版高中生物 第四章 细胞的增殖与分化 第三节 细胞的衰老和凋亡学案 浙科版必修1.docx
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版高中生物第四章细胞的增殖与分化第三节细胞的衰老和凋亡学案浙科版必修1
第三节 细胞的衰老和凋亡
知识内容
学考要求
选考要求
细胞衰老
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细胞凋亡
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细胞衰老和凋亡与人体健康的关系
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学习导航
（1）概述细胞衰老的特征。
（2）简述细胞凋亡的意义，说出和细胞坏死的区别。
方式一 夏天快到来了，一些爱美的女生又在害怕晒黑了，但是，我们有没有注意到夏天晒黑的皮肤又会白回来。
请思考这个现象的原因。
方式二 我们在日常生活中可以观察到老年人的一些共有特征：
头发变白、身体消瘦、皮肤干燥、行动迟缓，还容易长老年斑，这些特征实际上都是细胞衰老的宏观表现。
蝌蚪在变态发育的过程中，尾巴会逐渐消失，这种变化是通过细胞的凋亡来实现的。
一、细胞的衰老
1．细胞的寿命
（1）不同的细胞有不同的寿命。
（2）如高等动物和人的肠道上皮细胞寿命为24～48h。
2．细胞衰老的含义
生物体内的细胞不断地衰老和死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。
这是细胞生命活动的必然规律。
3．细胞衰老的特征
（1）生理和生化：
许多种酶的活性降低、呼吸变慢等。
（2）形态和结构：
线粒体的数量随年龄增大而减少，体积则随年龄增大而增大；细胞核体积不断增大；核膜不断向内折叠等。
归纳总结
个体衰老与细胞衰老的关系
（1）对于单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
（2）对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。
多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
然而从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
例1
（2017·浙江4月学考）下列关于人体衰老细胞的叙述，正确的是（ ）
A．多种酶的活性降低B．线粒体数量增加
C．细胞呼吸明显加快D．细胞核体积变小
答案 A
解析 细胞衰老会导致代谢减弱，酶的活性降低，线粒体数目减少，但是线粒体和细胞核的体积会增大，故选A。
例2
（2017·台州期末）衰老细胞的呼吸速率减慢，原因不可能是（ ）
A．酶活性降低
B．线粒体数量减少
C．某些蛋白质合成减少
D．膜蛋白减少导致CO2无法运出细胞
答案 D
解析 细胞呼吸需要酶的催化作用，酶活性降低，可导致呼吸速率下降，A正确；线粒体是需氧呼吸的主要场所，线粒体数量减少，可导致呼吸速率下降，B正确；某些蛋白质合成减少，如呼吸酶，可导致呼吸速率下降，C正确；二氧化碳进出细胞的方式为扩散，与膜蛋白无关，D错误。
二、细胞凋亡
1．概念
又叫编程性细胞死亡，是细胞发育过程中的必然步骤，是由某种基因引发的，是不可避免的，它不同于病变或伤害导致的死亡。
是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
2．意义
细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
3．实例
（1）蝌蚪发育过程中，尾和鳃的消失。
（2）人胚胎发育过程中，神经细胞数量的调整。
（3）植物胚胎发育过程中胚柄的退化、单性植物中花器官的退化、植物体内通气组织的形成等。
特别提醒
细胞凋亡与坏死是两种截然不同的细胞学现象。
细胞凋亡是一种主动的由基因决定的细胞自我破坏的过程，而坏死则是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。
例3
“程序性细胞死亡”学说认为，生物在发育过程中受到基因控制，许多细胞会正常地走向死亡。
下列不属于这种细胞死亡现象的是（ ）
①机体某部位细胞受机械损伤导致的死亡
②蝌蚪发育成为青蛙的过程中尾部消失了
③宿主细胞因病毒的复制、释放而消亡
④花冠在传粉后凋谢
A．①②B．①③C．②④D．③④
解析 因外界因素如机械损伤、病毒和细菌感染等因素导致的细胞死亡为细胞坏死，不属于题干中的“程序性细胞死亡”。
答案 B
例4
（2017·温州模拟）下列关于人体细胞衰老、凋亡的叙述中，正确的是（ ）
A．细胞衰老总是伴随着器官的衰老
B．衰老细胞的细胞周期变短
C．细胞凋亡是胚胎发育中的正常现象
D．细胞凋亡与遗传物质无关
答案 C
解析 细胞的衰老与个体或器官的衰老并不同步，正常器官中也有细胞衰老，A错误；衰老细胞中细胞周期变长，B错误；细胞凋亡是基因控制的，与遗传物质有关，D错误。
归纳提升
细胞凋亡与人体健康的关系
（1）正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各个器官功能的正常发挥。
（2）不正常的细胞凋亡会导致许多疾病的发生。
①肿瘤、自身免疫疾病的发生等与细胞凋亡不足有关。
②再生障碍性贫血等与细胞凋亡过度有关。
1．珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于（ ）
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
答案 C
解析 细胞内的色素积累会随着细胞的衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞的衰老、死亡。
珍珠可抑制色素的增加，能够延缓细胞的衰老。
2．（2017·宁波九校期末联考）下列关于人体衰老与细胞衰老关系的叙述，正确的是（ ）
A．正在衰老的个体，体内没有幼嫩的细胞
B．处于青春期的年轻人，体内没有衰老的细胞
C．总体上看，个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程
D．对于单细胞生物来说，个体的衰老不同于细胞衰老
答案 C
解析 正在衰老的个体，体内也有幼嫩的细胞，如造血干细胞，A错误；处于青春期的年轻人，体内有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞，B错误；总体上看，衰老的多细胞生物体内，细胞普遍衰老，C正确；对于单细胞生物而言，细胞的衰老就是个体的衰老，D错误。
3．（2017·绍兴市适应性考试）壁虎的尾巴在断裂后，过一段时间又会重新长出来。
这属于（ ）
A．细胞凋亡B．细胞癌变
C．细胞衰老D．细胞分裂和分化
答案 D
解析 断尾壁虎长出新尾巴属于细胞分裂和分化过程。
4．（2017·杭州高二期末）下列关于人体细胞衰老、凋亡和癌变的叙述，错误的是（ ）
A．癌细胞具有无限增殖的特点
B．在胚胎发育过程中也会出现细胞凋亡
C．正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡
D．衰老细胞核体积不断增大，核膜不断向内折叠
答案 C
解析 癌细胞具有无限增殖的能力，A正确；在胚胎发育过程中也会出现细胞凋亡，B正确；多细胞生物细胞的衰老和个体的衰老是不同步的，正常细胞的衰老凋亡不一定导致个体衰老死亡，C错误；衰老细胞细胞核体积不断增大，核膜不断向内折叠，D正确。
5．如图为细胞重要的生命活动图解。
请据图回答下面的问题：
（1）A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在________过程中（填字母）。
（2）细胞增殖的主要方式是____________。
（3）细胞分化是个体发育的基础，就一个个体来说，乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息________，但形态、结构和功能却________，这是因为___________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）随着年龄的增长，一根根青丝变成了白发；额角也渐渐爬满皱纹，这与____________有关。
（5）细胞的凋亡由于受到严格的遗传机制决定的程序性调控，所以也称为____________________。
当HIV侵入机体的淋巴细胞后，会使淋巴细胞大量死亡，淋巴细胞大量死亡是否属于细胞凋亡？
________。
答案
（1）A
（2）有丝分裂 （3）相同 不同 不同细胞的遗传信息执行情况不同 （4）细胞的衰老 （5）编程性细胞死亡 不属于
解析 细胞增殖的主要方式是有丝分裂，而染色体的动态变化就发生在细胞分裂的过程中，细胞增殖使细胞数目增多，而细胞分化使细胞的形态和功能发生改变；人变老时，细胞会衰老，细胞内水分减少，细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成减少等；HIV侵入机体后，会使细胞正常代谢受损和中断，从而引起细胞的坏死不属于细胞凋亡。
[基础达标]
1．（2018·嘉兴市期中）下列关于细胞衰老的叙述，错误的是（ ）
A．细胞衰老是一种正常的生命现象
B．细胞衰老越快，说明生物体的新陈代谢能力越强
C．细胞内的酶的活性降低是细胞衰老的特征之一
D．衰老死亡的细胞往往由新增的细胞来代替它们
答案 B
解析 细胞衰老是一种正常的生命现象，对有机体是有积极意义的，A正确；细胞衰老后，新陈代谢减慢，B错误；细胞内的酶的活性降低是细胞衰老的特征之一，C正确；衰老死亡的细胞往往由新增的细胞来代替它们，D正确。
2．细胞衰老是一种正常的生理现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是（ ）
A．细胞内有些酶活性降低
B．细胞内色素减少
C．细胞内水分减少
D．细胞呼吸速率减慢
答案 B
解析 细胞衰老主要有五方面的特征：
细胞内水分减少；有些酶活性降低；色素积累；呼吸减慢；细胞膜通透性改变。
衰老细胞内的色素会增加而不是减少。
3．细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．人体各种组织细胞的衰老是同步进行的
B．人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡
C．细胞癌变是细胞高度分化的结果
D．皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物
答案 B
解析 细胞会随着分裂次数的增多而衰老，可见人体各组织细胞的衰老不是同步进行的；环境中的致癌因素损伤细胞中的DNA，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞，是细胞不正常分化的结果；皮肤上的“老年斑”是细胞内的色素随细胞的衰老而逐渐积累的结果；人的早期胚胎有尾，尾部细胞会随着发育逐渐凋亡。
4．下列关于动物编程性细胞死亡的叙述，正确的是（ ）
A．细胞癌变属于编程性细胞死亡
B．编程性细胞死亡属于正常生理过程
C．编程性细胞死亡属于细胞分化过程
D．编程性细胞死亡与基因表达无关
答案 B
解析 细胞癌变是正常细胞发生基因突变的结果，不是编程性细胞死亡，所以A错误；编程性细胞死亡是细胞凋亡，属于正常生理过程，所以B正确；编程性细胞死亡是一种细胞凋亡，而不是细胞分化，所以C错误；编程性细胞死亡与基因表达有关，所以D错误。
5．在人类中有时会出现一些返祖特征，如有尾巴、毛孩、多乳房等。
出现这些现象的原因是细胞的下列哪一过程受阻（ ）
A．细胞分裂B．细胞分化
C．细胞衰老D．细胞凋亡
答案 D
解析 人在个体发育过程中，会出现有尾的阶段、全身有毛及多乳房阶段，由于相应部位的细胞逐渐凋亡，出生的个体是无尾、无毛的。
人类中有时会出现一些返祖特征是细胞凋亡过程受阻所致。
6．在人的胚胎发育过程中，最初胎儿的五指是愈合在一起的，早期胚胎是有尾的。
由此可以推测，在人体的发育过程中，五指的形成及尾的消失必须依赖于（ ）
A．部分区域细胞的分裂
B．部分区域细胞的快速生长
C．部分区域细胞的凋亡
D．部分区域营养物质的缺乏
答案 C
解析 胎儿的五指最初是愈合在一起的，随着指间的细胞逐渐凋亡，发育成五指，因此五指的形成是部分区域细胞凋亡的结果。
人的早期胚胎有尾，尾的消失也是细胞凋亡的结果。
[能力提升]
7．（2017·绍兴高一期末）细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．细胞凋亡是由基因控制的，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．巨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
答案 D
解析 细胞凋亡是由基因控制的，对生物个体的生长发育具有积极的意义；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；巨噬细胞吞噬凋亡小体后要利用溶酶体内的酶将其分解；被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。
8．IAPs是一种控制细胞凋亡的蛋白质，其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。
IAPs的核心结构是RING区域，如果人为去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡。
下列相关说法中，错误的是（ ）
A．细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡
B．如果去掉癌细胞中IAPs的核心结构RING区域，则可以有效促进癌细胞凋亡
C．IAPs的合成可以不受基因的控制
D．RING区域的功能最可能是抑制细胞凋亡
答案 C
解析 根据题意可知，IAPs是一种蛋白质，是基因表达的结果，人为去掉RING区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡，所以RING区域的作用最可能是抑制细胞凋亡。
9．（2018·温州模拟）下列有关细胞衰老和凋亡的说法中，正确的是（ ）
A．许多种酶的活性提高，细胞呼吸明显加快
B．健康的成年人体内，每天有一定的细胞凋亡
C．胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行
D．体细胞的细胞核体积随年龄增大而缩小
答案 B
解析 细胞衰老和凋亡时，许多种酶的活性降低，细胞呼吸明显变慢，A错误；健康的成年人体内，每天有一定的细胞凋亡，B正确；对于多细胞生物而言，生物体的细胞衰老与机体衰老不是同步的，C错误；体细胞的细胞核体积随年龄增大而增大，D错误。
10．（2017·杭州高二检测）以下细胞生理过程在多细胞生物的个体发育过程中肯定发生的是（ ）
①细胞癌变 ②细胞衰老 ③细胞分化 ④细胞增殖 ⑤细胞凋亡
A．①②③B．②③④
C．②③④⑤D．①②⑤
答案 C
解析 细胞分裂（增殖）、分化、衰老和凋亡都是细胞正常的生理历程，而细胞癌变是细胞的异常分化，癌细胞内的遗传物质发生了改变。
11．下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。
―→
据图分析，不正确的是（ ）
A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能
B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达
C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
D．凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用
答案 C
解析 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种主动的死亡，C项错误，D项正确；①过程的膜受体是细胞膜表面的糖蛋白，它与细胞间的信息交流、信号传导密切相关，该过程体现了生物膜的信息传递功能，A项正确；凋亡细胞中合成的蛋白质是凋亡细胞中特有的，是基因选择性表达的结果，B项正确。
12．2002年诺贝尔生理学或医学奖授予3位科学家，这3位科学家发现了在器官发育和“编程性细胞死亡”过程中的基因规则。
这项工作对人类战胜疾病将发挥重大作用。
请完成下面的问题：
（1）细胞凋亡是指____________________________________________________________。
________________________由于受到严格的遗传机制的调控，这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，所以又被称为________________，控制细胞凋亡的遗传物质主要位于________。
（2）人在胚胎发育初期是有尾的，但在胚胎发育过程中失去尾，这是由于___________________
________________________________________________________________________。
（3）细胞凋亡的重要意义是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）如果应该死亡的细胞没有死亡，不应该死亡的细胞大批死亡，人就会患病，如癌症、艾滋病等。
请你对未来癌症、艾滋病的治疗进行大胆的设想。
________________________________________________________________________。
答案
（1）由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 编程性细胞死亡 染色体（或细胞核）
（2）在胚胎发育过程中，由于受到严格的遗传机制的调控，尾部的细胞自动死亡 （3）对于维持生物体的正常生长发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰起着关键的作用 （4）提示：
可通过启动控制“编程性细胞死亡”的基因来诱导细胞凋亡治疗癌症
13．科学家为了探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。
实验Ⅰ：
分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表。
细胞来源
胎儿
中年人
老年人
增殖代数
50
20
2～4
实验Ⅱ：
分别将老鼠、鸡、人和龟的细胞体外培养，结果如图。
实验Ⅲ：
将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养，当老年男性体细胞停止分裂时，年轻女性体细胞依然分裂旺盛。
实验Ⅳ：
将年轻人体细胞去核后与老年人完整细胞融合；另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。
分析以上实验，回答下列问题：
（1）每个实验可以得出怎样的结论？
实验Ⅰ：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验Ⅱ：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验Ⅲ：
________________________________________________________________________。
实验Ⅳ：
________________________________________________________________________。
（2）影响细胞衰老的内在因素有哪些（至少写出两项）?
________________________________________________________________________。
（3）上述哪一个实验设计不够严密？
应怎样改进？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）实验Ⅰ：
细胞增殖能力或寿命随着生物体年龄的增大而减弱 实验Ⅱ：
生物体的种类不同，细胞寿命与最高分裂次数有差异，一般规律是寿命越长的物种，细胞最高分裂次数越高 实验Ⅲ：
细胞的衰老速度与年龄和性别有关 实验Ⅳ：
细胞核是决定细胞衰老的重要因素
（2）生物的物种、年龄、性别、细胞核的变化等
（3）实验Ⅲ的设计不严密。
应该增加两个对照组，具体设计如下：
第一组：
同年龄的男性细胞和女性细胞混合培养，探究在同一条件下性别对细胞分裂能力的影响。
第二组：
同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响
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