高中生物 第6章 第3節(jié) 細胞的衰老和凋亡課件 新人教版必修1.ppt

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第3節(jié)細胞的衰老和凋亡,[學習視點],明確目標,1.簡述細胞衰老的特征 2.簡述細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別 3.探討細胞的衰老和凋亡與人類健康的關系,關注重難點,1.個體衰老和細胞衰老的關系，細胞衰老的特征 2.細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別,一、個體衰老與細胞衰老的關系 1．單細胞生物 個體衰老或死亡與 衰老或死亡是一致的。 2．多細胞生物 (1)體內細胞總在不斷 ，總有一部分細胞處于 或走向死亡的狀態(tài)。 (2)從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞 的過程。,細胞,更新,衰老,普遍衰老,二、細胞衰老的特征和原因 1．細胞衰老過程 細胞衰老是細胞的 和 發(fā)生復雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細胞的 發(fā)生變化。 2．細胞衰老的特征 (1)細胞內 減少→細胞 、體積 、新陳代謝速率 。 (2)多種酶活性 ，如酪氨酸酶活性降低→ 合成減少→頭發(fā)變白。 (3) 積累→妨礙細胞內物質的 →影響細胞正常的生理功能。 (4)呼吸速率 ，細胞核體積 ，核膜 ，染色質 ，染色 。 (5)細胞膜 改變→物質運輸功能 。 3．細胞衰老的原因 對于細胞衰老的原因提出了很多假說，目前為大家普遍接受的 是 學說和 學說。,生理狀態(tài),化學反應,形態(tài)、結構和功能,水分,萎縮,變小,減慢,降低,黑色素,色素,交流和傳遞,減慢,增大,內折,收縮,加深,通透性,降低,自由基,端粒,三、細胞凋亡與細胞壞死 1．細胞的凋亡 (1)概念：由 所決定的細胞自動結束生命的過程，是由 決定的 調控，又被稱為細胞編程性死亡。 (2)意義： ①完成正常的 。 ②維持 的穩(wěn)定。 ③抵御 的干擾。 2．細胞壞死 在種種不利因素影響下，由于細胞 活動受損或中斷引起的 。,基因,程序性,遺傳機制,生長發(fā)育,內部環(huán)境,外界各種因素,正常代謝,細胞損傷和死亡,一、個體衰老與細胞衰老的關系 1．教材問題探討分析 閱讀教材P121第2自然段，討論并回答下列問題： (1)老年人體內有沒有新細胞的產生？正處在生長發(fā)育時期的兒童體內有沒有衰老的細胞？舉例分析。 提示：老年人體內有新細胞的產生，如造血干細胞一生都能增殖產生各種類型的血細胞；生長發(fā)育時期的兒童體內也有衰老的細胞，如皮膚表皮細胞衰老成角質層細胞。,2．判斷下列說法是否正確 (1)單細胞生物個體的衰老或死亡與細胞衰老或死亡是一致的。( ) (2)多細胞生物體內的細胞總是在不斷更新，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)。( ) (3)正處在生長發(fā)育的多細胞生物體內，不會有細胞衰老和死亡。( ) (4)細胞的衰老或死亡和個體的衰老和死亡是一回事。( ),√,×,(2)結合具體實例，探討細胞的正常衰老和異常衰老與人體健康的關系。,材料1：血液內紅細胞的壽命只有120天，全年要更換3次。 材料2：圖中是患有罕見的兒童早衰癥的美國華盛頓州達令頓地區(qū)男孩塞斯?庫克，盡管只有12歲，但他的模樣看上去卻像一名頭發(fā)掉光、滿臉皺紋的八十老翁。 提示：①細胞的正常衰老對于實現(xiàn)有機體的自我更新非常有利，如紅細胞的快速更新使血液中始終有足量的新生紅細胞來運輸氧氣。 ②細胞異常衰老會威脅人類的健康，如兒童早衰癥就是細胞過早衰老導致的一種疾病。,√,×,二、細胞衰老的特征 1．教材問題探討分析 閱讀教材P121～122，試從細胞成分變化角度分析，衰老細胞的新陳代謝速率減慢的原因。 提示：衰老細胞內酶的活性降低，自由水含量降低，呼吸速率降低從而使能量供應減少，最終導致細胞新陳代謝減慢。 2．判斷下列說法是否正確 (1)細胞衰老過程是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程。( ) (2)衰老細胞的新陳代謝速率加快，使細胞迅速死亡。( ) (3)色素沉積是細胞衰老的特征之一，色素的積累妨礙了細胞內物質的交流與傳遞。( ) (4)衰老細胞的細胞核體積減小，核膜內折，染色質收縮、染色加深。( ) 三、細胞凋亡與細胞壞死 判斷下列說法是否正確 1．細胞凋亡是由細胞內的遺傳物質所控制的。( ) 2．細胞凋亡和細胞壞死是一回事。( ) 3．生物體內細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除，都是通過細胞凋亡實現(xiàn)的。( ),√,×,×,√,√,√,×,一、細胞衰老的特征分析,1．個體衰老與細胞衰老的對應關系,由上表看出，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。,2．分子組成的變化及對結構和功能的影響 (1)自由水減少代謝速率減慢→細胞體積變小； (2)酶的活性降低→細胞內的呼吸等代謝速率降低； (3)色素積累→形成老年斑，并阻礙細胞內物質交流。 3．細胞結構的變化及對功能的影響 (1)細胞膜的成分變化→通透性變化，降低物質的運輸能力。 (2)細胞核變大→為了維持對細胞的控制。 通過以上分析可說明分子、結構、功能的關系。衰老細胞的結構行使正常功能的能力降低；從分子水平上看，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。,[特別提醒] 細胞凋亡和細胞壞死都是細胞的死亡過程，但二者的死亡機理不同。細胞凋亡是一個主動的、有利于個體生存的過程，細胞壞死是一個被動的、對個體生存有害的過程。,二、細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別,下列關于細胞的衰老、凋亡與壞死的敘述中，正確的是( ) A．人的紅細胞衰老后，細胞核的體積會變大，染色質收縮，染色加 深 B．對于多細胞生物來說，細胞的衰老與個體的衰老是同步進行的 C．細胞凋亡是細胞的一種受基因控制的程序性死亡，對機體沒有積 極意義 D．細胞壞死是細胞在受到外界各種不利刺激后，所引發(fā)的一種不受 基因控制的細胞死亡，對機體是有害的 [解析] 人體成熟的紅細胞中沒有細胞核，正常的體細胞衰老時，體細胞中的細胞核體積會增大，染色質收縮，染色加深；對于多細胞生物來說，細胞的衰老與個體的衰老不是同步的；細胞的凋亡對生物體的發(fā)育是有積極意義的，而細胞壞死對機體是有害的。 [答案] D,科學家從正常生活狀態(tài)的不同年齡階段的三只小白鼠的體內分離出相同部位、相同大小的三塊骨骼肌，分別為A、B、C，然后分別測定這三塊骨骼肌釋放CO2的量，其比為1.3∶1.2∶1。據此分析： (1)年齡最大的是____________，其CO2的釋放量較少，可能是細胞內____________(細胞器)的功能減弱所致。 (2)三塊骨骼肌細胞內，酶活性最強的是___________，物質交換能力最差的是___________________，含水量最少的是________。 (3)三塊骨骼肌細胞內，代謝廢物沉積最多的是_______________。 (4)年齡最大的小白鼠與年齡最小的小白鼠相比，骨骼肌細胞還有哪些結構上的差異？_________________________________。,[解析] 衰老的細胞內呼吸速率減慢，釋放的CO2量減少，由此可以判定年齡最大的為C。由于細胞內有氧呼吸釋放CO2的場所是線粒體，因此，可以判定細胞內線粒體的功能有所下降。衰老的細胞內酶的活性降低，細胞膜的通透性改變，物質運輸功能降低，細胞內的色素積累增多，阻礙了細胞內物質的交流和信息的傳遞，使細胞內積累的廢物增多。由此可斷定，三塊骨骼肌細胞內，酶活性最強的是年齡最小的，物質交換能力最差、含水量最少和代謝廢物積累最多的是年齡最大的。從結構上看，年齡最大的骨骼肌細胞有衰老的特征，即表現(xiàn)為細胞萎縮、細胞核體積增大等。 [答案] (1)C 線粒體 (2)A C C (3)C (4)細胞萎縮、細胞核體積增大等,細胞衰老特征口訣記憶 一大：核大質縮染色深；一?。核僮冃〈x慢； 一多：胞內色素積累多； 兩低：物質運輸酶性低。,課堂歸納,網絡構建,填充：①變小、核增大 ②降低、代謝減慢 ③積累 ④降低 ⑤由基因決定的細胞自動結束生命的過程,1．衰老的細胞內水分減少、酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積 累和膜通透性改變。 2．細胞凋亡是由基因調控的細胞自動結束生命的過程。 3．細胞的衰老性死亡、免疫細胞裂解靶細胞、蝌蚪尾部的消失等 都屬于細胞凋亡。 4．細胞凋亡屬于正常性死亡，細胞壞死是指由于外傷等的非正常 死亡。,[關鍵語句],1. 人衰老的紅細胞具有下列哪些特征( ) ①水分減少，細胞萎縮 ②新陳代謝的速度減慢 ③某些酶的活性降低 ④呼吸速率上升 ⑤色素積累增多 ⑥細胞的呼吸速度減慢 ⑦細胞核體積增大 ⑧細胞膜的通透性功能改變 A．①②③④⑤⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦⑧ C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧ 解析：選C 衰老的細胞具有以下五項特征：(1)細胞內水分減少，細胞萎縮，體積縮小，新陳代謝速度減慢；(2)酶的活性降低；(3)細胞內的色素沉積，妨礙細胞內物質交流和傳遞，影響細胞正常的生理功能，(4)細胞呼吸速率減慢，細胞核的體積增大。核膜內折，染色質收縮，顏色加深；(5)細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低。根據以上特征判斷，①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老細胞的特征，但由于紅細胞沒有細胞核，因此應除去⑦。,2．下列有關細胞衰老和凋亡的說法中正確的是( ) A．健康的成人體內，每天都有一定量的細胞凋亡 B．細胞凋亡受環(huán)境影響大，機體難以控制 C．老年人頭發(fā)變白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的 D．胚胎發(fā)育期生物體的細胞衰老總與機體衰老同步進行 解析：選A 衰老和凋亡是細胞正常的生命現(xiàn)象，在健康的成人體內，每天有一定數(shù)量的細胞凋亡是正常的。細胞的凋亡是一種程序性死亡，是受機體基因組調控的細胞的正常死亡。白化病是由基因突變導致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎發(fā)育期細胞的衰老并不代表機體的衰老，從整體上看，個體衰老的過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程。,3．細胞凋亡的生理意義不包括( ) A．清除體內多余、無用的細胞 B．清除體內衰老、病變的細胞 C．維持組織器官中細胞數(shù)目的相對穩(wěn)定 D．維持細胞和生物體的正常衰老過程 解析：選D 在成熟的生物體中，細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除，是通過細胞凋亡完成的。細胞凋亡對于多細胞生物體完成正常發(fā)育，維持內部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關鍵的作用。,4．下列對人體細胞的生命歷程的敘述，錯誤的是( ) A．每天都會有大量表皮細胞凋亡脫落 B．同種細胞增殖分化后遺傳信息將發(fā)生改變 C．衰老的細胞體積變小，但其細胞核會變大 D．死亡的細胞，其細胞膜的通透性將喪失 解析：選B 表皮細胞每天都會有大量細胞凋亡脫落；同種細胞增殖分化的過程進行的是有絲分裂，分裂后遺傳信息不會發(fā)生改變；衰老的細胞體積變小，但其細胞核會變大；死亡的細胞，其細胞膜的通透性將喪失。,5．關于細胞凋亡和細胞壞死的敘述，錯誤的一項是( ) A．細胞凋亡是主動的，細胞壞死是被動的 B．細胞凋亡是生理性的，細胞壞死是病理性的 C．細胞凋亡是由基因調控的，細胞壞死主要是由外界因素引起的 D．細胞凋亡是急性的，細胞壞死是慢性的 解析：選D 細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，它有嚴格的遺傳機制，因此是自動的、正常的生理過程；而細胞壞死是病理性刺激引起的細胞損傷和死亡，是被動的。細胞壞死有急性的也有慢性的，而細胞凋亡沒有這樣的區(qū)分。,(時間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題4分，共24分),1．細胞衰老是一種正常的生命現(xiàn)象。人的細胞在衰老過程中不會出現(xiàn)的變化是( ) A．細胞內有些酶活性降低 B．色素減少 C．細胞內水分減少 D．細胞內呼吸速度減慢 解析：選B 衰老細胞由于酶活性降低所以代謝速率減緩，細胞內的自由水含量會降低，色素在體內不能分解而積累，如形成老年斑。,2．下列不屬于細胞凋亡實例的是( ) A．蝌蚪長到一定程度后尾巴消失了 B．人皮膚表皮細胞的脫落 C．白細胞吞噬過多的細菌導致死亡 D．腦細胞因缺血而死亡 解析：選D 腦細胞因缺血而死亡，是由于外因引起的一種非生理性的不正常死亡。,3．珍珠既是一種有機寶石，又可作為護膚品的主要原料，因為它能有效抑制細胞脂褐素的增加，這表明珍珠在保健上可用于( ) A．促進細胞分裂 B．誘導細胞分化 C．延緩細胞衰老 D．抑制細胞死亡 解析：選C 細胞內的色素積累會隨著細胞衰老而逐漸增加，它們會妨礙細胞內物質的交流，進而影響細胞正常的生理功能，加速細胞衰老、死亡。珍珠可抑制色素的增加，即能夠延緩細胞衰老。,4．(山東高考)細胞衰老和凋亡對維持個體的正常生長發(fā)育及生命活動具有重要意義。下列敘述錯誤的是( ) A．細胞普遍衰老會導致個體衰老 B．效應T細胞可誘導靶細胞發(fā)生凋亡 C．細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡 D．衰老細胞內染色質固縮影響DNA復制和轉錄 解析：選C 細胞衰老與個體衰老并不同步，但是個體衰老是由細胞的普遍衰老引起的；細胞凋亡是由基因控制的細胞自動結束生命的過程。,5．細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，也稱為細胞編程性死亡，其大致過程如圖所示。相關敘述不正確的是( ),A．與凋亡相關的基因是機體固有的，在個體生長發(fā)育過程中發(fā)揮重 要作用 B．圖示該過程發(fā)生在胚胎發(fā)育階段 C．巨噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體有關 D．細胞凋亡過程與基因的選擇性表達有關 解析：選B 細胞凋亡在個體的一生中都會發(fā)生，在個體發(fā)育中具有重要作用。細胞凋亡是凋亡基因表達的結果。巨噬細胞吞噬凋亡小體后，由溶酶體釋放水解酶，使其水解。,6．下列關于細胞分裂、分化、衰老和死亡的敘述，正確的是( ) A．個體發(fā)育過程中，細胞的分裂、分化、和凋亡對于生物體都是有積 極意義的 B．細胞分裂存在于個體發(fā)育整個生命過程中，細胞分化僅發(fā)生于胚胎 發(fā)育階段 C．細胞分化使各種細胞的遺傳物質有所差異，導致細胞的形態(tài)和功能 各不相同 D．多細胞生物細胞的衰老與機體的衰老總是同步進行的 解析：選A 作為細胞生命歷程中細胞的分裂、分化、衰老和凋亡均是對生物的生存有利的，細胞分裂發(fā)生在個體發(fā)育的整個生命過程中，細胞分化也是貫穿于整個生命過程中，如造血干細胞形成紅細胞；細胞分化遺傳物質沒有發(fā)生改變而是基因選擇性表達的結果；多細胞生物的細胞衰老與個體衰老是不同步的，但個體衰老是多數(shù)細胞衰老的結果。,二、非選擇題(共26分) 7．(8分)如圖是細胞重大生命活動的圖示，請據圖回答下列問題：,(1)圖中表示的是__ _(選填“原核”或“真核”)生物細胞重大生命活動圖示。 (2)細胞識別是細胞信號傳導的前提，它是通過________實現(xiàn)的，細胞識別的物質基礎是該結構上有________。 (3)A、B、C、D中，染色體結構動態(tài)變化主要發(fā)生在________，基因表達的過程則發(fā)生在____________。 (4)圖中細胞增殖的主要方式是____________。 (5)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎發(fā)育成熟時，尾部消失，這是由于過程____________的結果，該過程也可稱為___________________。,解析：圖示中出現(xiàn)染色體結構的動態(tài)變化，因此可確定此圖表示的是真核細胞的生命活動。細胞與細胞之間的識別是靠糖蛋白實現(xiàn)的，糖蛋白存在于細胞膜上。染色體的動態(tài)變化只有在細胞分裂過程中才出現(xiàn)，而基因的選擇性表達發(fā)生在細胞分化的過程中。細胞凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡，有利于個體的正常發(fā)育。,答案:(1)真核 (2)細胞膜 糖蛋白 (3)A B (4)有絲分裂 (5)D 細胞編程性死亡,8．(18分)目前，臨床上治療癌癥的方法一般是通過手術切除腫瘤，為殺死體內殘留的癌細胞，在手術后進行化療。有同學從資料上獲知：二氯二乙胺能夠阻止參與DNA復制的酶與DNA相互作用。由此推測：二氯二乙胺能抑制癌細胞的增殖，可作為一種治療癌癥的化療藥物，并就此問題設計實驗進行了探究。 實驗材料：肝部長有腫瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸餾水，生理鹽水，含有全部營養(yǎng)物質的細胞培養(yǎng)液，顯微鏡，細胞計數(shù)板，試管，吸管等。 (1)請補充該同學設計的實驗內容，實驗操作如下： ①取潔凈的培養(yǎng)皿一個，加入適量的培養(yǎng)液；從小鼠肝部切取腫瘤組織并將其剪碎，利用某種酶處理，使細胞分散開，置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。 ②取潔凈的試管5支，加入等量培養(yǎng)液，分別編號為1、2、3、4、5，在1～4號試管中加入等量的不同濃度的二氯二乙胺溶液，5號試管中加入________________________。 ③從培養(yǎng)皿中吸取等量的培養(yǎng)液置于1～5號試管中，振蕩后，在冰箱中培養(yǎng)一段時間。 ④從靜置的5支試管中吸取適量的培養(yǎng)液置于細胞計數(shù)板內，在顯微鏡下觀察計數(shù)，記錄數(shù)據。,解析：(1)根據對照原則，對照組5號試管中應加入等量生理鹽水。(2)培養(yǎng)細胞時，要給予適宜的環(huán)境條件，因此應將“在冰箱中”改為“在適宜溫度下”或“在恒溫箱中”。用細胞計數(shù)板計數(shù)前取液體時，應先振蕩搖勻后，再從5支試管中吸取適量的培養(yǎng)液，以免細胞沉積在試管的底部，使記錄結果出現(xiàn)很大誤差。(3)動物細胞培養(yǎng)時，其細胞培養(yǎng)液中必須包含葡萄糖、氨基酸、無機鹽等細胞生長的必需營養(yǎng)物質。(4)①在該實驗中，遵循了實驗設計的對照原則和單一變量原則。②根據實驗結果，可以得出的結論：在一定濃度范圍內，二氯二乙胺能抑制癌細胞的增殖，而且隨二氯二乙胺濃度的增大，抑制作用逐漸增強。,(2)請糾正該同學操作上的錯誤： ①_____________________________________________； ②______________________________________________。 (3)上述細胞培養(yǎng)液中必須包含細胞生長的營養(yǎng)物質，如___________、____________和____________等。 (4)該同學根據修改后的正確方法進行實驗，得到的結果如下,①在該實驗中，遵循了實驗設計的__________原則和__________原則。 ②根據實驗結果，你能得出的結論： a．_____________________________________________________； b．____________________________________________________。,答案:(1)②等量生理鹽水 (2)①“在冰箱中”應改為“在適宜溫度下”或“在恒溫箱中” ②“從靜置的5支試管中吸取適量的培養(yǎng)液”應改為“振蕩搖勻后，從5支試管中吸取適量的培養(yǎng)液” (3)葡萄糖 氨基酸 無機鹽 (4)①對照 單一變量 ②a.在一定濃度范圍內，二氯二乙胺能抑制癌細胞的增殖 b．隨二氯二乙胺濃度的增大，抑制作用逐漸增強,