1、第2课时细胞衰老和细胞死亡题组一概念结论速判1.基于对细胞的衰老和死亡的理解,判断下列观点的正误:(1)衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态。()分析:衰老的生物体中,并不是所有的细胞都处于衰老状态,如老年人的体内也有幼嫩的细胞造血干细胞。(2)细胞凋亡是由细胞内的遗传物质所控制的。()(3)细胞死亡是细胞凋亡的同义词。()分析:细胞死亡不是细胞凋亡的同义词,因为细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死以及由细胞自噬导致的自噬性细胞死亡。(4)细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。()分析:细胞的衰老和凋亡是正常生命活动。(5)细胞普遍衰老会导致个体衰老。()(6)细胞凋亡不利于个体生长发育。()分析:
2、细胞凋亡对个体的生长发育是有利的。(7)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。()分析:细胞凋亡是基因控制的。题组二细胞衰老的原因及细胞衰老与个体衰老的关系2.下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是 ()A.发菜细胞的衰老与其端粒密切相关B.被病毒裂解死亡的细胞属于凋亡C.自由基攻击生物膜的磷脂分子时也产生自由基D.细胞生长使细胞体积增大,提高了物质运输效率【解析】选C。端粒位于真核生物染色体末端,发菜细胞属于原核细胞,没有端粒,A错误;被病毒裂解死亡的细胞是在病毒遗传物质的控制下死亡的,与细胞自身的基因无关,属于坏死,B错误;自由基攻击生物膜的磷脂分子时产物同样是自由基,且产生的自由基又会攻击
3、别的分子,产生雪崩式反应,对生物膜损伤较大,C正确;细胞生长使细胞体积增大,相对表面积减小,物质运输效率降低,D错误。题组三细胞的死亡3.下列现象不属于细胞凋亡的是 ()A.蝌蚪在个体发育过程中尾消失B.胚柄退化C.花器官退化D.叶绿素降解【解析】选D。蝌蚪在个体发育过程中尾消失属于细胞凋亡,是由基因决定的,A与题意不符;植物胚在发育过程中,胚柄退化,胚体逐渐长大、发育,植物胚柄的退化属于凋亡现象与个体发育有关,B与题意不符;单性植物中花器官的退化属于细胞凋亡,C与题意不符;叶绿素降解是物质的分解过程,不属于细胞凋亡过程,D符合题意。4.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
4、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【解析】选B。胎儿手发育的过程中,手指间隙的细胞会发生细胞凋亡,A错误;小肠上皮细胞中衰老的细胞将会发生细胞凋亡,不断完成细胞的自然更新,B正确;被病原体感染的细胞属于靶细胞,机体通过细胞免疫将靶细胞裂解死亡,释放抗原,属于细胞凋亡,C错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,细胞坏死是在种种不利因素的影响下导致的细胞非正常死亡,D错误。5.下列关于细胞衰老和凋亡的说法,错误的是
5、()A.细胞的衰老和凋亡都属于自然的生理现象B.细胞的凋亡过程与基因有关,细胞衰老则不是C.老年人受伤后伤口愈合慢与其细胞代谢慢有关D.个体衰老的过程实际上就是组成个体的细胞普遍衰老的过程【解析】选B。细胞的衰老和凋亡都属于自然的生理现象,A正确;细胞的凋亡过程与基因有关,细胞衰老也与基因有关,B错误;老年人受伤后伤口愈合慢与其细胞代谢慢有关,C正确;多细胞生物中细胞的衰老和个体的衰老并非同步的,个体衰老就是细胞普遍衰老的结果,D正确。6.下列对于细胞增殖等的相关叙述,正确的是 ()A.分裂期短的细胞的细胞周期必定比分裂期长的细胞的细胞周期短B.动植物体内已经开始分化的细胞就不能再进行有丝分裂
6、C.衰老细胞内色素逐渐积累D.细胞凋亡、坏死是生物体内许多细胞都要经历的一个正常过程【解析】选C。分裂期短的细胞的细胞周期不一定比分裂期长的细胞的细胞周期短,因为分裂间期的长短未知,A错误;分化的细胞可能还保留有丝分裂能力,比如已经分化的干细胞,还保留分裂和分化能力,B错误;衰老细胞内色素会积累,积累的色素会影响细胞内的物质交流和信息传递,C正确;细胞坏死不是细胞正常的生命历程,D错误。7.如图表示某种动物细胞的生命历程,请回答有关问题:(1)所示的变化,在生物学上分别称为;出现所示变化的根本原因是。(2)老年人出现老年斑的原因是。(3)在治疗癌症的过程中,人们使用了高能量的射线处理病灶,这样
7、导致癌细胞的死亡属于,如果是人体自身免疫细胞自行清除癌细胞,这样导致的癌细胞死亡属于。(4)白血病患者常用异体骨髓移植的方法获得新的造血干细胞,其新产生的血细胞与该白血病患者的其他体细胞相比,遗传信息将(填“改变”或“不改变”)。 【解析】(1)所示的变化,在生物学上分别称为细胞分裂、细胞分化。细胞分化是基因选择性表达的结果。(2)老年人出现老年斑的原因是细胞衰老导致细胞内色素积累。(3)在治疗癌症的过程中,人们使用了高能量的射线处理病灶,这样导致癌细胞的死亡属于细胞坏死,如果是人体自身免疫细胞自行清除癌细胞,这样导致的癌细胞死亡属于细胞凋亡。(4)白血病患者常用异体骨髓移植的方法获得新的造血
8、干细胞,其新产生的血细胞,与该白血病患者的其他体细胞相比,遗传信息将改变。答案:(1)细胞分裂、细胞分化基因的选择性表达(2)细胞衰老导致细胞内色素积累(3)细胞坏死细胞凋亡(4)改变答案速填:降低减少降低积累增大分裂基因自动结束一、选择题(共10题,每题3分,共30分)1.李白诗云:“君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”从细胞学的角度分析,以下说法不正确的是 ()A.细胞内的色素逐渐积累,从而妨碍物质交流和信息传递B.细胞内的水分减少,细胞核体积增大C.多种酶的活性降低,细胞内呼吸速率减慢D.衰老细胞的细胞质膜通透性降低,物质运输功能减弱【解析】选D。细胞衰老后,细胞内的色素逐渐积累,
9、从而妨碍物质交流和信息传递,A正确;细胞衰老后,细胞内水分减少,细胞核体积增大,B正确;细胞衰老后,细胞内某些酶的活性降低,细胞内呼吸速率减慢,C正确;细胞衰老后,细胞质膜的通透性改变,通常情况下,通透性会增大,但其物质运输能力降低,D错误。2.下列有关细胞的生命历程说法错误的是 ()A.细胞衰老的过程中,细胞核体积增大、多种酶活性降低B.胚胎干细胞有细胞周期,神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期C.细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志D.被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死来完成的【解析】选D。细胞衰老的过程中,细胞核体积增大、多种酶活性降低,A正确;连续分裂的细胞才有细
10、胞周期,胚胎干细胞有细胞周期,神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期,B正确;细胞分化是基因选择性表达的结果,细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志,C正确;被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡来完成的,D错误。3.某研究小组发现,血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质,其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。因端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长,而让端粒不因细胞分裂而有所损耗,使细胞分裂次数增加。下列分析错误的是 ()A.GDF11含量减少会导致细胞分裂能力下降B.血液中GDF11的减少可能导致细胞衰老,使细胞核体积增大,细胞相对表面积减少C.血液中GDF11含量减少可
11、能导致神经干细胞的形态、结构发生改变D.抑制癌细胞内GDF11合成基因的表达,成为治疗癌症的一种思路【解析】选B。GDF11含量减少会导致端粒因细胞分裂而有所损耗,细胞分裂能力下降,A正确;血液中GDF11的减少可能导致细胞分裂能力下降,使细胞衰老,使细胞核体积增大,细胞体积减小,相对表面积会增大,B错误;血液中GDF11含量减少导致细胞分裂能力下降,从而导致细胞分化,神经干细胞的形态、结构发生改变,C正确;抑制癌细胞内GDF11合成基因的表达,其含量减少可导致端粒酶的活性下降,导致端粒缩短,细胞分裂次数减少,成为治疗癌症的一种思路,D正确。4.如图所示,哺乳动物机体中位于小肠绒毛基部的上皮细
12、胞(a),不断增殖、分化形成吸收细胞(b)后向上迁移,补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞(c)。下列叙述错误的是 ()A.a、b 细胞含有相同的遗传物质,但细胞中基因的执行情况不同B.已分化的 b 细胞形态、结构和功能发生改变,细胞核仍具有全能性C.b 细胞衰老后细胞核体积会增大,细胞新陈代谢的速率减慢D.c 细胞凋亡不利于细胞更新,也不利于机体内部环境稳定【解析】选D。a、b细胞均来自受精卵的有丝分裂,故含有相同的遗传物质,但由于细胞分化,细胞中基因的执行情况不同,A正确;已分化的b细胞形态、结构和功能发生改变,细胞核中有完整的遗传信息,故细胞核仍具有全能性,B正确;b 细胞衰老后整个细胞体积减小,
13、但细胞核体积会增大,细胞新陈代谢的速率减慢,C正确;c细胞凋亡既有利于细胞更新,也有利于机体内部环境稳定,D错误。5.(教材习题改编)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【解析】选D。人的正常体细胞一般能够分裂5060次,A正确;自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老,B正确;细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除,C正确;衰老细胞代谢速率减慢,D错误。6.环境污染和不良的生活习惯往往对人体造成不可逆的伤害。暴晒、污染、吸烟和肥胖等都是会对细胞造成氧
14、化应激的因素,而氧化应激产生的自由基可直接作用于端粒,影响端粒的长度,减少细胞分裂次数,加速细胞衰老。下列有关叙述不正确的是 ()A.衰老的细胞虽然水分减少,但细胞形态、大小不变B.自由基攻击细胞内的DNA,可能会引起基因突变C.自由基的合理应用可能为癌症治疗带来新的希望D.日常生活中防晒、远离污染源等有利于延缓衰老【解析】选A。衰老的细胞水分减少,细胞萎缩,体积变小,A错误;自由基攻击生物体内的DNA,使DNA受到损伤,可能会引起基因突变,B正确;自由基可直接作用于端粒,影响端粒的长度,减少细胞分裂次数,癌细胞能无限增殖,因此,如果能合理应用自由基作用于癌细胞的端粒,减少甚至抑制癌细胞的分裂
15、,就能为癌症的治疗带来新的希望,C正确;日常生活中防晒、远离污染源可减少对细胞和人体的伤害,有利于延缓衰老,D正确。【归纳总结】 衰老细胞的特征(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深。(2)细胞质膜通透性功能改变,物质运输功能降低。(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积。(4)有些酶的活性降低。(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。7.自由基学说认为,自由基能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子,使细胞衰老。下列有关说法错误的是 ()A.细胞内的氧化反应和辐射等会导致细胞产生自由基B.自由基攻击磷脂时,会产生更多自由基C.自由基会攻击DNA,可能引起基因
16、突变D.自由基攻击生物膜上的蛋白质,使生物膜通透性减弱【解析】选D。细胞内的氧化反应和辐射等会导致细胞产生自由基,A正确;自由基攻击磷脂时,会产生更多自由基,B正确;自由基攻击DNA可能引发基因突变,C正确;自由基攻击生物膜上的蛋白质,使生物膜通透性增强,D错误。8.(多选)以下属于细胞凋亡生物学意义的是 ()A.维持生物个体的正常发育B.维持生命活动稳定状态C.抵御外界各种因素的干扰D.形成各种各样的细胞【解析】选A、B、C。细胞凋亡是由基因控制的正常生命现象,A、B、C项是细胞凋亡的意义;D项形成各种各样的细胞是细胞分化的意义,而不是细胞凋亡的意义。9.(多选)研究表明,线粒体功能异常与衰
17、老的发生和发展密切相关。科研人员研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响,以此了解其对延缓衰老的作用及机制,实验结果如表。(注:a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,二者均与细胞呼吸相关)。下列相关分析合理的是 ()组别a酶活性相对值b酶活性相对值正常小鼠11.7652.44模型小鼠7.7538.57党参提取物低剂量组7.6638.93党参提取物中剂量组9.8143.15党参提取物高剂量组11.0249.63A.本实验中的对照组是正常小鼠组B.实验结果表明党参提取物有延缓衰老的作用C.随着党参提取物剂量的升高,逐渐增强衰老小鼠的线粒体功能D.与a酶相比,党参提取物对b
18、酶的作用更显著【解析】选B、C。本实验中的正常小鼠组和模型小鼠组均为对照组,A错误;根据表格中数据可知,随着党参提取物剂量的升高,a酶和b酶的活性逐渐增强,表明党参提取物有延缓衰老的作用,B正确;a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,两者均与细胞呼吸相关,再结合表中数据可知,高剂量党参提取物可通过增强酶活性改善衰老小鼠的线粒体功能,C正确;党参提取物对a酶和b酶的作用都比较显著,D错误。10.(多选)细胞的衰老和死亡是普遍的生命现象,下列有关叙述不正确的是 ()A.衰老时细胞内多数酶的活性降低,凋亡时有些酶的活性升高B.细胞的坏死对生物个体的生命活动有积极意义C.细胞凋亡由基因控制,
19、凋亡速率与细胞功能无关D.端粒随着细胞分裂次数增加而变短,直接导致细胞生命活动异常【解析】选B、C、D。衰老细胞中部分酶的活性降低,并不是所有酶的活性都降低,如溶酶体中酶活性可能提高,细胞凋亡时与凋亡有关的酶活性升高,A正确;细胞凋亡对生物个体的生命活动有积极意义,细胞坏死是由于受到某些不利因素的影响细胞被迫中断代谢而死亡,会影响正常生命活动的进行,B错误;细胞凋亡受到严格的遗传机制决定,有助于多细胞的机体抵御外界因素干扰,凋亡速率与细胞功能有关,C错误;端粒学说认为端粒随着细胞分裂次数增加而变短,在端粒DNA序列被截短后,端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤,导致细胞活动渐趋于异常,D
20、错误。二、非选择题(共20分)11.Science刊登了北京大学邓宏魁教授团队的研究成果使用小分子化合物,把成年鼠的体细胞逆转为“多潜能性干细胞”。它为未来应用再生医学治疗重大疾病带来了新的可能,但该技术是否会引发肿瘤或其他安全性问题还是个未知数。请回答下列问题:(1)干细胞是指动物和人体内保留着的少数具有的细胞。(2)若上述小分子化合物是核糖核苷酸。采用32P对尿嘧啶核糖核苷酸进行标记,在干细胞中可检测到放射性的细胞器为。(3)请利用该信息和端粒学说解释癌细胞在适宜条件下能无限增殖,不会随分裂的进行而衰老的原因: 。【解析】(1)干细胞是指动物和人体内保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞,其
21、分裂能力较强,分化程度较低。(2)32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料,动物细胞的线粒体中含DNA,能转录生成RNA,故可检测到放射性;核糖体的组成是rRNA和蛋白质,故核糖体也可检测到放射性。(3)癌细胞有端粒酶,能不断修复端粒结构,端粒不会随着分裂次数增加导致变短而衰老,因此能无限增殖,不会随分裂的进行而衰老。答案:(1)分裂和分化能力(2)线粒体和核糖体 (3)癌细胞有端粒酶,能不断修复端粒结构,端粒不会随着分裂次数增加导致变短而衰老,因此能无限增殖脑缺血会引起局部脑神经细胞缺氧而受损,造成不可逆损伤,甚至死亡。骨髓基质细胞是骨髓中的干细胞,经诱导可以生成心肌细胞、成骨细胞、神
22、经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对缺血坏死神经细胞的结构与功能的修复和重建。这也是治疗缺血性脑损伤的有效策略。请据此回答下列问题:(1)脑缺血导致的神经细胞死亡属于(填“细胞凋亡”或“细胞坏死”),缺氧对脑细胞产生不可逆损伤的机理是。(2)骨髓基质细胞经过过程形成心肌细胞、神经细胞等不同细胞,这些细胞的核基因和骨髓基质细胞的核基因(填“相同”或“不同”)。(3)研究发现,骨髓基质细胞的线粒体有助于因缺氧损伤的脑神经细胞(A)的供能机制的修复,其实验步骤及结果见表。分析表格可知,表中为,骨髓基质细胞的线粒体对脑神经细胞缺氧损伤后的恢复的作用机制可能是。分组一组二组三组处理方式用含骨髓基质细胞的
23、线粒体的培养基对A进行培养用不含骨髓基质细胞的线粒体的培养基对A进行培养用不含骨髓基质细胞的线粒体的培养基对进行培养实验结果A 内线粒体量增加,ATP水平相对值为1.7A内线粒体量不变,ATP水平相对值为0.7细胞内线粒体量不变,ATP水平相对值为1.0【解析】(1)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,而细胞坏死是由外界不利因素引起的细胞被动死亡,因此脑缺血所导致的神经细胞死亡属于细胞坏死。缺氧对脑细胞产生不可逆损伤的机理是缺氧导致脑细胞的有氧呼吸受阻,无法为生命活动提供足够的能量,同时无氧呼吸产生的乳酸对脑细胞有一定的毒害作用。(2)骨髓基质细胞经过增殖分化过程形成心肌细胞、神经细
24、胞等不同细胞,分化的实质是基因的选择性表达,这些细胞的核基因和骨髓基质细胞的核基因相同。(3)该实验的目的是探究骨髓基质细胞的线粒体是否有助于因缺氧损伤的脑神经细胞(A)的供能机制的修复,该实验的自变量是培养基是否有骨髓基质细胞的线粒体以及脑神经细胞是否正常。第三组为正常对照组,则培养的应该是正常脑神经细胞。第三组的ATP水平属于正常水平,则第一组神经细胞内ATP水平高于正常水平;第二组在实验中起对照作用。根据题述实验结果可知骨髓基质细胞的线粒体可转移到因缺氧损伤的脑神经细胞中,由此可推知,骨髓基质细胞的线粒体对脑神经细胞缺氧损伤后的恢复的作用机制可能是:骨髓基质细胞的线粒体可转移到因缺氧损伤
25、的脑神经细胞中(修复因缺氧损伤的脑神经细胞中的线粒体),增加因缺氧损伤的脑神经细胞中线粒体的数量,使有氧呼吸产生更多ATP,修复损伤的脑神经细胞的供能机制。答案:(1)细胞坏死缺氧导致脑细胞的有氧呼吸受阻,无法为生命活动提供足够的能量,同时无氧呼吸产生的乳酸对脑细胞也有一定的毒害作用(2)增殖分化相同(3)正常脑神经细胞骨髓基质细胞的线粒体可转移到因缺氧损伤的脑神经细胞中(修复因缺氧损伤的脑神经细胞中的线粒体),增加因缺氧损伤的脑神经细胞中线粒体的数量,使有氧呼吸产生更多ATP,修复损伤的脑神经细胞的供能机制 1.情境分析:(1)联系生活:利用脑缺血会引起局部脑神经细胞缺氧而受损为载体。(2)设置实验情境:探究骨髓基质细胞的线粒体是否有助于因缺氧损伤的脑神经细胞(A)的供能机制的修复。2.解题助手:(1)分析表格信息:第一组神经细胞内ATP水平相对值高于第二组,说明骨髓基质细胞的线粒体可转移到因缺氧损伤的脑神经细胞中(修复因缺氧损伤的脑神经细胞中的线粒体),增加因缺氧损伤的脑神经细胞中线粒体的数量,使有氧呼吸产生更多ATP,修复损伤的脑神经细胞的供能机制。(2)综合分析:探究实验需要遵循对照原则和单一变量原则。