第19講細胞的衰老和死亡考點一細胞的衰老1．概念：細胞衰老是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。2.細胞衰老的特征（形象記憶為：一大一小、一多一少、兩低、三慢）（1）一大：細胞核增大（2）一小：細胞體積減小（3）一多：色素積累增多（4）一少：細胞內(nèi)水分減少（5）兩低：酶的活性降低，物質(zhì)運輸速率降低（6）三慢：呼吸速率減慢，代謝速率減慢，新陳代謝速率減慢3.細胞衰老的原因自由基學說端粒學說概念通常把異常活潑的帶電分子或基團稱為自由基。每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA—蛋白質(zhì)復合體，稱為端粒。特點及自由基的危害①攻擊生物膜的組成成分磷脂分子，引發(fā)雪崩式的反應，對生物膜損傷比較大。②攻擊DNA，可能引起基因突變。③攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性下降，導致細胞衰老。端粒DNA序列在每次細胞分裂后會縮短一截。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒內(nèi)側(cè)正常基因的DNA序列就會受到損傷，結(jié)果使細胞活動漸趨異常。4.細胞衰老和個體衰老的關(guān)系（1）單細胞生物：細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。（2）多細胞生物：從總體上看，個體衰老的過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程。5.細胞衰老的意義細胞衰老是人體內(nèi)發(fā)生的正常生命現(xiàn)象，正常的細胞衰老有利于機體更好地實現(xiàn)自我更新。考點二細胞的死亡1.細胞死亡的類型：細胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中凋亡是細胞死亡的一種主要方式。2.細胞凋亡（1）概念：由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。由于細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控，所以它是一種程序性死亡。（2）類型①個體發(fā)育中細胞的程序性死亡。②成熟個體中細胞的自然更新。③被病原體感染細胞的清除。（3）意義：對于多細胞生物體完成正常的生長發(fā)育，維持內(nèi)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(guān)鍵的作用。3．細胞壞死：（1）概念及特點：在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。4.細胞死亡二者區(qū)別：（1）細胞凋亡：受基因控制，是細胞主動發(fā)生的，對生物體有利。（2）細胞壞死：不受基因控制，是細胞被動發(fā)生的，對生物體有害?！镜湫驼骖}訓練】一、單選題1．（2022·山東·高考真題）某種干細胞中，進入細胞核的蛋白APOE可作用于細胞核骨架和異染色質(zhì)蛋白，誘導這些蛋白發(fā)生自噬性降解，影響異染色質(zhì)上的基因的表達，促進該種干細胞的衰老。下列說法錯誤的是（

）A．細胞核中的APOE可改變細胞核的形態(tài)B．敲除APOE基因可延緩該種干細胞的衰老C．異染色質(zhì)蛋白在細胞核內(nèi)發(fā)生自噬性降解D．異染色質(zhì)蛋白的自噬性降解產(chǎn)物可被再利用【答案】C【詳解】A、由“蛋白APOE可作用于細胞核骨架”可知APOE可改變細胞核的形態(tài)，A正確；B、蛋白APOE可促進該種干細胞的衰老，所以敲除APOE基因可延緩該種干細胞的衰老，B正確；C、自噬是在溶酶體（如動物）或液泡（如植物、酵母菌）中進行，不在細胞核內(nèi)，C錯誤；D、異染色質(zhì)蛋白的自噬性降解產(chǎn)物是氨基酸，可被再利用，D正確。2．（2022·浙江·高考真題）下列關(guān)于細胞衰老和凋亡的敘述，正確的是（）A．細胞凋亡是受基因調(diào)控的 B．細胞凋亡僅發(fā)生于胚胎發(fā)育過程中C．人體各組織細胞的衰老總是同步的 D．細胞的呼吸速率隨細胞衰老而不斷增大【答案】A【詳解】A、細胞凋亡是由基因決定的細胞編程性死亡的過程，A正確；B、細胞凋亡貫穿于整個生命歷程，B錯誤；C、人體生長發(fā)育的不同時期均有細胞的衰老，C錯誤；D、細胞衰老時呼吸速率減慢，新陳代謝減慢，D錯誤。3．（2021·江蘇·高考真題）下列關(guān)于人體細胞生命歷程的敘述正確的是（

）A．組織細胞的更新包括細胞分裂、分化等過程B．造血干細胞是胚胎發(fā)育過程中未分化的細胞C．細胞分化使各種細胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變D．凋亡細胞被吞噬細胞清除屬于細胞免疫【答案】A【詳解】A、人體內(nèi)組織細胞的更新包括組織細胞的產(chǎn)生和凋亡，新組織細胞的形成需要經(jīng)過細胞分裂、分化，A正確；B、造血干細胞是已分化的細胞，但仍能繼續(xù)分化形成血細胞和淋巴細胞等，B錯誤；C、細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，遺傳物質(zhì)不變，C錯誤；D、凋亡細胞被吞噬細胞清除屬于非特異性免疫，D錯誤。4．（2021·北京·高考真題）為研究毒品海洛因的危害，將受孕7天的大鼠按下表隨機分組進行實驗，結(jié)果如下。

處理檢測項目對照組連續(xù)9天給予海洛因低劑量組中劑量組高劑量組活胚胎數(shù)/胚胎總數(shù)（%）100766555腦畸形胚胎數(shù)/活胚胎數(shù)（%）0335579腦中促凋亡蛋白Bax含量（ug·L-l）6．77．510．012．5以下分析不合理的是（）A．低劑量海洛因即可嚴重影響胚胎的正常發(fā)育B．海洛因促進Bax含量提高會導致腦細胞凋亡C．對照組胚胎的發(fā)育過程中不會出現(xiàn)細胞凋亡D．結(jié)果提示孕婦吸毒有造成子女智力障礙的風險【答案】C【詳解】A、據(jù)表分析，低劑量組的腦畸形胚胎數(shù)/活胚胎數(shù)（%）為33%，與對照相比（0）明顯升高，故低劑量海洛因即可嚴重影響胚胎的正常發(fā)育，A正確；B、BaX為腦中促凋亡蛋白，分析表格數(shù)據(jù)可知，與對照相比，海洛因處理組的Bax含量升高，故海洛因促進Bax含量提高會導致腦細胞凋亡，B正確；C、細胞凋亡是由基因決定的細胞編程性死亡，是一種正常的生理現(xiàn)象，且據(jù)表可知，對照組的Bax含量為6.7，故對照組胚胎的發(fā)育過程中也會出現(xiàn)細胞凋亡，C錯誤；D、據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，海洛因處理組的活胚胎數(shù)降低，腦畸形胚胎數(shù)和腦細胞凋亡率均升高，故推測孕婦吸毒有造成子女智力障礙的風險，D正確。5．（2021·廣東·高考真題）研究表明，激活某種蛋白激酶PKR，可誘導被病毒感染的細胞發(fā)生凋亡。下列敘述正確的是（

）A．上述病毒感染的細胞凋亡后其功能可恢復B．上述病毒感染細胞的凋亡不是程序性死亡C．上述病毒感染細胞的凋亡過程不受基因控制D．PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究【答案】D【詳解】A、被病毒感染的細胞凋亡后，喪失其功能且不可恢復，A錯誤；B、細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，是程序性死亡，B錯誤；C、細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，受基因控制，C錯誤；D、由題意可知，激活蛋白激酶PKR，可誘導被病毒感染的細胞發(fā)生凋亡，故PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究，D正確。6．（2021·浙江·高考真題）秀麗新小桿線蟲發(fā)育過程中某階段的體細胞有1090個，而發(fā)育成熟后體細胞只有959個。體細胞減少的原因是（）A．細胞凋亡 B．細胞衰老 C．細胞癌變 D．細胞分裂【答案】A【詳解】A、細胞凋亡是正常的生命現(xiàn)象，秀麗新小桿線蟲個體發(fā)育過程中有細胞凋亡發(fā)生。秀麗新小桿線蟲發(fā)育過程中某階段的體細胞有1090個，而發(fā)育成熟后體細胞只有959個，體細胞減少是細胞凋亡導致的，A正確；B、細胞衰老會導致細胞大小和形態(tài)改變，但細胞數(shù)目不會減少，衰老細胞的清除是通過細胞凋亡實現(xiàn)的，B錯誤；C、癌變的細胞會導致細胞具有無限增殖的能力，導致細胞數(shù)目增多而非減少，C錯誤；D、細胞分裂會導致細胞數(shù)目增多而非減少，D錯誤。7．（2020·海南·高考真題）下列關(guān)于細胞生命歷程的敘述，正確的是（

）A．細胞分裂和分化均可增加細胞數(shù)量B．細胞分化只發(fā)生在胚胎時期C．細胞衰老時，細胞膜的選擇透過性功能提高D．細胞凋亡過程中既有新蛋白質(zhì)的合成，又有蛋白質(zhì)的水解【答案】D【詳解】A、細胞分裂可增加細胞數(shù)量，細胞分化可增加細胞種類但不增加細胞數(shù)目，A錯誤；B、細胞分化發(fā)生在個體發(fā)育的各個時期，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)，B錯誤；C、細胞衰老時，細胞膜的通透性改變，使物質(zhì)運輸?shù)墓δ芟陆担珻錯誤；D、細胞凋亡過程中既有新蛋白質(zhì)的合成，又有蛋白質(zhì)的水解，如清除被病原體感染的細胞時，需要合成凋亡相關(guān)的酶也需要水解被感染細胞中的各種蛋白質(zhì)，D正確。故選D。8．（2019·天津·高考真題）植物受病原菌感染后，特異的蛋白水解酶被激活，從而誘導植物細胞編程性死亡，同時病原菌被消滅。激活蛋白水解酶有兩條途徑：①由鈣離子進入細胞后啟動；②由位于線粒體內(nèi)膜上參與細胞呼吸的細胞色素c含量增加啟動。下列敘述正確的是（

）A．蛋白水解酶能使磷酸二酯鍵斷開B．鈣離子通過自由擴散進入植物細胞C．細胞色素c與有氧呼吸第一階段有關(guān)D．細胞編程性死亡避免了病原菌對鄰近細胞的進一步感染【答案】D【詳解】蛋白水解酶能使蛋白質(zhì)的肽鍵斷開，生成氨基酸，A錯誤；鈣離子通過主動運輸進入植物細胞，B錯誤；細胞色素c位于線粒體內(nèi)膜上，參與有氧呼吸第三階段，促進[H]和O2結(jié)合，生成水，C錯誤；植物受病原菌感染后，特異的蛋白水解酶被激活，從而誘導植物細胞編程性死亡，同時病原菌被消滅，避免了病原菌對鄰近細胞的進一步感染，D正確。9．（2019·全國·高考真題）細胞凋亡是細胞死亡的一種類型。下列關(guān)于人體中細胞凋亡的敘述，正確的是（

）A．胎兒手的發(fā)育過程中不會發(fā)生細胞凋亡B．小腸上皮細胞的自然更新過程中存在細胞凋亡現(xiàn)象C．清除被病原體感染細胞的過程中不存在細胞凋亡現(xiàn)象D．細胞凋亡是基因決定的細胞死亡過程，屬于細胞壞死【答案】B【詳解】胎兒手發(fā)育的過程中，手指間隙的細胞會發(fā)生細胞凋亡，A錯誤；小腸上皮細胞中衰老的細胞將會發(fā)生細胞凋亡，不斷完成細胞的自然更新，B正確；被病原體感染的細胞屬于靶細胞，機體通過細胞免疫將靶細胞裂解死亡，釋放抗原，屬于細胞凋亡，C錯誤；細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，細胞壞死是在種種不利因素的影響下導致的細胞非正常死亡，D錯誤。10．（2019·浙江·高考真題）人體細胞凋亡和衰老是細胞生命活動的必然規(guī)律。下列敘述正確的是()A．細胞凋亡僅發(fā)生在衰老細胞中 B．細胞凋亡由機械損傷引發(fā)C．衰老細胞中所有酶的活性降低 D．衰老細胞的需氧呼吸變慢【答案】D【詳解】細胞凋亡可發(fā)生在生長、分化和衰老細胞中，A錯誤；由機械損傷引起的細胞死亡屬于細胞壞死，B錯誤；衰老細胞中許多種酶的活性降低，但也有部分酶的活性增強，C錯誤；衰老細胞中與呼吸作用相關(guān)的酶活性降低，需氧呼吸變慢，D正確。11．（2017·江蘇·高考真題）下列關(guān)于人體細胞分化、衰老、凋亡與癌變的敘述，錯誤的是（）A．細胞分裂能力隨細胞分化程度的提高而減弱B．衰老細胞中各種酶的活性顯著降低C．細胞凋亡有助于機體維持自身的穩(wěn)定D．癌細胞無接觸抑制特征【答案】B【詳解】細胞分化程度越高，分裂能力越弱，A正確；衰老的細胞中大多數(shù)酶的活性普遍降低，B錯誤；細胞凋亡能夠維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾，C正確；癌細胞的細胞膜上糖蛋白減少，培養(yǎng)時無接觸抑制特征，D正確。12．（2017·全國·高考真題）下列與細胞相關(guān)的敘述，錯誤的是（）A．動物體內(nèi)的激素可以參與細胞間的信息傳遞B．葉肉細胞中光合作用的暗反應發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中C．癌細胞是動物體內(nèi)具有自養(yǎng)能力并快速增殖的細胞D．細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程【答案】C【詳解】動物激素屬于信息分子，由內(nèi)分泌細胞產(chǎn)生，經(jīng)血液循環(huán)運輸?shù)桨屑毎l(fā)揮作用，A正確；植物葉肉細胞的光合作用的暗反應場所是葉綠體基質(zhì)，B正確；癌細胞需要從它生存的環(huán)境中獲取自身增殖所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，屬于異養(yǎng)型，C錯誤；細胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主有序的結(jié)束生命的過程，D正確。13．（2017·浙江·高考真題）下列關(guān)于人體衰老細胞的敘述，正確的是（）A．多種酶的活性降低 B．線粒體數(shù)量增加C．細胞呼吸明顯加快 D．細胞核體積變小【答案】A【詳解】細胞衰老會導致代謝減弱，酶的活性降低，線粒體數(shù)目減少，但是線粒體和細胞核的體積會增大。14．（2016·四川·高考真題）研究發(fā)現(xiàn)，直腸癌患者體內(nèi)存在癌細胞和腫瘤干細胞。用姜黃素治療，會引起癌細胞內(nèi)BAX等凋亡蛋白高表達，誘發(fā)癌細胞凋亡；而腫瘤干細胞內(nèi)膜上具有高水平的ABCG2蛋白，能有效排出姜黃素，從而逃避凋亡，并增殖分化形成癌細胞。下列說法不正確的是()A．腫瘤干細胞與癌細胞中基因的執(zhí)行情況不同B．腫瘤干細胞的增殖及姜黃素的排出都需要消耗ATPC．編碼BAX蛋白和ABCG2蛋白的基因都屬于原癌基因D．用ABCG2抑制劑與姜黃素聯(lián)合治療，可促進腫瘤干細胞凋亡【答案】C【詳解】A、腫瘤干細胞和癌細胞是兩種不同的細胞，二者細胞中基因的執(zhí)行情況不同，A正確；B、腫瘤干細胞的增殖及姜黃素的排出都耗能，需要消耗ATP，B正確；C、BAX蛋白屬于凋亡蛋白，編碼其的基因不屬于原癌基因，C錯誤；D、ABCG2蛋白能有效排出姜黃素，逃避凋亡，故利用ABCG2抑制劑與姜黃素聯(lián)合治療，可促進腫瘤干細胞凋亡，D正確。15．（2016·海南·高考真題）下列關(guān)于人體細胞的敘述，錯誤的是（

）A．人的正常體細胞的分裂次數(shù)是有限的B．自由基攻擊蛋白質(zhì)可以引起細胞衰老C．細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除D．衰老細胞代謝速率加快是細胞內(nèi)水分減少引起的【答案】D【詳解】人的正常體細胞的分裂次數(shù)是有限的，癌細胞能無限增殖，A正確；按照自由基說，自由基攻擊蛋白質(zhì)可以引起細胞衰老，B正確；細胞中的溶酶體是細胞內(nèi)的消化車間，衰老的線粒體可被溶酶體分解清除，C正確；衰老細胞內(nèi)的水分減少，代謝速率減慢，D錯誤。16．（2016·江蘇·高考真題）下列關(guān)于細胞的分化、衰老、凋亡和癌變的敘述，正確的是()A．線蟲發(fā)育過程中細胞數(shù)量減少，是細胞衰老死亡的結(jié)果B．惡性腫瘤細胞有無限增殖的特性，所以不易被化療藥物殺死C．人的造血干細胞是全能干細胞，可以分化為多種細胞D．體外培養(yǎng)時，兒童的成纖維細胞傳代次數(shù)多于成人的成纖維細胞【答案】D【詳解】A、線蟲發(fā)育過程中細胞數(shù)量減少，是細胞衰老、凋亡的結(jié)果，A錯誤；B、惡性腫瘤細胞容易轉(zhuǎn)移、能無限增殖，且適應不良環(huán)境的能力強，所以不易被化療藥物殺死，B錯誤；C、人的造血干細胞不是全能干細胞而是多能干細胞，可以分化為多種細胞，C錯誤；D、兒童成纖維細胞分化程度低，成人的成纖維細胞分化程度高，體外培養(yǎng)時前者傳代次數(shù)多，D正確。17．（2015·海南·高考真題）關(guān)于細胞凋亡的敘述，錯誤的是（）A．細胞凋亡受細胞自身基因的調(diào)控 B．細胞凋亡也稱為細胞編程性死亡C．細胞凋亡不出現(xiàn)在胚胎發(fā)育過程中 D．被病原體感染的細胞可通過細胞凋亡清除【答案】C【詳解】細胞凋亡是指由基因控制的細胞自動結(jié)束生命的過程，又稱為細胞編程性死亡，細胞凋亡有利于生物個體完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，抵御外界各種因素的干擾。細胞凋亡出現(xiàn)在個體發(fā)育各個過程中。18.（2014·全國·高考真題）關(guān)于細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述，錯誤的是（）A．脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是組成細胞膜的主要物質(zhì)B．當細胞衰老時，其細胞膜的通透性會發(fā)生改變C．甘油是極性分子，所以不能以自由擴散的方式通過細胞膜D．細胞產(chǎn)生的激素與靶細胞膜上相應受體的結(jié)合可實現(xiàn)細胞間的信息傳遞【答案】C【詳解】細胞膜的主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，A正確；衰老細胞的細胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低，B正確；甘油以自由擴散的方式通過細胞膜進入細胞，C錯誤；激素是信息分子，可與靶細胞膜上的相應受體的結(jié)合實現(xiàn)細胞間的信息傳遞，D正確。19．（2013·江蘇·高考真題）關(guān)于細胞的分化、衰老、凋亡與癌變，下面選項中表述正確的是（）A．細胞的高度分化改變了物種的遺傳信息B．細胞的衰老和凋亡是生物體異常的生命活動C．原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異累積可導致癌癥，因此癌癥可遺傳D．良好心態(tài)有利于神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)發(fā)揮正常的調(diào)節(jié)功能，從而延緩衰老【答案】D【詳解】A、細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，但沒有改變細胞中的遺傳信息，A錯誤；B、細胞的衰老和凋亡是生物體正常的生命活動，B錯誤；C、原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異積累可導致癌癥，但癌癥一般不會在親子代之間遺傳，C錯誤；D、良好的心態(tài)有利于神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)發(fā)揮正常的調(diào)節(jié)功能，從而延緩衰老，D正確。二、解答題20．人體細胞有時會處于低氧環(huán)境。適度低氧下細胞可正常存活，嚴重低氧可導致細胞死亡。以PC12細胞系為材料，研究了低氧影響細胞存活的機制。(1)在人體細胞呼吸過程中，O2參與反應的場所是______________。當細胞中O2含量低時，線粒體通過電子傳遞鏈產(chǎn)生更多活性氧，活性氧積累過多會損傷大分子和細胞器。(2)分別用常氧（20%O2）、適度低氧（10%O2）和嚴重低氧（0.3%O2）處理PC12細胞，24h后檢測線粒體自噬水平，結(jié)果如圖1。用線粒體自噬抑制劑3-MA處理PC12細胞，檢測細胞活性氧含量，結(jié)果如圖2。①損傷的線粒體可通過線粒體自噬途徑，被細胞中的_____________________（結(jié)構(gòu)）降解。②圖1、圖2結(jié)果表明：適度低氧可____________________________。(3)研究表明，上調(diào)BINP3基因的表達可促進線粒體自噬。檢測不同氧氣濃度下BINP3基因表達情況，結(jié)果如圖。綜合上述信息，解釋適度低氧下細胞可正常存活、嚴重低氧導致細胞死亡的原因