第3节 细胞的衰老和死亡
学习目标 核心素养 1．通过学习细胞衰老和细胞死亡，形成结构与功能1．描述细胞衰老的特征。相适应的生命观念。 (重点) 2.通过比较细胞衰老和细胞死亡，养成比较与分类2.简述细胞凋亡与细胞坏的科学思维方法。 死的区别。(重难点) 3.通过学习细胞衰老和细胞死亡与人体健康的关系，树立关爱人体健康的社会责任。
一、细胞的衰老 1．细胞衰老过程的含义
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．细胞衰老的原因 (1)自由基学说
①自由基的概念：异常活泼的带电分子或基团。
②自由基的特点：含有未配对的电子，表现出高度的反应活泼性。 细胞中各种氧化反应中产生
③自由基的来源
辐射及有害物质入侵刺激细胞产生
生物分子，引发雪崩式的反应④自由基
攻击DNA，可能引起基因突变 的作用
攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细 胞衰老
(2)端粒学说
①端粒是指每条染色体的两端都有的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合
攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的
体。
②端粒的特点：每次细胞分裂后会缩短一截。
③结果：在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，使细胞活动趋于异常。
3．个体衰老与细胞衰老的关系
(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
①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。
②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。 二、细胞的死亡 1．细胞凋亡
过程：细胞自动结束生命(1)概念
机制：由遗传机制决定的程序性调控实质：程序性死亡
(2)细胞凋亡的几种类型
①个体发育过程中细胞的编程性死亡。 ②成熟个体中细胞的自然更新。 ③被病原体感染的细胞的清除。 (3)意义
①保证多细胞生物体完成正常的发育。 ②维持内部环境的稳定。 ③抵御外界各种因素的干扰。 2．细胞坏死
在种种不利因素影响下，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。
1．细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡是一回事。 2．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。
决定因素：基因
( ) ( )
3．细胞凋亡和细胞坏死的本质是一回事。 ( )
4．生物体内细胞的自然更新、清除被病原体感染的细胞，都是通过细胞凋亡实现的。
( ) ( ) ( )
5．生物体都存在着细胞衰老的现象。 6．端粒受损可能会导致细胞衰老。
提示：1．× 多细胞生物细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡不是一回事。
2．× 细胞凋亡是由基因控制的。
3．× 细胞凋亡是由基因控制的，细胞坏死是不利的因素引起的，两者的本质不同。
4．√ 5.√ 6.√
[问题探究] 1．老年人体内的细胞都是衰老细胞，而儿童体内的细胞全是幼嫩细胞，这种说法对吗？请举例说明。
提示：不对。老年人体内也有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；儿童体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后凋亡、脱落。
2．在衰老细胞内，由酶活性降低引起的细胞衰老特征有哪些？ 提示：新陈代谢速率减慢，色素积累等。 3．细胞衰老时，细胞结构发生了哪些变化？
提示：细胞体积变小，细胞膜的通透性改变，细胞核体积增大、核膜内折、染色质收缩等。
[归纳总结] 1．衰老细胞的特征
细胞的衰老
2．个体衰老与细胞衰老的对应关系 个体衰老表现 皮肤干燥、发皱 头发变白 老年斑 无力 吸收能力下降 对应的细胞衰老原因 细胞内水分减少，体积减小 细胞内的酶活性降低 细胞内色素(脂褐素)的累积 细胞内呼吸速率减慢 细胞膜通透性改变 由上表看出，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
易错提醒：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。
1．下列关于人体细胞的叙述，错误的是( ) A．人的正常体细胞的分裂次数是有限的 B．自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老 C．细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除 D．衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的
D [人的正常体细胞最大分裂次数为50次，A项正确；自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老，B项正确；细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除，C项正确；衰老细胞代谢速率减慢，D项错误。]
2．下列关于细胞衰老的叙述，不合理的是( )
A．细胞的普遍衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于个体的衰老 B．细胞内水分减少，代谢速率减慢是衰老细胞的主要特征之一 C．“老年斑”的出现表明细胞膜通透性降低
D．毛囊中的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶不能合成，导致白发
D [在个体发育中，每时每刻都有许多细胞的衰老，因此细胞的衰老与机体的衰老是不同步的，A正确；细胞内水分减少，代谢速率减慢是细胞衰老的表现，B正确；细胞衰老后，细胞膜的通透性下降，导致色素积累，出现“老年斑”，C正确；毛囊中的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少，导致头发变白，D错误。]
[问题探究] 1．细胞死亡主要有哪几种形式？哪种形式对生物体是有利的？ 提示：细胞坏死和细胞凋亡。细胞凋亡对生物体是有利的。
2．下图为某动物体内细胞凋亡和细胞坏死过程示意图，据图思考回答以下问题：
细胞的死亡
(1)凋亡细胞的内容物是否释放出来？ 提示：不释放。
(2)细胞凋亡只发生在特定时期，而细胞坏死任何时期都可发生。这种说法正确吗？为什么？
提示：不正确。细胞凋亡发生于机体发育的各个时期。
(3)图中细胞凋亡过程中，细胞内各种酶活性是否都减弱？为什么？ 提示：不一定。细胞凋亡过程中，与细胞凋亡有关的酶活性会增强。 (4)图中吞噬细胞清除凋亡细胞与细胞膜的何种特性有关？ 提示：流动性。
[归纳总结] 1．细胞凋亡机制的图解与分析
(1)图中①过程说明细胞凋亡有特异性，体现了生物膜的信息传递功能。
(2)图中②过程从分子水平看，凋亡是相关基因的选择性表达，有新蛋白质合成；从细胞水平看，凋亡过程中，以小泡形式形成由膜包被的凋亡小体，体现了膜的流动性。
(3)图中③过程表示吞噬细胞吞噬凋亡小体而发生细胞内消化，此过程需要溶酶体参与。
2．细胞凋亡与细胞坏死的区别
项目 原因 调节过程 是否发生炎症 溶酶体变化 是否需要能量 细胞凋亡 正常生理过程 受基因调控 否 完整 需要 细胞坏死 病理性过程 被动进行 是 裂解 不需要
易错提醒：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。
1．下图是动物体内细胞凋亡和细胞坏死的过程示意图。细胞凋亡时，细胞崩溃，分解成多个凋亡小体。下列叙述正确的是( )
A．坏死细胞和凋亡细胞的内容物都会释放到内环境中 B．凋亡小体出现的根本原因是细胞中相关凋亡基因的表达 C．细胞凋亡和细胞坏死都受环境的影响，不受机体控制
D．细胞凋亡只发生在个体发育的特定时期，而细胞坏死在任何时期都能发生
B [由图示可知，凋亡细胞的内容物在凋亡小体内被溶酶体水解吸收；细胞凋亡受基因的调控，为程序性的死亡，凋亡小体出现的根本原因是细胞中相关凋
亡基因的表达；细胞凋亡发生在个体发育的各个阶段，细胞坏死是由外界环境因素引起的，任何时期都可发生。]
2．(2019·全国卷Ⅰ)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是( )
A．胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡
B．小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象 C．清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象 D．细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死
B [胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡，才会形成成形手指，A错误；小肠上皮细胞自然更新过程中存在细胞凋亡，B正确；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，D错误。]
[课堂小结]
知识网络构建 核心语句背诵 1．衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和膜通透性改变。 2.细胞衰老的原因主要包括自由基学说和端粒学说。 3.细胞的死亡包括细胞凋亡和细胞坏死。 4.细胞凋亡是由基因调控的自动结束生命的过程。 5.细胞坏死是在种种不利因素影响下，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。
1．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
B [细胞衰老主要有五方面的特征，即细胞内水分减少；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。]
2．下列关于细胞凋亡的叙述，错误的是( ) A．是由遗传基因决定的编程性死亡 B．不利于多细胞生物的生命活动 C．发生在生物体的整个生长发育过程中 D．凋亡速率与该细胞的功能密切相关
B [细胞凋亡对多细胞生物的生命活动是有利的。]
3．胎儿在正常发育过程中，五个连在一起的手指逐渐分开，发育为成形的手指，原因是指间细胞发生了( )
A．细胞坏死 C．细胞损伤
B．细胞衰老 D．细胞凋亡
D [胎儿在正常发育过程中，手形成时，手指出现的原因是指间细胞生理性死亡的结果，属于细胞凋亡。]
4．下列关于细胞生命历程的叙述中，正确的是( ) A．所有体细胞都不断地进行细胞分裂 B．细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象 C．衰老的细胞水分含量增加，代谢速率加快 D．细胞坏死是由细胞内的遗传物质所控制的
B [并非所有体细胞都不断地进行细胞分裂；细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象；衰老的细胞水分含量减少，代谢速率减慢；细胞凋亡是由细胞内的遗传物质所控制的。]
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。 (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病毒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？________________。
[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病毒侵入机体T细胞后，会使细胞正常代谢受损和中断，从而引起细胞的坏死。
[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)细胞编程性死亡 不属于
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