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1、
第二章 細(xì)胞的衰老與凋亡
第一、二節(jié) 細(xì)胞的衰老和凋亡
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握細(xì)胞衰老的特征。(難點(diǎn)) 2.理解細(xì)胞衰老和個(gè)體衰老的關(guān)系。(難點(diǎn)) 3.簡述細(xì)胞凋亡的意義。(重點(diǎn)) 4.掌握細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別。(重點(diǎn)) 5.理解細(xì)胞凋亡的程序性。(難點(diǎn))
一、細(xì)胞的衰老
1.人類對(duì)細(xì)胞衰老的認(rèn)識(shí)
(1)細(xì)胞的生命歷程
細(xì)胞要經(jīng)過發(fā)生→生長→衰老→死亡幾個(gè)階段,說明細(xì)胞具有一定的壽命。
(2)細(xì)胞衰老的特點(diǎn):生理活動(dòng)和功能不可逆的衰退過程。
(3)細(xì)胞的分裂次數(shù)
①特點(diǎn):相對(duì)確定。
②影響因素:分化程度
2.細(xì)胞衰老的特征
3.細(xì)胞衰老與人類健康
(1
2、)細(xì)胞正常衰老的意義
有利于實(shí)現(xiàn)有機(jī)體的自我更新。
(2)人體衰老的基本特征
①水分減少,皮膚干燥,皺縮。
②代謝減緩,耗能降低。
③細(xì)胞數(shù)目減少。
④器官功能下降,對(duì)環(huán)境改變的適應(yīng)能力降低,對(duì)疾病的抵抗力減退。
(3)細(xì)胞衰老的實(shí)例
①肌細(xì)胞衰老→肌肉萎縮,運(yùn)動(dòng)功能減退,行動(dòng)遲緩。
②胸腺細(xì)胞衰老→胸腺萎縮,T淋巴細(xì)胞的生成能力下降。
③兒童早衰癥——細(xì)胞過早衰老引起的疾病。
(4)延緩衰老的措施
合理的飲食結(jié)構(gòu)、良好的生活習(xí)慣、適當(dāng)?shù)捏w育運(yùn)動(dòng)和樂觀的人生態(tài)度等都有益于延緩衰老。
二、細(xì)胞凋亡
1.細(xì)胞凋亡的過程和機(jī)制
(1)概念:在生物個(gè)體生長發(fā)育過程中,由基
3、因控制的,按照一定程序發(fā)生的細(xì)胞死亡,又稱編程性細(xì)胞死亡。
(2)過程
凋亡的起始―→凋亡小體的形成―→細(xì)胞的解體
表現(xiàn)
①細(xì)胞皺縮,細(xì)胞連接消失②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膨脹③染色體固縮并沿著核膜分布
①核膜破裂②染色體斷裂③細(xì)胞膜包圍染色體片斷和細(xì)胞器,形成泡狀和芽狀的突起細(xì)胞分離、脫落
①凋亡小體與②周圍細(xì)胞吞噬并消化凋亡小體
結(jié)果
核膜、細(xì)胞膜完整
核膜破裂、凋亡小體形成
凋亡小體消失
(3)機(jī)制:細(xì)胞按照發(fā)育程序進(jìn)行的一種自殺性死亡過程。
2.細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義
(1)有利于清除多余、無用的細(xì)胞。
(2)有利于清除完成正常使命的衰老細(xì)胞。
(3)有利于清除體內(nèi)的有害
4、細(xì)胞。
(4)維持器官和組織中細(xì)胞數(shù)目的相對(duì)穩(wěn)定。
3.細(xì)胞凋亡與人類健康(連線)
提示:①—A—a ②—B—c?、邸狝—a?、堋狟—b
細(xì)胞衰老
探討:老年人體內(nèi)的細(xì)胞都是衰老細(xì)胞,而兒童體內(nèi)細(xì)胞全是幼嫩細(xì)胞,這種說法對(duì)嗎?請(qǐng)舉例說明。
提示:不對(duì)。老年人體內(nèi)也有幼嫩的細(xì)胞,如造血干細(xì)胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的血細(xì)胞;兒童體內(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,最后凋亡、脫落。
探討:老年人行動(dòng)緩慢,反應(yīng)遲鈍,抵抗力弱。這些特征分別是哪些細(xì)胞衰老的結(jié)果?
提示:行動(dòng)緩慢是肌肉細(xì)胞衰老的結(jié)果。反應(yīng)遲鈍是神經(jīng)細(xì)胞衰老的結(jié)果。抵抗力弱是免疫細(xì)胞衰老的結(jié)果。
5、
探討:分析老年人為什么大多頭發(fā)花白,滿臉老年斑?
提示:衰老細(xì)胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成減少,故頭發(fā)變白;衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性改變,色素積累,出現(xiàn)老年斑。
探討:細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,細(xì)胞的衰老就代表個(gè)體衰老嗎?
提示:對(duì)于多細(xì)胞生物而言,細(xì)胞的衰老不等于機(jī)體的衰老,如幼年個(gè)體中每天都有細(xì)胞衰老;機(jī)體的衰老也不等于細(xì)胞的衰老,如老年個(gè)體中每天也有新的細(xì)胞產(chǎn)生。但個(gè)體衰老時(shí),組成該個(gè)體的細(xì)胞往往表現(xiàn)為普遍衰老現(xiàn)象。
1.個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的對(duì)應(yīng)關(guān)系
個(gè)體衰老表現(xiàn)
對(duì)應(yīng)的細(xì)胞衰老原因
皮膚干燥、發(fā)皺
細(xì)胞內(nèi)水分減少,體積減小
頭發(fā)變白
細(xì)胞內(nèi)的酶活性
6、降低
老年斑
細(xì)胞內(nèi)色素(脂褐素)的累積
無力
細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢
吸收能力下降
細(xì)胞膜通透性改變
由上表看出,個(gè)體衰老的過程也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程。
2.分子組成的變化及對(duì)結(jié)構(gòu)和功能的影響
(1)自由水減少,代謝速率減慢→細(xì)胞體積變小。
(2)酶的活性降低→細(xì)胞內(nèi)的呼吸等代謝速率降低。
(3)色素積累→形成老年斑,并阻礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流。
3.細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化及對(duì)功能的影響
(1)細(xì)胞膜的成分變化→通透性變化,降低物質(zhì)的運(yùn)輸能力。
(2)細(xì)胞核變大→為了維持對(duì)細(xì)胞的控制。
通過以上分析可說明分子、結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。衰老細(xì)胞的結(jié)構(gòu)行使正常功能的能力降低;從分
7、子水平上看,有利的功能分子含量降低,而色素或有害分子出現(xiàn)并增加。
1.關(guān)于細(xì)胞衰老的說法中,正確的是( )
A.對(duì)于單細(xì)胞生物而言,細(xì)胞衰老過程等于個(gè)體衰老過程
B.對(duì)于多細(xì)胞生物而言,個(gè)體衰老過程中組成機(jī)體的細(xì)胞都處于衰老狀態(tài)
C.細(xì)胞會(huì)隨著分裂次數(shù)的增加而更旺盛
D.年幼的個(gè)體處于生長發(fā)育階段,幾乎沒有細(xì)胞的衰老
A [多細(xì)胞生物體內(nèi)的細(xì)胞總是處于不斷更新的過程中,在生長發(fā)育階段中,總有一部分細(xì)胞處于衰老或走向死亡;總體看,個(gè)體衰老的過程實(shí)際上是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程,但并不等于組成機(jī)體的細(xì)胞全部處于衰老狀態(tài)。細(xì)胞會(huì)隨著分裂次數(shù)增加而衰老。]
2.下列有關(guān)細(xì)胞
8、衰老的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.細(xì)胞衰老后代謝速度降低
B.細(xì)胞衰老過程失去的水一般為結(jié)合水
C.細(xì)胞衰老后線粒體會(huì)變大
D.老年斑與細(xì)胞內(nèi)脂褐素增多有關(guān)
B [此題主要考查細(xì)胞衰老的特征,細(xì)胞衰老過程水分減少,失去的水一般為自由水,結(jié)合水不易失去。]
細(xì)胞凋亡
探討:細(xì)胞死亡主要有哪幾種形式?哪種形式對(duì)生物體是有利的?
提示:細(xì)胞壞死和細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡對(duì)生物體是有利的。
探討:下圖為某動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死過程示意圖,據(jù)圖思考回答以下問題:
(1)凋亡細(xì)胞的內(nèi)容物是否釋放出來?
提示:不釋放。
(2)細(xì)胞凋亡只發(fā)生在特定時(shí)期,而細(xì)胞壞死任何時(shí)期都可發(fā)生
9、。這種說法正確嗎?為什么?
提示:不正確。細(xì)胞凋亡發(fā)生于機(jī)體發(fā)育的各個(gè)時(shí)期。
[歸納總結(jié)]__細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較
1.區(qū)別
區(qū)別點(diǎn)
細(xì)胞凋亡
細(xì)胞壞死
起因
生理
病理性變化或劇烈損傷
調(diào)節(jié)過程
受基因調(diào)控
被動(dòng)進(jìn)行
范圍
多為單個(gè)散在細(xì)胞
大片組織或成群細(xì)胞
細(xì)胞膜
皺縮
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
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
形態(tài)變化
細(xì)胞皺縮與周圍細(xì)胞脫離
細(xì)胞外形不規(guī)則變化
細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化
染色體斷裂,細(xì)
10、胞分為一個(gè)個(gè)小體(凋亡小體)
溶酶體破壞,胞漿外溢
2.實(shí)例
人胚胎發(fā)育時(shí)期,手指縫間細(xì)胞的消失屬于細(xì)胞凋亡;蝌蚪尾部的消失屬于細(xì)胞凋亡;人體皮膚細(xì)胞因擠壓、摩擦、低溫冷凍等導(dǎo)致的死亡屬于細(xì)胞壞死。
1.關(guān)于細(xì)胞凋亡過程的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.凋亡開始時(shí),細(xì)胞皺縮,細(xì)胞膜破裂
B.凋亡小體包含染色體片段和細(xì)胞器
C.凋亡小體是細(xì)胞膜內(nèi)折形成的泡狀和芽狀突起
D.凋亡細(xì)胞最終被周圍細(xì)胞吞噬消化
A [細(xì)胞凋亡分為三個(gè)階段。開始時(shí)細(xì)胞皺縮,細(xì)胞連接消失,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和染色體都發(fā)生變化,但細(xì)胞膜依然完整。伴隨著核膜破裂,染色體斷裂為大小不等的片段,并與一些細(xì)胞器聚集后被內(nèi)折
11、的細(xì)胞膜包圍,在細(xì)胞膜表面形成泡狀和芽狀突起,即凋亡小體。在細(xì)胞凋亡的第三階段,脫離的凋亡小體最終被周圍的細(xì)胞吞噬消化。]
2.“程序性細(xì)胞死亡”學(xué)說認(rèn)為,生物在發(fā)育過程中受到基因控制,許多細(xì)胞會(huì)正常地走向死亡。下列不屬于這種細(xì)胞死亡現(xiàn)象的是( )
①機(jī)體某部位細(xì)胞受機(jī)械損傷導(dǎo)致的死亡
②蝌蚪發(fā)育成為青蛙的過程中尾部消失了
③宿主細(xì)胞因病毒的復(fù)制、釋放而消亡
④花冠在傳粉后凋謝
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
B [因外界因素如機(jī)械損傷、病毒和細(xì)菌感染等因素導(dǎo)致的細(xì)胞死亡為細(xì)胞壞死,不屬于題干中的“程序性細(xì)胞死亡”。]
[課堂小結(jié)]
知 識(shí) 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu)
12、 建
核 心 語 句 歸 納
1.影響細(xì)胞衰老的因素有:物種、年齡、性別和細(xì)胞核。
2.衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少、酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積累和膜透性改變。
3.延緩衰老的措施:合理的飲食結(jié)構(gòu)、良好的生活習(xí)慣、適當(dāng)?shù)捏w育運(yùn)動(dòng)和樂觀的人生態(tài)度。
4.細(xì)胞凋亡是由基因控制的編程性死亡。
5.細(xì)胞凋亡能清除多余無用的細(xì)胞,清除衰老的細(xì)胞、清除有害的細(xì)胞并維持細(xì)胞數(shù)目的相對(duì)穩(wěn)定。
6.腫瘤的發(fā)生與細(xì)胞凋亡不足有關(guān)。
1.細(xì)胞衰老是一種正常的生理現(xiàn)象,人的細(xì)胞在衰老過程中不會(huì)出現(xiàn)的變化是( )
A.細(xì)胞內(nèi)有些酶活性降低
B.細(xì)胞內(nèi)色素減少
C.細(xì)胞內(nèi)水分減少
D.
13、細(xì)胞呼吸速率減慢
B [細(xì)胞衰老主要有五方面的特征,即細(xì)胞內(nèi)水分減少;有些酶活性降低;色素積累;呼吸減慢;細(xì)胞膜通透性改變。衰老細(xì)胞內(nèi)的色素會(huì)增加而不是減少。]
2.下列不屬于細(xì)胞凋亡的是( )
A.手指發(fā)育過程中,指間細(xì)胞的自動(dòng)死亡
B.紅細(xì)胞壽命只有120天左右,紅細(xì)胞的自我更新
C.被病原體感染的細(xì)胞被清除
D.抽煙引起肺細(xì)胞死亡
[答案] D
3.關(guān)于細(xì)胞凋亡過程示意圖連接順序正確的是( )
A.①→②→③→④ B.④→①→③→②
C.④→①→②→③ D.④→③→②→①
B [細(xì)胞凋亡的過程為:凋亡的起始→凋亡小體的形成→細(xì)胞的解體→被其他細(xì)胞吞噬。]
14、
4.如圖為細(xì)胞重要的生命活動(dòng)圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問題:
(1)A、B、C、D中,染色體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化主要發(fā)生在________過程中。
(2)細(xì)胞增殖的主要方式是____________________________
__________________________________________________。
(3)細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ),就一個(gè)個(gè)體來說,乳腺細(xì)胞與心肌細(xì)胞的遺傳信息________,但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻________,這是因?yàn)開_________________________________________________
________
15、__________________________________________。
(4)隨著年齡的增長,一根根青絲變成了白發(fā);額角也漸漸爬滿皺紋,這與____________有關(guān)。
(5)細(xì)胞的凋亡由于受到嚴(yán)格的遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控,所以也稱為________________。當(dāng)HIV病毒侵入機(jī)體的淋巴細(xì)胞后,會(huì)使淋巴細(xì)胞大量死亡,淋巴細(xì)胞大量死亡是否屬于細(xì)胞凋亡?_____________________________。
[解析] 細(xì)胞增殖的主要方式是有絲分裂,而染色體的動(dòng)態(tài)變化就發(fā)生在細(xì)胞分裂的過程中,細(xì)胞增殖使細(xì)胞數(shù)目增多,而細(xì)胞分化使細(xì)胞的形態(tài)和功能發(fā)生改變;人變老時(shí),細(xì)胞會(huì)衰老,細(xì)胞內(nèi)水分減少,細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶活性降低,黑色素的合成減少等;HIV病毒侵入機(jī)體T細(xì)胞后,會(huì)使細(xì)胞正常代謝受損和中斷,從而引起細(xì)胞的壞死。
[答案] (1)A (2)有絲分裂 (3)相同 不同 不同細(xì)胞的遺傳信息執(zhí)行情況不同 (4)細(xì)胞的衰老
(5)細(xì)胞編程性死亡 不屬于