2020_2021学年新教材高中生物第6章细胞的生命历程第3节细胞的衰老和死亡课件新人教版必修1 44页

第3节　细胞的衰老和死亡 课标要求 核心素养 1. 描述细胞衰老的特征。 2. 说明细胞死亡的原因和意义。 3. 阐明细胞衰老和死亡是自然的生理过程。 1. 生命观念 —— 掌握细胞衰老的特征，并分析其原因；阐明细胞凋亡的意义。 2. 科学思维 —— 辨析细胞凋亡与细胞坏死。 3. 社会责任 —— 关注社会议题，辨别迷信和伪科学，主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识。 新知预习 · 双基夯实 一、细胞衰老的特征： 1 ． 代谢的变化： 2 ． 细胞核的变化： 二、细胞衰老的原因 目前大家普遍接受的两种有关细胞衰老的原因的理论： ______________ 和 ____________ 。 三、个体衰老与细胞衰老的关系 1 ． 对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是 __________________ 。 2 ．对于多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡 ________________ ，从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞 ____________ 的过程。 自由基学说 端粒学说 个体衰老或死亡 并不是一回事 普遍衰老 四、细胞凋亡和细胞坏死 1 ．细胞凋亡： 概念 定义 由 ________ 决定的细胞自动结束生命的过程 机制 由 ____________ 决定的 __________ 调控 类型 ① 细胞正常的 ____________ ② 清除 ________________ 的细胞 ③ 正常发育过程中的程序性死亡 意义 ① 保证多细胞生物体完成 ____________ ② 维持 ____________ 的稳定 ③ 抵御 ________________ 的干扰 基因 遗传机制 程序性 自然更新 被病原体感染 正常发育 内部环境 外界各种因素 2. 细胞坏死： 是在种种 ____________( 如缺氧、高温、高压等 ) 影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞 ________ 和 ________ 。 不利因素 损伤 死亡 (1) 细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 ( 　　 ) (2) 细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小。 ( 　　 ) (3) 细胞普遍衰老会导致个体衰老。 ( 　　 ) (4) 细胞坏死和细胞凋亡对生物体都是不利的。 ( 　　 ) (5) 细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 ( 　　 ) (6) 在蛙的发育过程中，细胞不断分裂，但不发生凋亡。 ( 　　 ) (7) 细胞的衰老和坏死都是生物体异常的生命活动。 ( 　　 ) (8) 被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死。 ( 　　 ) × × √ × × × × × 思考： 1 ．老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？ 提示： 老年人体内含有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；年轻人体内有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老形成角质层细胞。 2 ． 衰老细胞的新陈代谢速率减慢，试分析其原因。 提示： 衰老细胞内酶的活性降低，自由水含量降低，呼吸速率降低 ( 使能量供应减少 ) ，故细胞新陈代谢减慢。 3 ． 强烈的细胞自噬也可能诱导细胞凋亡。请举例说明在什么情况下会发生细胞自噬。 提示： (1) 细胞营养缺乏时，通过自噬可以获得维持生存必需的物质和能量。 (2) 细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过自噬进行清除，可以维持细胞内部环境的稳定。 学霸记忆 · 素养积累 1 ．衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累、膜通透性改变，物质运输功能下降。 2 ．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。 课内探究 · 名师点睛 1 ． 细胞衰老的概念 细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。 2 ． 细胞衰老特征的概括总结 一大 ( 细胞核变大，染色质收缩，染色加深 ) ；一小 ( 细胞体积变小 ) ；一多 ( 细胞内色素逐渐积累、增多 ) ；一少 ( 细胞内水分减少 ) ；两低 ( 细胞膜运输功能降低，有些酶的活性降低 ) ；两慢 ( 呼吸速率减慢，代谢速率减慢 ) 。 一 细胞的衰老 3 ． 细胞衰老的原因 关于细胞衰老的原因，自由基学说和端粒学说是现代科学家普遍认可的两种学说。 (1) 自由基学说 衰老是由细胞正常代谢过程中产生的自由基造成的。 ①自由基含义：人们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。 ② 自由基来源：在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基；此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。 ③自由基学说：自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子、会损伤细胞膜、攻击 DNA ，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。 (2) 端粒学说：染色体两端的特殊序列的 DNA －蛋白质复合体 ( 端粒 ) 会随细胞分裂次数的增加而被 “ 截短 ” ，进而损伤正常基因的 DNA 序列，使细胞活动渐趋异常。 4 ． 细胞衰老与个体衰老之间的关系 (1) 单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 (2) 多细胞生物：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。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。 特别提醒： ① 幼年个体中每天都有细胞的衰老、死亡，因此细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。 ② 老年个体中每天也有新细胞的产生，因此个体的衰老不等于所有细胞的衰老。 ③ 细胞的衰老由细胞自身的因素决定，但良好的外部环境和生活饮食习惯可以延缓细胞衰老，进而延缓机体衰老。 下列关于细胞衰老的说法，不正确的是 ( 　　 ) A ．生物体内绝大多数细胞都要经过未分化、分化、衰老和死亡这几个阶段 B ．细胞的衰老和死亡是一种正常的生理现象 C ．神经细胞不会衰老、死亡 D ．细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低 解析： 神经细胞也会发生衰老和死亡的现象。 典例剖析 典例 1 C 1 ．下列有关衰老细胞的特征的叙述，正确的是 ( 　　 ) A ．衰老细胞代谢速率减慢与其体积增大、物质交换效率降低有关 B ．衰老细胞中各种酶的活性都降低 C ．衰老细胞中黑色素和脂褐素的含量都减少 D ．细胞衰老与个体衰老并不都是同步的 解析： 衰老细胞由于水分减少使细胞体积变小、细胞新陈代谢的速率减慢， A 错误；衰老细胞中有些酶的活性降低，有些酶的活性不变， B 错误；细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累， C 错误；细胞衰老不等于个体衰老，如婴儿体内也有细胞衰老， D 正确。 变式训练 D 细胞死亡包括凋亡 (apoptosis) 和坏死 (necrosis) 等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。 1 ． 细胞凋亡 (1) 细胞凋亡的概念 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。 二 细胞的死亡 特别提醒： 不同的细胞，寿命不同，凋亡的速率也不同，如小肠上皮细胞的寿命只有 1 ～ 2 天，白细胞的寿命是 5 ～ 7 天，平滑肌细胞、神经细胞、心肌细胞寿命很长。 (2) 细胞凋亡的实例 ①人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失。 ②蝌蚪尾的消失，也是通过细胞自动死亡实现的。 ③在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是连在一起的，像一把铲子，后来随着指间的细胞自动死亡，才发育为成形的手指。 知识拓展 细胞凋亡的过程 (1) 凋亡的开始：细胞皱缩，细胞连接消失，内质网膨胀，染色质收缩并沿核膜分布。 (2) 凋亡小体的形成：核膜破裂，染色质断裂成大小不等的片段，与一些细胞器聚集后被一些内陷的细胞膜包围，形成凋亡小体。 (3) 细胞的解体：凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被周围的细胞吞噬并消化。 (3) 细胞凋亡的三种主要类型 ① 由于细胞衰老、局部的有害突变、 DNA 功能缺失等不利因素，细胞自行裂解死亡 ( 如衰老细胞、受到机械损伤无法修复的细胞 ) 。 ② 细胞的自然更新 ( 如幼蛙尾部的消失 ) 。 ③ 被病原体感染的细胞的清除或外界信号 ( 如药物、射线 ) 引起的凋亡。 (4) 细胞凋亡的作用 ① 有利于清除多余的、无用的细胞； ② 有利于清除有害细胞； ③ 有利于清除已完成正常使命的衰老细胞； ④ 有利于清除发育不正常的细胞； ⑤ 维持器官、组织、细胞数目的相对稳定。 特别提醒： ① 细胞凋亡是机体正常的生命现象，对机体具有积极意义。 ② 细胞凋亡不是仅发生在个体发育的胚胎时期，而是贯穿于整个生命过程的始终。 2 ． 细胞坏死 (1) 概念 细胞坏死是指在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 (2) 过程 (2019 · 河南省洛阳市高一 ) 下列有关人体细胞凋亡的叙述，错误的是 ( 　　 ) A ．癌症病人化疗时，会导致大量白细胞死亡属于细胞坏死 B ．细胞凋亡不会发生在胚胎发育过程中 C ．皮肤表面每天脱落死亡的大量细胞属于细胞凋亡 D ．细胞凋亡和细胞分化都是受基因控制的，是基因选择性表达的结果 典例剖析 典例 2 B 解析： 癌症病人化疗过程中大量白细胞死亡是化学药物引起的细胞死亡，属于细胞坏死， A 正确；细胞凋亡发生在整个生命历程中， B 错误；皮肤表面每天脱落死亡的大量细胞属于细胞凋亡， C 正确；细胞凋亡和细胞分化都是受基因控制的，是基因选择性表达的结果， D 正确。 2 ．关于细胞凋亡与细胞坏死，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程 B ．细胞死亡就是细胞坏死 C ．细胞坏死和细胞凋亡对生物体都是不利的 D ．细胞会随着分裂次数的增多而衰老 解析： 细胞死亡包括细胞主动死亡 ( 细胞凋亡 ) 、细胞被动死亡 ( 细胞坏死 ) ， A 、 B 错误；细胞凋亡对生物体是有利的， C 错误。 变式训练 D 指点迷津 · 拨云见日 细胞分裂、分化、衰老、坏死、凋亡的比较 1 ．联系 2 ．区别 项目 影响因素 特点 遗传物质 对机体的影响 细胞分裂 基因决定 亲子代遗传性状稳定 复制后均分 有利 细胞分化 基因选择性表达 普遍性、持久性、不可逆性、遗传物质不变 不变 有利 细胞衰老 受基因控制 水分减少、酶活性降低、色素积累、膜通透性改变 不变 有利 项目 影响因素 特点 遗传物质 对机体的影响 细胞坏死 不受基因控制，由极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激等不利因素造成 被动的、由细胞正常代谢活动受损或中断引起的病理过程 不变 不利 细胞凋亡 基因决定 主动的、细胞自动结束生命的过程 不变 有利 知识贴士 理解细胞衰老和凋亡的两个 “ ≠ ” (1) 细胞衰老 ≠ 个体衰老 ( 多细胞生物体中 ) 幼年个体中会有细胞衰老、凋亡，老年个体中也会有新细胞产生。 (2) 细胞凋亡 ≠ 细胞坏死 细胞凋亡是主动的，对机体的正常发育是有利的；细胞坏死是被动的，对机体是有害的。 (2020 · 河南省三门峡市高一 ) 下列关于细胞衰老、凋亡的叙述，正确的是 ( 　　 ) A ．对所有的生物体来说，细胞衰老和个体衰老不是一回事 B ．细胞的寿命与细胞的分裂能力呈负相关，寿命越短分裂能力越强 C ．细胞凋亡是由基因控制的细胞死亡的现象，与环境因素无关 D ．细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化 典例 3 D 解析： 对于单细胞生物体来说，细胞的衰老就是个体的衰老，但对多细胞生物来讲，细胞衰老与个体衰老并不是一回事， A 项错误；不能分裂的细胞是由具有分裂能力的细胞分化而来的，所以一般细胞分裂能力越强，其寿命越长，如造血干细胞比血细胞寿命长， B 项错误；细胞凋亡受基因的调控，但也与环境因素有关， C 项错误；细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化， D 项正确。 特别提示： (1) 细胞增殖、分化、衰老和凋亡是细胞的正常生命活动，不能误认为是细胞发育的 4 个阶段。细胞凋亡与细胞增殖都是维持生物体内细胞动态平衡的基本行为。 (2) 细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。  问题探讨 ⇨ P123 1 ． 提示： 毛囊细胞的衰老导致白发的产生。 2 ． 提示： 老年人体内也有幼嫩的细胞，年轻人的体内也有衰老的细胞。 3 ． 提示： 个体衰老与细胞衰老并不是一回事。个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。但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。  旁栏思考 ⇨ P124 提示： “ 老年斑 ” 是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物，是一种不溶性颗粒。不同的细胞在衰老过程中脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂褐素颗粒大，就出现了 “ 老年斑 ” 。  思考 · 讨论 ⇨ P125 1 ． 提示： 从实验 1 可知细胞的分裂次数是有限的，胎儿的细胞增殖的代数多，老年人的细胞增殖的代数少。 2 ． 提示： 细胞核对细胞分裂的影响大。  思维训练 ⇨ P127 1 ． 提示： 细胞的寿命和分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。 2 ． 提示： 有关系。 3 ． 提示： 学生可作出各种推测，如皮肤表皮细胞的寿命比较短，没有分裂能力。  练习与应用 ⇨ P127 一、概念检测 1 ． (1)× 　 (2)√ 　 (3)√ 　 (4)× 2 ． C 二、拓展应用 提示： 细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。 因为白细胞的功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。