第3节　细胞的衰老和凋亡
自主学习 新知突破
1．了解衰老细胞的特征。
2．区别开细胞凋亡与细胞坏死。
3．掌握细胞凋亡的概念和意义。
细胞衰老的特征
细胞衰老
[思考探讨]　1.老年人皮肤干燥、皱裂，缺少弹性，这与什么有关？
提示：　与皮肤细胞内水分减少有关。
1．个体衰老与细胞衰老的对应关系
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。
2．细胞衰老的特征
(1)形态结构方面。
①细胞膜：通透性改变，物质的运输功能降低。
②细胞核：核体积增大，核膜内折，染色质固缩，染色加深。
(2)细胞内的物质方面。
①水：水分减少(特别是自由水减少)。
②酶：酶活性降低→代谢速率减慢。
③色素：细胞质的色素积累→妨碍细胞内的物质交流与传递，影响细胞的功能。
3．细胞衰老的原因
(1)自由基学说。
①自由基攻击和破坏细胞内执行正常功能的生物分子。
②自由基攻击DNA，引起基因突变。
③自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降。
(2)端粒学说：端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。当端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列会受到损伤。
1．细胞凋亡
(1)概念。
①决定因素：______。
②机制：____________决定的程序性调控。
③过程：_______________的过程。
④别名：__________________。
细胞凋亡
基因
遗传机制
自动结束生命
细胞编程性死亡
(2)意义。
①完成正常的______。
②维持____________的稳定。
③抵御_________________的干扰。
2．细胞坏死：在种种不利因素影响下，由于细胞正常___________受损或中断引起的细胞________________。
发育
内部环境
外界各种因素
代谢活动
损伤和死亡
[思考探讨]　2.细胞凋亡与细胞坏死有什么区别？
提示：　细胞凋亡是正常的死亡现象，是主动的；细胞坏死是受外界因素造成细胞急速死亡，是一种被动性死亡，不受基因控制。
细胞凋亡与细胞坏死的区别
(1)细胞凋亡与细胞分裂、分化一样，是一种最基本的生命现象，是机体正常发育的基础。
(2)细胞凋亡不仅发生在个体发育的胚胎时期，而且贯穿于整个生命活动的始终。细胞凋亡是由基因控制的，是有利于机体正常生存的。
[记知识纲要]
[背关键语句]
1．细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。
2．细胞衰老的特征：(1)细胞内的水分减少，(2)细胞内酶的活性降低，(3)细胞内的色素积累，(4)细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，(5)细胞膜的通透性改变。
3．由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，叫做细胞凋亡，也称为细胞编程性死亡。
4．细胞坏死是在不利因素影响下，细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
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细胞衰老的特征
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命现象
C．处于癌变状态的细胞不会衰老、死亡
D．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
[自主解答]　________
解析：　细胞的生命历程中基本都是由未分化的状态转化为分化的状态，到一定程度后会衰老进而死亡；细胞的衰老和死亡都是正常的生命现象。当外界条件发生变化时癌细胞也会死亡。
答案：　C
衰老细胞特征记忆口诀
一大：细胞核变大，染色质收缩，染色加深。
一小：细胞内水分减少，萎缩变小，代谢速率减慢。
一多：细胞内色素逐渐积累、增多。
两低：膜的物质运输功能降低，有些酶的活性降低。
1．人的衰老的红细胞具有下列哪些特征(　　)
①水分减少，细胞萎缩　②新陈代谢的速率减慢　③某些酶的活性降低　④呼吸速率上升　⑤色素积累增多　⑥细胞的呼吸速率减慢　⑦细胞核体积增大　⑧细胞膜的通透性功能改变
A．①②③④⑤⑦⑧　　 B．①②③⑤⑥⑦⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
解析：　衰老的细胞共具有以下五项特征：(1)细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢的速率减慢。(2)多种酶的活性降低。(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。(4)呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。(5)细胞膜通透性改变。根据上述特征判断：①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征，但由于成熟的红细胞没有细胞核，因此还应除去⑦。
答案：　C
细胞凋亡
对下列生命现象及其生物学意义表述正确的是(　　)
A．光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环
B．细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率
C．主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢
D．细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定
[自主解答]　________
解析：　能量在生态系统中单向流动，不能循环，A错误；细胞分化使细胞趋向专门化，B错误；主动运输是将物质从低浓度向高浓度运输，使膜内外物质浓度差加大，C错误；细胞凋亡是基因控制的自动结束生命的过程，通过细胞凋亡能够清除被病原体感染的细胞，有利于维持内环境的稳定，D正确。
答案：　D
2．IAPs是一种控制细胞凋亡的蛋白质，其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域，如果人为去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡。下列相关说法中，错误的是(　　)
A．细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡
B．如果去掉癌细胞中IAPs的核心结构RING区域，则可以有效促进癌细胞凋亡
C．IAPs的合成可以不受基因的控制
D．RING区域的功能最可能是抑制细胞凋亡
解析：　IAPs是一种蛋白质，是基因表达的结果，C错误。人为去掉RING区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡，这说明RING区域的作用最可能是抑制细胞凋亡。
答案：　C
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1．下列有关细胞衰老和凋亡的说法，正确的是(　　)
A．健康的成人体内，每天都有一定量的细胞凋亡
B．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制
C．老年人头发变白和出现老年斑都是由酪氨酸酶活性降低引起的
D．在胚胎发育期，生物体的细胞衰老与机体衰老是同步进行的
解析：　细胞的衰老和凋亡是细胞的一种正常的生命现象，在健康的成人体内，每天都有一定数量的细胞凋亡，A正确；细胞凋亡是一种细胞编程性死亡，是受机体基因调控的正常细胞死亡，B错误；老年人头发变白是由细胞内酪氨酸酶活性降低引起的，而老年斑出现则是因为色素在细胞内积累引起的，C错误；在胚胎发育期，细胞的衰老并不代表机体的衰老，从整体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，D错误。
答案：　A
2．哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，图中除成熟红细胞外，其余细胞中均有核基因转录的RNA。下列叙述错误的是(　　)
A．成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生CO2
B．网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质
C．造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同
D．成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
解析：　成熟红细胞因为没有线粒体，只能进行无氧呼吸，人体细胞进行无氧呼吸产生乳酸，不会产生CO2，A正确；网织红细胞虽然没有细胞核，但仍有核糖体和转录出的mRNA，所以能通过翻译合成核基因编码的蛋白质，B正确；在细胞分化过程中，由于基因的选择性表达，造血干细胞与幼红细胞的基因执行情况是不同的，C正确；从幼红细胞产生，其凋亡基因就开始表达，D错误。
答案：　D
3．下图有关胎儿手的发育过程图的说法，错误的是(　　)

A．胎儿手的发育过程中细胞的凋亡使得五指分开
B．此时手的组成细胞中存在衰老的细胞
C．若此时受到致癌因子的影响，细胞更容易发生癌变
D．此过程中存在着细胞的分化，不存在细胞的分裂
解析：　胎儿手的发育过程中细胞的凋亡使得五指分开；此时处于快速发育阶段，多数细胞处于分裂或分化状态，若受到致癌因子的影响，发生癌变的几率很大；虽然此时处于发育阶段，但仍然存在细胞的更替，某些细胞也会衰老。
答案：　D
4．细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程
B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量
C．细胞凋亡过程中，细胞内容物不释放出来
D．巨噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关
解析：　细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，故A错误；依图示可知，细胞凋亡过程中细胞崩溃，分解成多个凋亡小体，被小泡包裹，使细胞内容物不释放出来，然后被巨噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量，故B、C正确。巨噬细胞中含有大量的溶酶体能释放出水解酶消化凋亡小体，故D正确。
答案：　A
5．2002年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家。这三位科学家发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则，该成果对人类战胜疾病将发挥重大作用。请回答下列问题：
(1)细胞凋亡是有机体内发生的正常生理变化。对一个生命体来说，某些细胞的程序性死亡的积极意义是：有利于清除多余的、无用的细胞，有利于清除完成正常使命的________，有利于清除________________，维持器官和组织中____________________。
(2)人的受精卵开始分裂，逐渐形成大量功能不同的细胞，从细胞水平看，这是________的结果；从分子水平看，这是____________________的结果。
(3)人在胚胎发育初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾已消失。从细胞水平看，这是______________的结果。
答案：　(1)衰老细胞　体内的有害细胞　细胞数目的相对稳定　(2)细胞分裂分化　基因选择性表达　(3)细胞程序性死亡
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