第3节细胞的衰老和凋亡一、细胞衰老一、细胞衰老1.1.个体衰老与个体衰老与细胞衰老的关系细胞衰老的关系: :(1)(1)单细胞生物单细胞生物: :细胞的衰老或死亡就是细胞的衰老或死亡就是_的衰老或的衰老或死亡。死亡。(2)(2)多细胞生物多细胞生物: :个体衰老的过程是组成个体的细胞个体衰老的过程是组成个体的细胞_的过程的过程, ,细胞会随着细胞会随着_的增多而衰老的增多而衰老。个体个体普普遍衰老遍衰老分裂次数分裂次数2.2.细胞衰老的特征细胞衰老的特征: :(1)(1)细胞衰老的结果细胞衰老的结果: :细胞的形态、结构和功能发生变细胞的形态、结构和功能发生变化。化。(2)(2)细胞衰老的特征细胞衰老的特征: :萎缩萎缩变小变小减慢减慢降低降低降低降低黑色素合成黑色素合成细胞膜通透性细胞膜通透性体积增大体积增大内折内折收收缩缩呼吸速率呼吸速率色素积累色素积累二、细胞凋亡二、细胞凋亡1.1.细胞凋亡的概念细胞凋亡的概念: :(1)(1)别名别名:_:_。(2)(2)含义含义: :由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。(3)(3)机制机制: :由由_决定的决定的_调控。调控。细胞编程性死亡细胞编程性死亡遗传机制遗传机制程序性程序性2.2.细胞凋亡的类型细胞凋亡的类型: :(1)(1)细胞的细胞的_。(2)(2)清除清除_的细胞等。的细胞等。3.3.细胞凋亡的意义细胞凋亡的意义: :(1)(1)完成完成_。(2)(2)维持维持_。(3)(3)抵御抵御_的干扰。的干扰。自然更新自然更新被病原体感染被病原体感染正常发育正常发育内部环境的稳定内部环境的稳定外界各种因素外界各种因素【预习自测预习自测】1.1.检测某生物组织检测某生物组织, ,发现其分解有机物减慢发现其分解有机物减慢, ,酶的催化酶的催化效率降低。则该细胞正在效率降低。则该细胞正在( () )A.A.分裂分裂B.B.分化分化C.C.衰老衰老D.D.生长生长【解析解析】选选C C。细胞分裂、分化及生长时。细胞分裂、分化及生长时, ,各项生命活各项生命活动旺盛动旺盛, ,只有衰老的细胞内多种酶的活性降低。只有衰老的细胞内多种酶的活性降低。2.2.下列对蝌蚪尾巴消失的理解下列对蝌蚪尾巴消失的理解, ,不正确的是不正确的是( () )A.A.细胞的自动死亡细胞的自动死亡B.B.由基因决定的由基因决定的C.C.细胞坏死的现象细胞坏死的现象D.D.对蝌蚪自身有利对蝌蚪自身有利【解析解析】选选C C。蝌蚪尾巴消失属于细胞的凋亡。蝌蚪尾巴消失属于细胞的凋亡, ,对个体对个体有利有利, ,不属于细胞坏死。不属于细胞坏死。3.3.细胞衰老和细胞凋亡对多细胞生物体的意义细胞衰老和细胞凋亡对多细胞生物体的意义, ,正确的正确的是是( () )A.A.细胞衰老对生物有利细胞衰老对生物有利, ,凋亡有害凋亡有害B.B.细胞衰老对生物有害细胞衰老对生物有害, ,凋亡有利凋亡有利C.C.两者都有害两者都有害D.D.两者都有利两者都有利【解析解析】选选D D。对多细胞生物体而言。对多细胞生物体而言, ,两者都是正常的两者都是正常的生命现象生命现象, ,对维持生物体正常生命活动具有积极意义对维持生物体正常生命活动具有积极意义。4.4.下列有关个体衰老和细胞衰老的描述下列有关个体衰老和细胞衰老的描述, ,正确的是正确的是( () )A.A.个体衰老是细胞全部衰老个体衰老是细胞全部衰老B.B.年幼的个体内年幼的个体内, ,细胞不会衰老细胞不会衰老C.C.衰老个体内衰老个体内, ,有的细胞没有衰老有的细胞没有衰老D.D.细胞衰老时细胞衰老时, ,个体一定衰老个体一定衰老【解析解析】选选C C。个体衰老不是指细胞全部衰老。个体衰老不是指细胞全部衰老, ,个体衰个体衰老的过程是个体的细胞普遍衰老的过程。老的过程是个体的细胞普遍衰老的过程。主题主题1 1细胞衰老细胞衰老【问题探究问题探究】1.1.细胞衰老与个体衰老的关系。细胞衰老与个体衰老的关系。(1)(1)单细胞生物单细胞生物:_:_。(2)(2)多细胞生物多细胞生物:_:_。细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡死亡细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡或死亡2.2.个体衰老与细胞衰老的内在联系。个体衰老与细胞衰老的内在联系。(1)(1)解释老年人皮肤出现皱纹和老年斑的原因。解释老年人皮肤出现皱纹和老年斑的原因。出现皱纹的原因出现皱纹的原因:_:_。出现老年斑的原因出现老年斑的原因:_:_。细胞内的水分减少细胞内的水分减少, ,使细胞萎缩使细胞萎缩, ,从从而出现皱纹而出现皱纹细胞内色素逐渐积累细胞内色素逐渐积累, ,表现为老表现为老年斑年斑(2)(2)从分子水平分析老年人出现白发和肌肉无力的原从分子水平分析老年人出现白发和肌肉无力的原因。因。白发原因白发原因:_:_。肌肉无力原因肌肉无力原因:_:_。酪氨酸酶活性降低酪氨酸酶活性降低, ,黑色素合成减少黑色素合成减少细胞内酶活性降低细胞内酶活性降低, ,细胞供能不足细胞供能不足【探究总结探究总结】1.1.衰老细胞中三种成分的变化。衰老细胞中三种成分的变化。(1)(1)水水: :含量减少含量减少, ,特别是自由水的减少特别是自由水的减少, ,使代谢速率减使代谢速率减慢。慢。(2)(2)酶酶: :活性降低活性降低, ,代谢速率减慢。代谢速率减慢。(3)(3)染色质染色质: :凝聚、收缩凝聚、收缩, ,染色加深。染色加深。2.2.衰老细胞的三种结构的变化。衰老细胞的三种结构的变化。(1)(1)细胞核细胞核: :体积增大体积增大, ,说明其控制能力降低说明其控制能力降低; ;核膜内折核膜内折, ,染色质收缩染色质收缩, ,染色加深。染色加深。(2)(2)细胞膜细胞膜: :通透性改变通透性改变, ,物质运输功能降低。物质运输功能降低。(3)(3)细胞质细胞质: :酶的活性降低酶的活性降低, ,代谢缓慢代谢缓慢, ,色素积累。色素积累。【探究训练探究训练】1.(20161.(2016海南高考海南高考) )下列关于人体细胞的叙述下列关于人体细胞的叙述, ,错误的错误的是是( () )A.A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的人的正常体细胞的分裂次数是有限的B.B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老C.C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除D.D.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的【解题指南解题指南】(1)(1)抓准题眼抓准题眼: :“人体细胞人体细胞”。(2)(2)扫清障碍扫清障碍: :细胞衰老的特征、过程及机制。细胞衰老的特征、过程及机制。【解析解析】选选D D。本题主要考查细胞衰老的特点。本题主要考查细胞衰老的特点。A A项项, ,人人的正常体细胞的分裂次数是有限的的正常体细胞的分裂次数是有限的, ,细胞会随着分裂次细胞会随着分裂次数的增加而逐渐衰老数的增加而逐渐衰老, ,故正确。故正确。B B项项, ,自由基产生后自由基产生后, ,攻攻击蛋白质击蛋白质, ,可以使蛋白质活性下降可以使蛋白质活性下降, ,引起细胞衰老引起细胞衰老, ,故正故正确。确。C C项项, ,溶酶体中含有酸性水解酶溶酶体中含有酸性水解酶, ,可以分解清除衰老可以分解清除衰老的细胞器的细胞器, ,故正确。故正确。D D项项, ,细胞衰老的特征之一是细胞内细胞衰老的特征之一是细胞内水分减少水分减少, ,细胞新陈代谢速率减慢细胞新陈代谢速率减慢, ,故错误。故错误。2.2.科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小白科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小白鼠体内分离出相同部位、相同大小的骨骼肌三块鼠体内分离出相同部位、相同大小的骨骼肌三块, ,分别分别编号为编号为A A、B B、C,C,然后测定这三块骨骼肌然后测定这三块骨骼肌COCO2 2的释放量的释放量, ,其其比值为比值为1.31.211.31.21。据此分析。据此分析: :(1)(1)年龄最大的是年龄最大的是_,_,其其COCO2 2的释放量的释放量_ _ _(_(填填“最少最少”或或“最多最多”),),可能是细胞内可能是细胞内_(_(细细胞器胞器) )的功能减弱所致。的功能减弱所致。(2)(2)三块骨骼肌内三块骨骼肌内, ,酶活性最强的是酶活性最强的是_,_,物质物质交换能力最差的是交换能力最差的是_。(3)(3)三块骨骼肌内代谢废物沉积最多的是三块骨骼肌内代谢废物沉积最多的是_。【解题指南解题指南】根据三块骨骼肌根据三块骨骼肌COCO2 2的释放量的比值可以的释放量的比值可以确定确定C C的衰老程度最大。的衰老程度最大。【解析解析】衰老细胞的呼吸速率减慢衰老细胞的呼吸速率减慢,CO,CO2 2的释放量减少的释放量减少, ,由题可知由题可知,C,C骨骼肌内骨骼肌内COCO2 2的释放量最少的释放量最少, ,故判断故判断C C骨骼肌骨骼肌年龄最大。又因为有氧呼吸释放年龄最大。又因为有氧呼吸释放COCO2 2的场所是线粒体的场所是线粒体, ,故故COCO2 2的释放量少可能是线粒体功能减弱所致。衰老细胞的释放量少可能是线粒体功能减弱所致。衰老细胞内酶活性降低内酶活性降低, ,细胞膜的通透性改变细胞膜的通透性改变, ,物质运输功能降物质运输功能降低低, ,细胞内色素增多细胞内色素增多, ,妨碍细胞内物质的交流和传递妨碍细胞内物质的交流和传递, ,细细胞内代谢废物沉积增多胞内代谢废物沉积增多, ,所以酶活性最强的是所以酶活性最强的是A,A,物质交物质交换能力最差的是换能力最差的是C,C,代谢废物沉积最多的是代谢废物沉积最多的是C C。答案答案: :(1)C(1)C最少线粒体最少线粒体(2)A(2)AC C(3)C(3)C【延伸探究延伸探究】(1)(1)题题2 2中中, ,尝试比较尝试比较A A、B B、C C的细胞核体积的大小。的细胞核体积的大小。提示提示: :衰老细胞的细胞核的体积增大衰老细胞的细胞核的体积增大, ,所以三块骨骼肌所以三块骨骼肌的细胞核的体积大小为的细胞核的体积大小为:ABC:ABC。(2)(2)题题2 2中中,A,A、B B、C C三块骨骼肌中水分最少的是哪块三块骨骼肌中水分最少的是哪块? ?试试说明原因。说明原因。提示提示: :C C。由骨骼肌。由骨骼肌C C释放释放COCO2 2的量最少的量最少, ,细胞呼吸最弱细胞呼吸最弱, ,推推知其中含水量最少。知其中含水量最少。【补偿训练补偿训练】下列关于细胞衰老的叙述错误的是下列关于细胞衰老的叙述错误的是( () )A.A.细胞衰老表现为形态、结构和功能发生改变细胞衰老表现为形态、结构和功能发生改变B.B.衰老细胞内染色质发生收缩衰老细胞内染色质发生收缩C.C.衰老细胞内酪氨酸酶活性降低导致细胞内色素积累衰老细胞内酪氨酸酶活性降低导致细胞内色素积累D.D.高等植物的细胞分裂素可延缓植物细胞的衰老进程高等植物的细胞分裂素可延缓植物细胞的衰老进程【解析解析】选选C C。细胞衰老表现为形态、结构和功能发生。细胞衰老表现为形态、结构和功能发生改变改变,A,A正确正确; ;细胞衰老特征之一是细胞核体积增大细胞衰老特征之一是细胞核体积增大, ,核核膜内折膜内折, ,染色质收缩染色质收缩, ,染色加深染色加深,B,B正确正确; ;衰老细胞内多种衰老细胞内多种酶的活性降低酶的活性降低, ,酪氨酸酶活性降低导致黑色素合成减少酪氨酸酶活性降低导致黑色素合成减少,C,C错误错误; ;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂进而可延缓细胞分裂素的作用是促进细胞分裂进而可延缓细胞衰老细胞衰老,D,D正确。正确。主题主题2 2细胞凋亡与细胞坏死细胞凋亡与细胞坏死【问题探究问题探究】1.1.细胞凋亡的结构基础细胞凋亡的结构基础: :结合细胞器的知识思考结合细胞器的知识思考, ,人的胚胎时期尾的消失、人类人的胚胎时期尾的消失、人类指间细胞的自动死亡这些细胞凋亡现象与细胞中的哪指间细胞的自动死亡这些细胞凋亡现象与细胞中的哪种细胞器有直接关系种细胞器有直接关系? ?为什么为什么? ?提示提示: :溶酶体。溶酶体内有多种水解酶溶酶体。溶酶体内有多种水解酶, ,能够使自动死能够使自动死亡的细胞发生分解。亡的细胞发生分解。2.2.细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡与细胞坏死的区别: :(1)(1)影响影响细胞凋亡和细胞坏死的因素分别是什么细胞凋亡和细胞坏死的因素分别是什么? ?影响细胞凋亡的因素影响细胞凋亡的因素:_;:_;影响细胞坏死的因素影响细胞坏死的因素:_:_。细胞内遗传物质的调控细胞内遗传物质的调控由外界种种不利因素引起由外界种种不利因素引起, ,导导致细胞被动死亡致细胞被动死亡(2)(2)细胞凋亡和细胞坏死都对生物体发育具有积极意义细胞凋亡和细胞坏死都对生物体发育具有积极意义吗吗? ?细胞凋亡细胞凋亡:_;:_;细胞坏死细胞坏死:_ :_ _。对机体正常发育具有积极意义对机体正常发育具有积极意义由外界环境因素引起的由外界环境因素引起的, ,对生物体有消极对生物体有消极意义意义【拓展延伸拓展延伸】细胞凋亡与人体健康细胞凋亡与人体健康(1)(1)正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各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。个器官功能的正常发挥。(2)(2)不正常的细胞凋亡会导致许多疾病的发生。不正常的细胞凋亡会导致许多疾病的发生。肿瘤的发生、自身免疫疾病等与细胞凋亡不足有关。肿瘤的发生、自身免疫疾病等与细胞凋亡不足有关。帕金森氏综合征、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过帕金森氏综合征、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过度有关。度有关。【探究总结探究总结】细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡与细胞坏死的区别过程过程细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死性质性质生理性过程生理性过程, ,为正常为正常死亡的过程死亡的过程病理性过程病理性过程实质实质主要由与凋亡相关主要由与凋亡相关的基因引起的基因引起受电、热、冷、机械受电、热、冷、机械等不利因素影响等不利因素影响过程过程细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死现象现象细胞分为多个凋亡细胞分为多个凋亡小体小体胞浆外溢胞浆外溢细胞变圆细胞变圆, ,与周围的与周围的细胞脱离开细胞脱离开细胞外形不规则变化细胞外形不规则变化细胞膜内陷细胞膜内陷细胞膜破坏细胞膜破坏结果结果被周围细胞吞噬被周围细胞吞噬引起周围炎症反应引起周围炎症反应【探究训练探究训练】1.(20171.(2017福州高一检测福州高一检测) )在人类中有时会出现一些返在人类中有时会出现一些返祖特征祖特征, ,如有尾巴、多毛等。出现这些现象的原因是如有尾巴、多毛等。出现这些现象的原因是( () )A.A.细胞分裂过程受阻细胞分裂过程受阻B.B.细胞分化过程受阻细胞分化过程受阻C.C.细胞衰老过程受阻细胞衰老过程受阻 D.D.细胞凋亡过程受阻细胞凋亡过程受阻【解析解析】选选D D。人的尾及多余的毛发的消失是细胞凋亡。人的尾及多余的毛发的消失是细胞凋亡的结果的结果, ,因此题干中提到的返祖现象的出现是由细胞凋因此题干中提到的返祖现象的出现是由细胞凋亡过程受阻导致的。亡过程受阻导致的。2.2.下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析析, ,不正确的是不正确的是( () )A.A.细胞凋亡能维持组织中细胞数目的相对平衡细胞凋亡能维持组织中细胞数目的相对平衡B.B.人的早期胚胎有尾人的早期胚胎有尾, ,上述流程可以描述人尾部细胞的上述流程可以描述人尾部细胞的凋亡过程凋亡过程C.C.过程中凋亡细胞被吞噬过程中凋亡细胞被吞噬, ,表明细胞凋亡是细胞被动表明细胞凋亡是细胞被动死亡的过程死亡的过程D.D.凋亡相关基因是机体固有的凋亡相关基因是机体固有的, ,在动物生长发育过程中在动物生长发育过程中发挥重要作用发挥重要作用【解题指南解题指南】解答本题时解答本题时, ,需要注意以下两点需要注意以下两点: :(1)(1)细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程。(2)(2)细胞凋亡是机体的正常生理现象。细胞凋亡是机体的正常生理现象。【解析解析】选选C C。细胞凋亡与细胞增殖可以维持生物体细。细胞凋亡与细胞增殖可以维持生物体细胞数目的相对平衡状态。胞数目的相对平衡状态。过程中凋亡细胞被吞噬过程中凋亡细胞被吞噬, ,是是细胞主动死亡的过程细胞主动死亡的过程,C,C错误。凋亡相关基因是机体本错误。凋亡相关基因是机体本来就有的来就有的, ,只是在特定时期才会表达、发挥作用。只是在特定时期才会表达、发挥作用。【延伸探究延伸探究】(1)(1)图中膜受体的化学本质是什么图中膜受体的化学本质是什么? ?提示提示: :糖蛋白。糖蛋白。(2)(2)吞噬细胞清除凋亡细胞的过程体现了细胞膜的什么吞噬细胞清除凋亡细胞的过程体现了细胞膜的什么特性特性? ?提示提示: :细胞膜的流动性。细胞膜的流动性。【补偿训练补偿训练】关于细胞凋亡与细胞坏死关于细胞凋亡与细胞坏死, ,下列说法正确下列说法正确的是的是( () )A.A.细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的B.B.细胞死亡是细胞凋亡的同义词细胞死亡是细胞凋亡的同义词C.C.细胞坏死是由遗传机制决定的程序性调控细胞坏死是由遗传机制决定的程序性调控D.D.被病原体感染的细胞的清除与细胞凋亡无关被病原体感染的细胞的清除与细胞凋亡无关【解析解析】选选A A。生物体内细胞死亡包括细胞凋亡和细胞。生物体内细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死坏死, ,细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程程, ,是由遗传机制决定的程序性调控是由遗传机制决定的程序性调控, ,所以也常常被称所以也常常被称为细胞编程性死亡。在成熟的生物体内为细胞编程性死亡。在成熟的生物体内, ,被病原体感染被病原体感染的细胞的清除的细胞的清除, ,也是通过细胞凋亡实现的。而细胞坏死也是通过细胞凋亡实现的。而细胞坏死则是在种种不利因素影响下则是在种种不利因素影响下, ,由于细胞正常代谢活动受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损或中断引起的细胞损伤和死亡, ,并不是由基因所决定并不是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。的细胞自动结束生命的过程。【课堂小结课堂小结】