高中生物第六章细胞的生命历程第34节细胞的衰老凋亡和癌变学案新人教版

第3、4节细胞的衰老、凋亡和癌变
[学习目标] 1.辨析个体衰老和细胞衰老的关系，并理解细胞衰老的特征。

2.理解细胞凋亡的概念和意义。

3.了解癌细胞的主要特征并掌握细胞癌变的原因及其防治措施。

一、细胞的衰老和凋亡
1．细胞的衰老
(1)个体衰老与细胞衰老的关系
①单细胞生物：细胞的衰老就是个体的衰老。

②多细胞生物：细胞的衰老和个体的衰老是不同步的；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
(3)细胞衰老的原因
20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展。

科学家提出了许多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。

2．细胞的凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是由遗传机制决定的程序性调控，又被称为细胞编程性死亡。

(2)意义
①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。

3．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。

例1下列关于个体衰老和细胞衰老的叙述，正确的是( )
A．个体衰老和细胞衰老是一致的
B．细胞的衰老表示生物体各种功能的衰退，是一种不正常的状态
C．老年人骨折后很难愈合，与老年人成骨细胞的衰老有一定的关系
D．在正常情况下，细胞不会因为分裂次数增多而加速衰老
答案 C
解析细胞衰老和个体衰老既有联系又有区别。

个体衰老和细胞衰老对于单细胞生物而言是一致的，对于多细胞生物来说，个体衰老与细胞衰老不是一回事；细胞衰老和个体衰老都是正常现象，是一种自然规律；成骨细胞位于骨膜内，它对骨的生长和再生(如骨折后的愈合)有重要作用，老年人骨膜内的成骨细胞逐渐衰老，因而骨折后难以愈合；在正常情况下，细胞会因为分裂次数增多逐渐丧失正常的功能而加速衰老。

思维启迪个体衰老表现与细胞衰老的对应关系
例2下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是( )
A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的
B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的
C．细胞凋亡是基因调控的，细胞坏死是外界因素引起的
D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的
答案 D
解析细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，细胞坏死是强烈的外界因素造成的被动性死亡，A项正确；细胞凋亡是正常的生理性死亡，细胞坏死是外界因素造成细胞损伤引起的病理性死亡，B项正确；细胞凋亡受特定基因控制，又称细胞编程性死亡，细胞坏死是强烈的外界因素造成的，C项正确；细胞凋亡是正常的自然死亡，细胞坏死是意外的急性死亡，D项错误。

二、细胞的癌变
1．癌细胞
(1)概念：在个体发育过程中，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。

(2)主要特征
①能够无限增殖。

②形态结构发生显著变化。

③癌细胞的表面发生了变化。

2．致癌因子
(1)物理致癌因子：如紫外线等。

(2)化学致癌因子：无机物如石棉等；有机物如黄曲霉素等。

(3)病毒致癌因子：如Rous肉瘤病毒等。

3．细胞癌变的机理
环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。

4．癌症的预防、诊断和治疗
(1)预防措施：远离致癌因子。

(2)诊断手段：病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。

(3)治疗手段：手术切除、化疗、放疗等。

例3下列有关癌细胞的叙述正确的是( )
A．与正常细胞相比，癌细胞中的遗传物质发生了变化
B．癌细胞膜上糖蛋白多，易分散
C．癌细胞分裂速度快，无分裂间期
D．只有病毒能诱发细胞癌变
答案 A
解析癌细胞细胞膜上的糖蛋白含量减少，所以易分散；癌细胞分裂速度快，需要蛋白质较多，其分裂方式为有丝分裂，存在分裂间期；能诱发癌变的因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。

例4下列有关细胞癌变的叙述，正确的是( )
A．细胞癌变的实质是基因突变，但同样适合“病从口入”的特点
B．石棉和黄曲霉素是不同类型的致癌因子
C．原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变
D．癌变细胞内酶活性降低，导致细胞代谢减缓
答案 A
解析本题易错选的原因是：(1)不能正确区分各种致癌因子，将黄曲霉素误认为是病毒致癌因子。

(2)不理解原癌基因、抑癌基因分布的位置，误认为原癌基因和抑癌基因只分布于癌细胞中。

(3)混淆了原癌基因与抑癌基因的功能。

发霉的、熏制的、烤焦的以及高脂肪的食品中含有较多的致癌物质，如黄曲霉素、亚硝酸盐等，癌症同样适合“病从口入”的特点；石棉
和黄曲霉素都是化学致癌因子；抑癌基因突变后就不能抑制细胞癌变；癌变细胞代谢异常旺盛，因此酶活性增强。

思维启迪判断细胞发生癌变的方法
(1)从基因方面：原癌基因、抑癌基因发生突变。

(2)从形态结构方面：细胞癌变后，形态结构发生显著变化。

(3)从代谢方面：线粒体和核糖体活动旺盛，为癌细胞分裂提供能量和蛋白质。

1．下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态( )
(2)细胞死亡是细胞凋亡的同义词( )
(3)细胞衰老和凋亡是生物体异常的生命活动( )
(4)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡( )
(5)人体所有细胞(人成熟红细胞除外)中都有与癌变有关的基因( )
(6)无限分裂的细胞不一定是癌细胞，也可能是良性肿瘤细胞( )
(7)细胞分化是基因选择性表达的结果；细胞的癌变是基因突变的结果；细胞的凋亡是细胞生存环境恶化的结果( )
答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×
2．人衰老的红细胞具有下列哪些特征( )
①水分减少，细胞萎缩②新陈代谢速率减慢③某些酶的活性降低④细胞呼吸强度增大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细胞膜的通透性改变A．①②③④⑤⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
答案 C
解析衰老的细胞具有以下五项特征：(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。

根据上述特征可判断：①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征，但要注意题干中的关键词“人衰老的红细胞”。

由于人衰老的红细胞没有细胞核，因此应去掉⑦。

3．下列关于动物细胞编程性死亡的叙述，正确的是( )
A．细胞癌变属于细胞编程性死亡
B．细胞编程性死亡属于正常生理过程
C．细胞编程性死亡属于细胞分化的过程
D．细胞编程性死亡与基因表达无关
答案 B
解析细胞凋亡是一种正常的生理过程；细胞编程性死亡是细胞凋亡的过程，不属于细胞分化；癌变的本质是原癌基因和抑癌基因突变，导致细胞无限增殖；细胞编程性死亡是基因程序性表达的结果。

4．癌症是严重威胁人类健康的疾病之一，引起细胞癌变的内在因素是( )
A．细胞中酪氨酸酶活性降低
B．原癌基因和抑癌基因发生突变
C．长期受到电离辐射或X射线照射
D．霉变或熏制食物中所含有的致癌物质
答案 B
解析原癌基因和抑癌基因突变是细胞癌变的内因，而X射线、霉变或熏制食物只是外在因素。

5．细胞衰老与凋亡是生物界的普遍规律。

一部分发生衰老的细胞会被机体自身消除，但另一些衰老的细胞会随着时间的推移在体内积累增多，并分泌一些免疫刺激因子，导致低水平炎症发生，引起周围组织衰老或癌变。

实验揭示，衰老细胞不仅是衰老过程的产物，也可能是组织器官进一步衰退的重要原因。

最近科学家通过研究表明，清除衰老细胞可延缓小鼠的衰老进程，该成果有望开辟出一条对抗衰老的新途径。

(1)衰老细胞的特征主要有__________减少，细胞萎缩；________的活性降低，代谢速率减慢；细胞膜________改变，使物质运输功能降低等。

(2)导致细胞发生癌变的外界因素有______________、________________、________________。

癌细胞能无限增殖，其增殖方式主要是____________。

癌细胞中明显增多的具有细胞膜结构的细胞器可能是________，理由是____________________________________________。

(3)在成熟的生物体内，衰老细胞以及被病原体感染的细胞的清除，都是通过________完成的。

(4)对人类来说，良好的外部环境和行为习惯也可以延缓细胞的衰老，试举例说明(至少写两
个)：________________________________________________________。

答案(1)水分酶通透性(2)物理致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子有丝分裂线粒体细胞不断增殖需消耗较多的能量(3)细胞凋亡(4)合理的饮食结构、适宜的体育运动、乐观的人生态度等(写出两个即可)
解析(1)掌握衰老细胞的基本特征即可作答。

(2)目前认为，致癌因子大致分为三类：物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。

癌细胞能无限增殖，有细胞周期，其分裂方式为有丝分裂。

癌细胞增殖能力强，消耗的能量多，线粒体是供给能量的主要场所且是具有细胞膜结构的细胞器。

(3)通过细胞凋亡，在成熟生物体内实现衰老细胞以及被病原体感染的细胞的清除，维持生物体内部环境的稳定。

(4)对人类来说，细胞衰老与人体所处外界环境的变化有密切的联系。

[对点训练]
题组一细胞的衰老和凋亡
1．细胞衰老是一种正常的生命现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是( ) A．细胞内水分减少
B．细胞内有些酶活性降低
C．细胞膜通透性改变，物质运输功能增强
D．细胞内呼吸速率减慢
答案 C
解析结合细胞衰老的特征进行逐项分析。

2．下列关于个体衰老与细胞衰老关系的叙述错误的是( )
A．单细胞生物：细胞的衰老就是个体的衰老
B．多细胞生物：细胞的衰老就是个体的衰老
C．多细胞生物：个体衰老就是细胞的普遍衰老
D．单细胞生物：个体的衰老就是细胞的衰老
答案 B
解析对多细胞生物来说。

细胞的衰老与个体的衰老不是一回事。

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。

然而从总体上看，个体衰老
的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

3．下列不属于细胞凋亡的是( )
A．手指发育过程中，指间细胞的自动死亡
B．红细胞寿命只有120天左右，红细胞的自我更新
C．被病原体感染的细胞被清除
D．被浓硫酸烧伤而死亡的细胞
答案 D
解析浓硫酸烧伤造成的细胞死亡属于外界因素引起的细胞坏死。

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．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来
D．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关
答案 A
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项错误；由图示可知，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，然后被吞噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量，故B、C项正确；吞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项正确。

5．下列有关细胞凋亡与细胞坏死的说法错误的是( )
A．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
B．细胞坏死是细胞正常代谢受损或中断引起的损伤和死亡
C．凋亡细胞中可以发现与细胞凋亡有关的酶
D．细胞凋亡过程失控可以延长生物体的寿命
答案 D
解析细胞凋亡过程对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用，细胞凋亡失控不利于延长生物体的寿命。

6．下列有关细胞分化、衰老、凋亡和坏死的叙述，正确的是( )
A．细胞坏死是由基因调控的，是病理性的
B．细胞凋亡是由外界因素引起的，是生理性的
C．衰老的细胞代谢增强，对生物体的正常发育有积极的意义
D．细胞分化是同一类型细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程
答案 D
解析细胞坏死与基因无关，A错误；细胞凋亡是由基因控制的，但是也会受到外界因素的影响，B错误；衰老的细胞酶活性降低，代谢减弱，C错误；细胞分化是同一类型细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程，D正确。

题组二细胞的癌变
7．下列癌细胞具有的特征中，不正确的是( )
A．能够无限增殖
B．癌细胞表面发生变化
C．癌细胞的形态结构发生了变化
D．癌细胞与正常细胞都可以正常进行细胞的分化
答案 D
解析癌细胞是失去控制的能够恶性增殖的细胞，不能正常分化。

8．下列能引起细胞发生癌变的因素是( )
①X射线照射②煤焦油的刺激③温度过高④细胞失水⑤Rous肉瘤病毒感染⑥紫外线照射
A．①②④⑤ B．①②③④
C．①②⑤⑥ D．②④⑥
答案 C
解析引起细胞发生癌变的有物理致癌因子，如X射线、紫外线；化学致癌因子，如煤焦油；病毒致癌因子，如Rous肉瘤病毒等。

温度过高或细胞失水不会引起细胞癌变。

9．下列有关细胞癌变的叙述，正确的是( )
A．细胞癌变与基因突变无关
B．癌症的产生与人的年龄无关
C．人体的免疫系统对癌变细胞有清除作用
D．癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
答案 C
解析细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变的结果，一般高龄者易患癌症，A、B项错误；癌变的细胞是抗原，人体的免疫系统可把其清除，C项正确；因为癌细胞具有无限增殖的能力，癌变细胞内酶活性提高，细胞代谢加快，D项错误。

10．2017年5月31日是第30个世界无烟日，自20世纪50年代以来，全球范围内已有大量流行病学研究证实，吸烟是导致肺癌的首要因素。

下列有关肺癌和癌细胞的叙述中正确的是( )
A．细胞膜上的糖蛋白增加，导致癌细胞易发生转移
B．癌细胞的形态结构未发生变化
C．在治疗肺癌方面，可以采用手术切除、化疗和放疗等手段
D．环境中致癌因子会使正常基因突变成原癌基因和抑癌基因，导致正常细胞的生长和分裂失控变成癌细胞
答案 C
解析细胞膜上的糖蛋白减少，导致癌细胞易发生转移；癌细胞的形态结构会发生显著变化；环境中致癌因子会使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控变成癌细胞。

11．下列关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述中，错误的是( )
A．癌变是正常细胞发生基因突变的结果
B．个体发育过程中细胞的衰老对于生物体是有害的
C．细胞分化将造成不同细胞间蛋白质种类的差异
D．细胞凋亡对于多细胞生物体的个体发育有着重要作用
答案 B
解析细胞的分化、衰老、凋亡对于维持生物体的相对稳定是有利的。

12．研究发现，一些癌细胞能进入“平衡”阶段，此阶段的癌细胞不易被免疫系统识别，不会恶性增殖，也不会导致机体发病。

下列有关分析不合理的是( )
A．可以通过癌基因检测的手段来检测细胞是否癌变
B．免疫系统不易清除这种癌细胞
C．这种癌细胞是细胞正常分化的结果
D．该发现有助于寻找治疗癌症的新方法
答案 C
解析由于癌变的根本原因是基因突变，故可以用基因检测的方法来检测细胞是否癌变，A 项正确；根据题意，进入“平衡”阶段的癌细胞不易被免疫系统识别，因此免疫系统不易清除这种癌细胞，B项正确；细胞癌变的根本原因是基因突变，癌细胞是细胞畸形分化的结果，C项错误；根据题意，“平衡”阶段的癌细胞不会恶性增殖，也不会导致机体发病，因此该发现有助于寻找治疗癌症的新方法，D项正确。

[综合强化]
13．细胞到了一定时期就会像树叶那样自然死亡，但是这种死亡是细胞的一种生理性、主动性的“自杀行为”，而非病理性死亡，所以叫细胞凋亡或细胞编程性死亡。

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。

对一个有机体来说，某些细胞的编程性死亡的积极意义是：有利于________________________________，维持____________________，抵御____________________。

(2)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时尾消失了，从细胞水平看这是____________的结果，该过程也可称为________________________。

人类中也会出现一些返祖现象，如毛
孩，从细胞水平上分析是由于__________过程受阻所致。

答案(1)多细胞生物体完成正常发育内部环境的稳定外界各种因素的干扰(2)细胞凋亡细胞编程性死亡细胞凋亡
解析本题阐述了细胞的凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡，能够维持机体细胞数目的相对稳定。

14．如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，请据图回答下列问题：
(1)该图可以用来表示下列哪些生物细胞的重大生命活动？________(填写序号)。

①噬菌体②酵母菌③乳酸菌④变形虫⑤海带⑥蚯蚓⑦玉米⑧蘑菇
(2)A、B、C、D四项生命活动中，在人幼年时期能够发生的是________，对于人体有积极意义的是__________。

(填写字母序号)
(3)B过程的结果，导致细胞在________________________________等方面发生了改变，但是细胞中的遗传物质________(填“发生”或“未发生”)改变。

(4)在真核生物中，A过程的方式包括______________________________________。

答案(1)⑤⑥⑦⑧ (2)A、B、C、D A、B、C、D
(3)形态、结构和生理功能未发生
(4)有丝分裂、无丝分裂和减数分裂
解析图中表示的是细胞分裂、分化、衰老、凋亡的过程，图中有染色体的变化，而染色体只存在于真核细胞中。

因此，题图可以用来表示多细胞真核生物的重大生命活动。

人在幼年时期，细胞增殖、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡等过程都会发生，四项生命活动对于人体都有积极意义。

细胞分化的结果是细胞在形态、结构和生理功能等方面发生改变，但是遗传物质未发生变化。

在真核细胞中细胞分裂的方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。

15．请根据以下材料回答问题：
细胞衰老可能与端粒截短有关。

每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA即端粒，人体细胞分裂的次数与特异染色体端粒的长短有关。

细胞每分裂一次，端粒的长度都要缩短一些，一旦达到“关键长度”，细胞增殖就会结束。

然而，人的骨髓细胞和癌细胞在端粒酶的作用下，会伸长已缩短的染色体末端。

因此，这些细胞就能快速地进行细胞分裂而不会达到“关键长度”，细胞就会持续增殖。

细胞衰老可能是因端粒DNA序列“截短”后，端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。

(1)请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系：__________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)请结合端粒的有关知识，指出癌细胞无限增殖的可能途径：_________________________ ________________________________________________________________________。

(3)与正常细胞相比，癌细胞明显增多的细胞器有________________。

(4)依据“端粒学说”，请提出一种可以抗肿瘤药物的作用机制。

________________________。

答案(1)端粒酶可使端粒伸长，端粒伸长有利于细胞分裂(2)癌细胞能合成端粒酶，端粒酶会使已缩短的染色体末端伸长(即修复端粒)，从而使染色体不会达到“关键长度”，细胞就会持续增殖(3)核糖体、线粒体(4)抑制端粒基因的表达(或剔除端粒基因，或抑制端粒酶的活性)(合理即可)。