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2019-2020年高中生物 第6章 第3節(jié) 細(xì)胞的衰老和凋亡學(xué)案 新人教版必修1 　　 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．描述個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系及細(xì)胞衰老的特征。(重點) 2．簡述細(xì)胞凋亡的含義及與細(xì)胞壞死的區(qū)別。(重點、難點) 3．探討細(xì)胞的衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系，關(guān)注老年人的健康狀況。 4．進行與社會老齡化相關(guān)的問題的資料搜集和分析。,　 知識結(jié)構(gòu) 個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系 1．細(xì)胞衰老的概念 細(xì)胞衰老的過程是細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。 2．個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系 (1)單細(xì)胞生物：細(xì)胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。 (2)多細(xì)胞生物細(xì)胞總是在不斷更新著，總有一部分細(xì)胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。 ①幼年個體中每天都有細(xì)胞衰老、死亡→細(xì)胞的衰老和死亡不等于個體的衰老和死亡。 ②老年個體中每天也有新細(xì)胞的產(chǎn)生→個體的衰老不等于所有細(xì)胞的衰老。 從總體上看，生物體內(nèi)的絕大多數(shù)細(xì)胞都要經(jīng)歷分裂、分化、衰老、死亡的過程，所以細(xì)胞衰老是一種正常的生命活動，是細(xì)胞生命活動的基本規(guī)律。 (1)個體衰老和細(xì)胞衰老都是生物體正常的生命現(xiàn)象。 (2)細(xì)胞會隨著分裂次數(shù)的增多而衰老。 (3)個體衰老的原因：一是自身因素，如細(xì)胞多次分裂后衰老。二是環(huán)境因素，條件不利會加快衰老。 教材第121頁參考答案 問題探討 1．人體的衰老特征：白發(fā)、皺紋、老年斑、耳聾、眼花、記憶力減退等。 2．老年人體內(nèi)還會有幼嫩的細(xì)胞，如精原細(xì)胞仍能增殖產(chǎn)生精子，造血干細(xì)胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的血細(xì)胞；年輕人體內(nèi)也有衰老的細(xì)胞，如皮膚表皮細(xì)胞衰老成角質(zhì)層細(xì)胞，最后細(xì)胞凋亡、脫落。 3．人體衰老與細(xì)胞衰老并不是一回事。人體內(nèi)的細(xì)胞總是在不斷更新著，總有一部分細(xì)胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。但從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。 【例1】　關(guān)于個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．細(xì)胞的衰老就是個體的衰老 B．衰老的生物體內(nèi)，細(xì)胞都處于衰老狀態(tài) C．年幼的生物體內(nèi)，沒有衰老細(xì)胞 D．從總體上看，個體衰老的過程是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程 解析：對于單細(xì)胞生物體來說，細(xì)胞的衰老就是個體的衰老；但對多細(xì)胞生物來講，細(xì)胞衰老與個體衰老并不是一回事。多細(xì)胞生物體內(nèi)細(xì)胞總是在不斷更新著，衰老生物體內(nèi)也有幼嫩細(xì)胞，年幼的生物體內(nèi)，也有衰老細(xì)胞。從總體來說，個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。 答案：D 點撥：細(xì)胞衰老不等于個體衰老，多細(xì)胞生物的個體發(fā)育的全過程都存在細(xì)胞衰老，細(xì)胞的普遍衰老導(dǎo)致個體衰老，細(xì)胞衰老是個體衰老的前提。 細(xì)胞衰老的特征及原因 1．細(xì)胞衰老的特征 (1)水分含量減少，細(xì)胞萎縮，體積變小，新陳代謝速率減慢。 (2)酶活性降低，細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)過程變慢。 (3)色素逐漸積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。 (4)細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深。 (5)細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運輸功能降低。 細(xì)胞衰老特征的記憶方法：“一大一小一多兩低” (1)一大：細(xì)胞核變大，染色質(zhì)收縮、染色加深。 (2)一小：細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮變小，代謝速率減慢。 (3)一多：細(xì)胞內(nèi)色素逐漸積累、增多。 (4)兩低：膜的物質(zhì)運輸功能降低，有些酶的活性降低。 2.細(xì)胞衰老的癥狀分析 癥狀 原因分析 皮膚干燥、發(fā)皺 細(xì)胞水分減少，體積減小 頭發(fā)變白 細(xì)胞內(nèi)的酶活性降低 老年斑 細(xì)胞內(nèi)色素(脂褐素)的累積 吸收能力下降 細(xì)胞膜通透性功能改變 　　(1)衰老細(xì)胞從總體上來說其生理功能降低了。 酶活性降低呼吸速率減慢新陳代謝速率減慢―→物質(zhì)交流與信息傳遞效率下降。 (2)衰老細(xì)胞中細(xì)胞器數(shù)量減少，如代謝強度減慢、線粒體數(shù)量減少。 并非所有衰老細(xì)胞都同時具有上述特征，如哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核。 3．細(xì)胞衰老的原因 關(guān)于細(xì)胞衰老的原因，目前為人們所普遍接受的是自由基學(xué)說和端粒學(xué)說。 (1)自由基學(xué)說：自由基是一類含不成對電子的原子或功能基團，具有高度反應(yīng)活性，可引發(fā)鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng)，引起DNA、蛋白質(zhì)和脂類，尤其是多不飽和脂肪酸等大分子物質(zhì)變性和交聯(lián)，損傷DNA、生物膜、重要的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，從而引起色素、脂肪的積累等，各種衰老現(xiàn)象的發(fā)生。 (2)端粒學(xué)說：端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會縮短一截，當(dāng)端粒DNA序列被截短后，端粒內(nèi)側(cè)的正?；虻腄NA序列就會受到損傷，使細(xì)胞的生命活動異常而走向衰亡。 細(xì)胞分裂、分化與衰老的區(qū)別與聯(lián)系 細(xì)胞分裂 細(xì)胞分化 細(xì)胞衰老 區(qū)別 (1)細(xì)胞分裂是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ) (2)通過細(xì)胞分裂將復(fù)制的遺傳物質(zhì)平均分配到兩個子細(xì)胞中，保證了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性 (1)細(xì)胞分化是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ) (2)通過細(xì)胞分化形成不同的組織、器官和系統(tǒng) (1)細(xì)胞衰老是正常的生命現(xiàn)象 (2)細(xì)胞衰老的速度有快有慢，正常衰老有利于機體的自我更新，異常衰老威脅人類健康 聯(lián)系 (1)細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，細(xì)胞通過分裂增加數(shù)目，通過分化增加細(xì)胞類型 (2)僅有細(xì)胞分裂沒有細(xì)胞分化，生物體不能正常生長發(fā)育 (3)細(xì)胞分裂、分化、衰老過程是不可逆轉(zhuǎn)的 教材第122頁參考答案 旁欄思考題 老年斑是由于細(xì)胞內(nèi)的色素隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累造成的。衰老細(xì)胞中出現(xiàn)色素聚集，主要是脂褐素的堆積。脂褐素是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物，是一種不溶性顆粒物。不同的細(xì)胞在衰老過程中脂褐素顆粒的大小也有一定的差異。皮膚細(xì)胞的脂褐素顆粒大，就出現(xiàn)了老年斑。 【例2】　細(xì)胞的衰老和死亡是一種正常的生命現(xiàn)象。下列屬于人體衰老紅細(xì)胞特征的是(　　) ①水分減少，細(xì)胞萎縮　②新陳代謝的速率減慢?、勰承┟傅幕钚越档汀、芎粑俾噬仙、萆胤e累增多?、藜?xì)胞的呼吸速率減慢?、呒?xì)胞核體積增大?、嗉?xì)胞膜的通透性改變 A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑤⑥⑦⑧ C．①②③⑥⑧ D．①②③④⑤⑧ 解析：衰老的細(xì)胞一般具有以下5項特征：①在衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小，新陳代謝速率減慢；②衰老的細(xì)胞內(nèi)，有些酶的活性降低；③細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累；④衰老的細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大，染色質(zhì)收縮、染色加深；⑤細(xì)胞膜通透性功能改變。根據(jù)上述特征可判斷①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老細(xì)胞的特征，由于衰老的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，也不含有色素，因此，還應(yīng)除去⑤⑦，故選C。 答案：C 點撥：本題設(shè)置的陷阱——人體成熟紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點，如果只記住衰老細(xì)胞的主要特征而忽略了成熟紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點，必然導(dǎo)致答案錯誤。 細(xì)胞的凋亡和壞死 1．細(xì)胞的凋亡 (1)概念：由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，就叫做細(xì)胞凋亡。由于細(xì)胞調(diào)控受到嚴(yán)格的由遺傳機制決定的程序性凋亡，所以也常常被稱為細(xì)胞編程性死亡。 (2)實例 ①人在胚胎時期，要經(jīng)歷有尾的階段，后來尾部細(xì)胞自動死亡，尾才消失。 ②蝌蚪尾的消失，也是通過細(xì)胞自動死亡實現(xiàn)的。 ③在胎兒手的發(fā)育過程中，五個手指最初是愈合在一起形成的，像一把鏟子，后來隨著指間細(xì)胞自動死亡，才發(fā)育為成形的手。 (3)作用 ①清除多余的、無用的細(xì)胞。如胚胎期手的發(fā)育，如果沒有細(xì)胞的凋亡就不會有纖細(xì)的手指；如果沒有正常的細(xì)胞凋亡，蝌蚪的尾部就不會消失，它將不能變成青蛙。 ②清除完成正常使命的衰老細(xì)胞，如衰老的白細(xì)胞的死亡。 ③維持器官和組織中細(xì)胞數(shù)目的相對穩(wěn)定，如紅細(xì)胞的更新?lián)Q代。 ④清除體內(nèi)的有害細(xì)胞，例如癌癥就是異常的細(xì)胞沒有及時死亡的結(jié)果。 (4)意義 ①維持機體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。 ②抵御外界各種因素的干擾。 (1)細(xì)胞凋亡與細(xì)胞分裂、分化一樣，是一種最基本的生命現(xiàn)象，是機體正常發(fā)育的基礎(chǔ)。 (2)細(xì)胞凋亡不僅發(fā)生在個體發(fā)育的胚胎時期，而且貫穿于整個生命活動的始終。 2．細(xì)胞的壞死 (1)概念：細(xì)胞壞死是指細(xì)胞受到強烈理化或生物因素作用引起的細(xì)胞無序變化的死亡過程。 (2)過程 正常細(xì)胞正常代謝活動細(xì)胞損傷和死亡。 　　　　　　種種不利因素 細(xì)胞死亡不等同于細(xì)胞壞死，細(xì)胞死亡可以指細(xì)胞的正常死亡即細(xì)胞凋亡，也可以指細(xì)胞的非正常死亡，即細(xì)胞壞死。 (3)細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞壞死 原因 正常生理變化 病原理性變化或劇烈損傷 范圍 多為單個散在細(xì)胞 大片組織或成群細(xì)胞 細(xì)胞膜 內(nèi)陷 破損 細(xì)胞器 無明顯變化 腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)崩解 細(xì)胞體積 收縮變小 腫脹變大 調(diào)節(jié)過程 受基因調(diào)控 被動進行 炎癥反應(yīng) 不釋放細(xì)胞內(nèi)容物，無炎癥反應(yīng) 釋放細(xì)胞內(nèi)容物，引發(fā)炎癥 細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡是細(xì)胞的正常生命活動，這些生命活動是細(xì)胞的行為表現(xiàn)，而不能誤認(rèn)為是細(xì)胞發(fā)育的4個階段。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞增殖都是維持生物體內(nèi)細(xì)胞動態(tài)平衡的基本行為。 教材第124頁參考答案 技能訓(xùn)練 1．細(xì)胞的壽命與分裂能力無關(guān)。壽命短的細(xì)胞不一定能分裂，如白細(xì)胞。 2．有關(guān)系。 3．皮膚表皮細(xì)胞的壽命約為10 d，生發(fā)層細(xì)胞的分裂能力強。 【例3】　細(xì)胞凋亡又稱細(xì)胞編程性死亡，其大致過程如圖631所示，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．細(xì)胞凋亡是細(xì)胞在特定條件下的被動死亡過程 B．細(xì)胞凋亡過程中以小泡形式形成凋亡小體，需要消耗能量 C．細(xì)胞凋亡發(fā)生過程中，細(xì)胞內(nèi)容物不釋放出來 D．吞噬細(xì)胞吞噬凋亡小體與溶酶體釋放的水解酶密切相關(guān) 解析：細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，A項錯誤；依圖示可知，細(xì)胞凋亡過程中細(xì)胞崩潰，分解成多個凋亡小體，被小泡包裹，使細(xì)胞內(nèi)容物不釋放出來，然后被吞噬細(xì)胞吞噬，這一過程需要消耗能量，B、C項正確。吞噬細(xì)胞中含有大量的溶酶體，能釋放出水解酶消化凋亡小體，D項正確。 答案：A 點撥：解題的關(guān)鍵是理解細(xì)胞凋亡的機理(基因調(diào)控的自動死亡)，以及準(zhǔn)確提取圖解中的信息(以凋亡小體形式被吞噬細(xì)胞吞噬)。