌细胞”的新疗法，即在常规治疗的基础上注射小苏打水，去除肿瘤内的氢离子，破坏乳酸根和氢离子的协同作用，从而杀死处于葡萄糖饥饿状态的癌细胞。下列有关说法不正确的是（）
A.细胞癌变与遗传物质的改变有关
B.切断癌细胞的“糖路”，可达到“饿死”肿瘤细胞的目的
C.细胞癌变后其生命活动仍然受基因控制
D.该疗法与常规治疗中的化疗法的原理完全相同
答案D
解析细胞癌变主要是原癌基因和抑癌基因发生突变引起的，与遗传物质的改变有关，A正确；癌细胞需要吸收更多的葡萄糖才能维持其生存，故切断癌细胞的“糖路”，癌细胞会因供能不足而死亡，B正确；细胞癌变后其生命活动仍受基因控制，C正确；化疗法的原理是抑制DNA的复制，题述疗法与常规治疗中的化疗法的原理不相同，D错误。
11.（2019·济南模拟）如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态与基因的变化。下列有关叙述正确的是（）
A.抑癌基因调节细胞周期，控制细胞生长和分裂
B.与细胞增殖有关的某一基因发生突变，就会导致细胞癌变
C.癌细胞易于转移与其细胞膜上糖蛋白增多有关
D.通过镜检观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据之一
答案D
解析原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，A错误；细胞癌变是多个基因发生突变累加的结果，B错误；癌细胞容易在体内转移与其细胞膜上糖蛋白等物质的减少有关，C错误；由于细胞癌变后形态发生明显改变，故通过镜检观察细胞的形态可作为判断细胞是否发生癌变的依据之一，D正确。
12.（2018·江西阶段性检测考试）科学家探究了不同浓度的醋酸铅对小鼠胸腺细胞凋亡率的影响，结果如下表。下列分析正确的是（）
组别
醋酸铅浓度（MG／L）
胸腺细胞凋亡率（相对值）
甲
0
0.35±0.05
乙
125
1.03±0.52
丙
250
1.65±0.40
丁
500
3.08±0.56
A.甲组为实验组，乙、丙、丁三组为对照组
B.在正常的生活环境中小鼠胸腺细胞不会发生凋亡
C.实验说明醋酸铅可导致小鼠胸腺细胞凋亡率升高
D.细胞凋亡是环境因素引起的，与基因无关
答案C
解析根据题干信息分析，该实验的目的是探究不同浓度的醋酸铅对小鼠胸腺细胞凋亡率的影响，表格中甲组醋酸铅浓度为0，是对照组，其余三组是实验组，A错误；甲组实验说明在正常的生活环境中小鼠胸腺细胞也会发生凋亡，B错误；根据表格数据分析，随着醋酸铅浓度增加，胸腺细胞凋亡率不断升高，说明醋酸铅可导致小鼠胸腺细胞凋亡率升高，C正确；细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，与基因有关，D错误。
13.如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，请据图回答下列问题：
（1）该图可以用来表示下列哪些生物细胞的重大生命活动？＿＿＿＿＿＿＿＿（填写序号）。
①噬菌体②酵母菌③乳酸菌④变形虫⑤海带⑥蚯蚓⑦玉米⑧蘑菇
（2）A、B、C、D四项生命活动中，在人幼年时期能够发生的是＿＿＿＿＿＿＿＿，对于人体有积极意义的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（填写字母序号）
（3）B过程的结果，导致细胞在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等方面发生了改变，但是细胞中的遗传物质＿＿＿＿＿＿＿＿（填“发生”或“未发生”）改变。
（4）在真核生物中，A过程的方式包括＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案（1）⑤⑥⑦⑧
（2）A、B、C、DA、B、C、D
（3）形态、结构和生理功能未发生
（4）有丝分裂、无丝分裂和减数分裂
解析图中表示的是细胞分裂、分化、衰老、凋亡的过程，图中有染色体的变化，而染色体只存在于真核细胞中。因此，题图可以用来表示多细胞真核生物的重大生命活动。人在幼年时期，细胞增殖、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡等过程都会发生，四项生命活动对于人体都有积极意义。细胞分化的结果是细胞在形态、结构和生理功能等方面发生改变，但是遗传物质未发生变化。在真核细胞中细胞分裂的方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
14.线粒体不仅是细胞的“能量工厂”，也在细胞凋亡的调控中起重要作用，如图所示。请据图回答下列问题：
（1）线粒体中的细胞色素C嵌入在线粒体内膜中，参与有氧呼吸第＿＿＿＿＿＿＿＿阶段的化学反应。
（2）当紫外线、DNA损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体外膜的通透性发生改变，细胞色素C被释放到＿＿＿＿＿＿＿＿＿中，与蛋白A结合，在ATP的作用下，使＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，引起细胞凋亡。
（3）细胞凋亡是细胞的＿＿＿＿＿＿＿＿死亡，凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬，由细胞内的＿＿＿＿＿＿＿＿将其消化。
答案（1）三（2）细胞质基质C－9酶前体转化为活化的C－9酶，活化的C－9酶激活C－3酶（3）程序性（或编程性）溶酶体
解析（1）线粒体中的细胞色素C嵌入在线粒体内膜中，而线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此其参与有氧呼吸第三阶段的化学反应。（2）由图可知，当紫外线、DNA损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体外膜的通透性发生改变，细胞色素C被释放到细胞质基质中，与蛋白A结合，在ATP的作用下，使C－9酶前体转化为活化的C－9酶，活化的C－9酶激活C－3酶，引起细胞凋亡。（3）细胞凋亡是细胞的程序性（编程性）死亡，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。
15.请根据以下材料回答问题：
材料细胞衰老可能与端粒截短有关。每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA即端粒，人体细胞分裂的次数与特异染色体端粒的长短有关。细胞每分裂一次，端粒的长度都要缩短一些，一旦达到“关键长度”，细胞增殖就会结束。然而，人的骨髓细胞和癌细胞在端粒酶的作用下，会伸长已缩短的染色体末端。因此，这些细胞就能快速地进行细胞分裂而不会达到“关键长度”，细胞就会持续增殖。细胞衰老可能是因端粒DNA序列“截短”后，端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
（1）请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）请结合端粒的有关知识，指出癌细胞无限增殖的可能途径：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）与正常细胞相比，癌细胞明显增多的细胞器有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）依据“端粒学说”，请提出一种可以抗肿瘤药物的作用机制。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案（1）端粒酶可使端粒伸长，端粒伸长有利于细胞分裂（2）癌细胞能合成端粒酶，端粒酶会使已缩短的染色体末端伸长（即修复端粒），从而使染色体不会达到“关键长度”，细胞就会持续增殖（3）核糖体、线粒体（4）抑制端粒基因的表达（或剔除端粒基因，或抑制端粒酶的活性）（合理即可）