新教材高中生物第四章细胞的生命历程第三节细胞凋亡是编程性死亡学案浙科版必修第一册(含答案)

新教材高中生物浙科版必修第一册：
第三节 细胞凋亡是编程性死亡
课程目标
知识点一 衰老细胞的结构和代谢产生异常
1．衰老的概念：衰老又称__老化__，通常指生物个体发育成熟后，随着年龄的增加，
机能减退，内环境稳定性下降，趋向死亡的__不可逆__的现象。

2．衰老过程发生在生物界的__整体__水平、__种群__水平、__个体__水平、细胞水平、分子水平等不同的层次。

3．衰老细胞在结构、功能上的变化：膜脂氧化导致细胞膜流动性__降低__；细胞质色素__积累__、空泡形成；细胞核体积__增大__，染色加深，核膜__内陷__，染色质凝聚、碎裂、溶解；DNA 的功能受抑制，RNA 含量降低；蛋白质合成__下降__，酶的活性__降低__；线粒体的数量随年龄增大而__减少__，体积则随年龄增大而__变大____；呼吸变慢等。

4．细胞衰老机制的研究：总的来说，细胞衰老是各种细胞成分在受到__内、外环境__的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使遗传物质的“差错”积累所致。

小思考：衰老细胞中是不是所有酶的活性都下降？
【答案】不是，衰老细胞中大部分酶的活性下降，但衰老细胞会合成一些特异性的蛋白，催化这些蛋白质合成的酶的活性反而会升高。

知识点二 衰老细胞的死亡受基因的调控
1．衰老细胞的死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机体死亡同步。

正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，这是维持组织__机能和形态__所必需的。

2．细胞凋亡
(1)概念：借用古希腊语，表示细胞像秋天的树叶一样凋落的死亡方式。

它是细胞发育过程中的必然步骤，是由__某种基因__引发的。

这种严格受__基因调控__的死亡，属于正常的生理性变化，不同于病变或伤害导致的病理性死亡。

(2)表现：染色质__聚集__、分块、位于核膜上；胞质__凝缩__；DNA被有规律地__降解__为大小不同的片段，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多__凋亡小体__，内有结构完整的细胞器，还有__凝缩__的染色质，可被邻近细胞吞噬、消化。

细胞凋亡因始终有膜封闭，没有内含物释放，故不会引起炎症。

(3)动物细胞凋亡现象：蝌蚪在发育过程中，__尾和鳃__都在一定时期消失；人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞，需要调整神经细胞的数量，使之与受神经细胞支配的细胞数量__相适应__，以保证神经系统对生命活动的精确调节。

(4)植物细胞凋亡现象：胚发育过程中胚柄的退化、单性植物中__花器官__的退化、植物体内__通气组织__的形成等。

小思考：细胞凋亡有何意义？
【答案】(1)有利于清除多余细胞。

机体在发育至某阶段时，特定区域的细胞(群)就会发生自然凋亡，清除这些“多余”的细胞，有利于器官的发育。

在人的肢体发育中，早期的手和足形似桨板，只有当某些多余的细胞凋亡后，才能形成正常的指和趾。

(2)有利于清除无用细胞。

如蝌蚪变成青蛙时，尾部的细胞凋亡退化。

(3)有利于清除发育不正常的细胞。

(4)有利于清除有害细胞。

如某些被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式消除，作为自身的一种保护机制。

(5)有利于清除已完成正常使命的衰老细胞。

人的红细胞分化成熟后是无核有功能的细胞，可存活约120 d，然后自然死亡。

(6)维持器官、组织中细胞数目的相对平衡。

细胞凋亡是细胞增殖的相反过程，两者既对立又统一，相互协调。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)衰老细胞内所有酶活性都下降。

( ×)
(2)生物体内的细胞不断地衰老和死亡，同时又有增殖产生的新细胞来代替它们。

( √)
(3)细胞衰老可能与衰老相关的基因活化有关。

( √)
(4)衰老细胞中线粒体的数量增多，体积减小。

( ×)
(5)细胞凋亡严格受到基因控制。

( √)
(6)细胞凋亡过程中机体会出现炎症反应。

( ×)
2．案例分析：研究表明，阻断癌细胞增殖周期可引起细胞凋亡。

科研人员为研究蜂毒对人胃癌细胞的影响及作用机制，进行了以下实验。

请完善实验并回答问题：
(1)方法步骤：
①取4只相同的培养瓶，编号，分别加入等量的完全培养液并接种等量离体胃癌细胞。

②1号培养瓶为空白对照，向2～4号培养瓶中分别加入__等量的2、4、8__μg/mL蜂毒溶液。

③培养48小时后，检测并统计__胃癌细胞的凋亡率__，结果如图1所示。

④重复①②步骤，检测凋亡基因(Bax、Bel­2)的表达率，结果如图2所示。

(2)分析讨论：
①图1表明__一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱导效应增强__。

②图1、图2表明：从基因水平上看，蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与__Bax基因表达增强和Bel­2基因表达减弱(或Bax基因和Bel­2基因表达)__有关。

当Bel­2蛋白/Bax蛋白的值出现__降低__趋势时，将会诱导胃癌细胞凋亡。

【解析】由题图可知，2～4号培养瓶中加入蜂毒素溶液的浓度应为2、4、8 μg/mL，因变量是胃癌细胞凋亡率，图1表明一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱导效应增强。

两图共同说明随蜂毒素浓度的增大，Bax基因表达增强和Bel­2基因表达减弱，当Bel­2蛋白/Bax蛋白的值出现下降趋势时，将会诱导胃癌细胞凋亡。

细胞衰老和个体衰老的关系
(1)对于单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。

(2)对于多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。

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。

典例下列关于细胞衰老的说法中正确的是( A )
A．对于单细胞生物而言，细胞衰老过程等于个体衰老过程
B．对于多细胞生物而言，个体衰老过程中组成机体的细胞都处于衰老状态
C．细胞会随着分裂次数的增加而更旺盛
D．年幼的个体处于生长发育阶段，几乎没有细胞的衰老
【解析】总体上看，个体衰老的过程实际上是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但并不等于组成机体的细胞全部处于衰老状态，B错误；细胞会随着分裂次数增加而衰老，C错误；多细胞生物体内的细胞总是处于不断更新的过程中，在生长发育阶段中，总有一部分细胞衰老或走向死亡，D错误。

1．下列有关多细胞生物衰老现象的叙述正确的是( C )
A．细胞衰老时，所有的酶活性都降低
B．细胞衰老时，细胞核体积明显缩小
C．从总体上看，衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
D.衰老意味着组成个体的细胞脱离了正常的生命历程
【解析】细胞衰老时，多种酶的活性都降低，A错误；细胞衰老时，细胞体积变小，细胞核体积增大，B错误；从总体上看，衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，C正确；衰老是细胞正常生命历程的一部分，D错误。

2．下列关于个体衰老与细胞衰老关系的叙述，正确的是( A )
A．总体上看，衰老的个体内，细胞普遍衰老
B．处于青春期的年轻人，体内没有衰老的细胞
C．正在衰老的个体，体内没有幼嫩的细胞
D.对于单细胞生物来说，个体的衰老不同于细胞衰老
【解析】总体上看，衰老的个体内，细胞普遍衰老，A正确；处于青春期的年轻人，体内有衰老的细胞，如皮肤角质层细胞，B错误；正在衰老的个体，体内也有幼嫩的细胞，如造血干细胞，C错误；对于单细胞生物来说，个体的衰老等同于细胞衰老，D错误。

细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变的比较
典例下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是( D )
A．衰老细胞所有酶的活性都增强
B．细胞分化使同一个体的不同细胞的遗传物质产生差异
C．植物细胞在细胞分裂时，产生纺锤体的方式与动物细胞不同
D．在健康成人体内的骨髓和肠中，每小时都有细胞凋亡发生
【解析】衰老细胞内大部分酶的活性降低，A错误；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，遗传物质不发生改变，B错误；高等植物细胞与低等植物细胞和动物细胞有丝分裂
前期产生纺锤体方式不同，高等植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，低等植物细胞和动物细胞是由中心体发出纺锤丝形成纺锤体，C错误；在健康成人体内的骨髓和肠中，每小时都有大量细胞发生凋亡，D正确。

1．下列关于细胞生命历程中的细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是( D ) A．所有的动物细胞都一直在进行有丝分裂
B．通过体外培养至今的海拉细胞，与起初从其宫颈癌组织中分离出来的海拉细胞相同C．细胞的衰老和凋亡使体内碎渣增多，不利于个体生长发育
D．细胞分裂、分化、衰老和凋亡过程中，都发生了基因的选择性表达
【解析】高度分化的动物细胞不再分裂，还有些细胞可以进行无丝分裂和减数分裂，A 错误；海拉细胞是一种癌细胞，存活至今，由于发生多次基因突变，所以体外培养至今的海拉细胞，与起初从其宫颈癌组织中分离出来的海拉细胞不同，B错误；细胞的衰老和凋亡是细胞正常的生命历程，对生物体有利，C错误；细胞分裂、分化、衰老和凋亡过程中，都发生了基因的选择性表达，D正确。

2．下列关于细胞分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是( D )
A．细胞分化形成的细胞中所含的遗传物质不同
B．衰老细胞的细胞核体积变小，线粒体体积变大
C．细胞凋亡是由于细胞病变或伤害导致的细胞死亡
D．生物的个体发育是通过细胞分化的过程来实现的
【解析】体细胞是由同一个受精卵分裂分化而来，则不同种类的细胞所含的遗传物质相同，A错误；衰老细胞的细胞核体积增大，B错误；细胞坏死是由于细胞病变或伤害导致的细胞死亡，C错误；多细胞生物的个体发育需通过细胞分化过程实现，通过细胞分化增加细胞的种类，D正确。

3．下列有关细胞分化、衰老、凋亡的叙述，正确的是( C )
A．人胚胎发育过程中不存在细胞凋亡
B．伞藻的“帽”呈伞状或花朵状是细胞分化的结果
C．细胞衰老过程中先发生生理和生化变化，随之发生形态结构变化
D．胚胎干细胞被诱导分化为各种组织、器官的过程体现了细胞的全能性
【解析】人胚胎发育过程中存在细胞凋亡，如指缝间细胞的凋亡，A错误；伞藻是单细胞生物，没有细胞分化，B错误；细胞衰老过程中先发生生理和生化变化，再影响形态结构
变化，C正确；胚胎干细胞被诱导分化为各种组织、器官的过程没有发育成完整个体，没有体现细胞的全能性，D错误。

细胞衰老和凋亡与人体健康的关系
典例下列有关多细胞生物细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是( D )
A．细胞衰老时，线粒体的数量增多
B．衰老细胞的细胞周期变短
C．细胞凋亡通常由病变或伤害引发
D．植物通气组织的形成与细胞凋亡有关
【解析】细胞衰老时，代谢减慢，线粒体数目减少，A错误；衰老的细胞没有分裂能力，没有细胞周期，B错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程，C错误；植物通气组织的形成是细胞凋亡的结果，D正确。

1．李白有诗云：“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，以下说法正确的是( D )
A.细胞内的黑色素逐渐积累，从而妨碍物质交流和信息传递
B．细胞内的水分减少，细胞核体积减小
C．各种酶的活性降低，细胞内呼吸速率减慢
D．衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能减弱
【解析】老年人的头发变白是头发基部黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致，A错误；衰老细胞内的水分减少，细胞核体积增大，B错误；细胞衰老后，细胞内多种酶的活性降低，并非所有酶的活性都下降，C错误；细胞衰老后，细胞膜的通透性改变，其物质运输能力降低，D正确。

2．下列关于衰老细胞特征的描述，正确的是( A )
A．细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩。

中年人鱼尾纹的出现就缘于此，所以中年妇女应设法保水以葆青春
B．细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，体现在老年人身上的是皱纹的出现
C．细胞膜通透性降低，物质运输功能降低，体现在老年人身上的是物质吸收能力下降D．细胞衰老后，DNA的功能受抑制，RNA含量增加
【解析】细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，中年人鱼尾纹的出现就缘于此，所以中
年妇女应设法保水以葆青春，A正确；细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，体现在老年人身上的是老年斑的出现，B错误；细胞衰老后，细胞膜通透性改变，而不是细胞膜的通透性降低，C错误；细胞衰老后，DNA的功能受抑制，RNA含量降低，D错误。

3．下列说法错误的是( C )
A．在个体发育过程中，特定部位的细胞会发生自然凋亡，这有利于器官的正常发育B．人体生长发育产生的衰老细胞，通过启动细胞凋亡程序，可及时将其清除
C．生物体内被病毒感染的细胞和所有肿瘤细胞均可以通过凋亡方式清除掉
D．细胞凋亡和细胞增殖两个过程共同维持机体内器官和组织细胞数目的稳定性
【解析】细胞凋亡有利于清除多余、无用的细胞，从而有利于器官的正常发育；有利于清除完成正常使命的衰老细胞，这是维持个体正常生理活动及功能表达所必需的；有利于清除体内的有害细胞，生物体内一些被病毒感染的细胞和某些早期产生的肿瘤细胞可以通过细胞凋亡方式清除，但并不是所有的被病毒感染的细胞或是所有的肿瘤细胞都能通过凋亡来清除；细胞凋亡还能维持器官和组织细胞数目的相对稳定，通过细胞凋亡和增殖这两个相对对立又相互协调的过程，来维持其细胞数目的相对稳定。

归纳总结
(1)细胞的正常衰老对于实现有机体的自我更新非常有利，如红细胞的快速更新，使血液中始终有足量的新生红细胞来运输氧气。

(2)细胞的异常衰老会给人类健康带来威胁，如儿童早衰症就是细胞过早衰老引起的一种疾病。

(3)人体衰老是生理功能下降和紊乱的综合表现，是不可逆的生命过程。

其基本特征：皮肤干燥、皱缩，代谢速率减慢，细胞器(如线粒体)数目减少，器官功能下降等。

(4)细胞衰老的控制不仅与细胞内部联系密切，同时也与外部环境有密切的关系。

良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。

对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有益于延缓衰老。

1．珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于( C )
A. 促进细胞分裂
B. 诱导细胞分化
C. 延缓细胞衰老
D. 抑制细胞死亡
【解析】细胞内的色素积累会随着细胞的衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交
流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞的衰老、死亡。

珍珠可抑制细胞脂褐素的增加，说明其能够延缓细胞的衰老。

2．关于细胞凋亡的叙述，错误的是( C )
A. 细胞凋亡受细胞自身基因的调控
B. 细胞凋亡也称为编程性细胞死亡
C. 细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中
D. 被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除
【解析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，A正确；由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为编程性细胞死亡，B正确；人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失，所以细胞凋亡可以出现在胚胎发育过程中，C错误；在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的，D正确。

3．下列属于植物细胞凋亡实例的是( B )
A．愈伤组织的形成
B．植物体内通气组织的形成
C．筛管细胞的形成
D．癌细胞的形成
【解析】愈伤组织的形成是细胞脱分化的结果，A错误；植物具有大量细胞间隙的薄壁组织，称为通气组织，通气组织的形成是细胞凋亡的结果，B正确；筛管细胞的形成是细胞分化的结果，C错误；癌细胞的形成是基因突变的结果，D错误。

4．在蛙的个体发育过程中，关于细胞分化和细胞凋亡的叙述，错误的是( A )
A．细胞分化使细胞中的遗传物质逐渐减少
B．细胞分化发生在蛙的整个生命历程中
C．蝌蚪尾巴消失是通过细胞凋亡实现的
D．细胞凋亡由某种基因引发，不可避免
【解析】细胞分化是基因选择性的表达，遗传物质含量不变，A错误；细胞分化是一种持久性的变化，发生在生物体的整个生命过程中，B正确；蝌蚪尾巴的消失是蛙正常发育的一个阶段，通过尾部细胞凋亡实现，C正确；细胞的凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是一种正常的自然现象，不可避免，D正确。

5．细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称为细胞编程性死亡，其
大致过程如下图所示。

下列相关叙述不正确的是( B )
A. 与凋亡相关的基因是机体固有的，在个体生长发育过程中发挥重要作用
B. 图示该过程发生在胚胎发育阶段
C. 吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D. 细胞凋亡过程与基因的选择性表达有关
【解析】细胞凋亡在个体的一生中都会发生，在个体发育中具有重要作用。

细胞凋亡是凋亡基因表达的结果。

吞噬细胞吞噬凋亡小体后，由溶酶体释放水解酶，使其水解。

6．下列有关细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的说法，正确的是( B )
A．细胞分化过程中核酸不发生改变
B．癌细胞之间粘连性降低，易分散转移
C．动物的正常发育过程中不一定发生细胞凋亡
D．衰老细胞中线粒体体积减小、数量增多
【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此细胞分化过程中，DNA不发生改变，但mRNA会发生改变，A错误；癌细胞表面发生变化，如粘连蛋白减少，细胞间黏着性降低，容易扩散和转移，B正确；细胞凋亡是细胞发育过程中的必然步骤，是不可避免的，C错误；衰老细胞中线粒体数量减少，体积增大，D错误。