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第19讲 细胞的衰老和死亡
考点一 细胞的衰老
1．概念：细胞衰老是细胞的 生理状态 和 化学反应 发生复杂变化的过程，最终表现为细
胞的 形态、结构和功能 发生变化。
2.细胞衰老的特征（形象记忆为：一大一小、一多一少、两低、三慢）
（1）一大： 细胞核 增大
（2）一小： 细胞体积 减小
（3）一多： 色素积累 增多
（4）一少：细胞内 水分 减少
（5）两低： 酶 的活性降低， 物质运输 速率降低
（6）三慢： 呼吸 速率减慢， 代谢 速率减慢， 新陈代谢速率 减慢
3.细胞衰老的原因
自由基学说 端粒学说
每条染色体的两端都有一段特殊序列
通常把异常活泼的 带电分子 或基团称
概念 的 DNA —蛋白质复合体 ，称为端
为自由基。
粒。
①攻击生物膜的组成成分 磷脂分子 ，
端粒 DNA序列在每次细胞分裂后会
引发雪崩式的反应，对 生物膜 损伤比
特点及自 缩短 一截。在端粒 DNA 序列被
较大。
由基的危 “截”短后，端粒内侧正常基因的
②攻击DNA，可能引起 基因突变 。
害 DNA序列就会受到 损伤 ，结果使细
③攻击蛋白质，使蛋白质活性 下降 ，
胞活动渐趋异常。
导致细胞衰老。
4.细胞衰老和个体衰老的关系
（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡 就是 个体的衰老或死亡。
（2）多细胞生物：从总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞 普遍衰老 的过程。
5.细胞衰老的意义
细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现 自我
更新 。
考点二 细胞的死亡
1.细胞死亡的类型：
细胞死亡包括 凋亡 和 坏死 等方式，其中 凋亡 是细胞死亡的一种主
要方式。
2.细胞凋亡
（1）概念：由 基因 所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由
遗传机制 决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。（2）类型
①个体发育中细胞的 程序性死亡 。
②成熟个体中细胞的 自然更新 。
③被病原体感染细胞的 清 除 。
（3）意义：对于多细胞生物体完成正常的 生长发育 ，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。
3．细胞坏死：
（1）概念及特点：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 。
4. 细胞死亡二者区别：
（1）细胞凋亡： 受 基因控制，是细胞 主动 发生的，对生物体 有利 。
（2）细胞坏死： 不受 基因控制，是细胞 被动 发生的，对生物体 有害 。
【典型真题训练】
一、单选题
1．（2022·山东·高考真题）某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架
和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该
种干细胞的衰老。下列说法错误的是（ ）
A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态
B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老
C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解
D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用
【答案】C
【详解】
A、由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知APOE可改变细胞核的形态，A正确；
B、蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老，B
正确；
C、自噬是在溶酶体（如动物）或液泡（如植物、酵母菌）中进行，不在细胞核内，C错误；
D、异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸，可被再利用，D正确。
2．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是（ ）
A．细胞凋亡是受基因调控的 B．细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中
C．人体各组织细胞的衰老总是同步的 D．细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
【答案】A
【详解】
A、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，A正确；
B、细胞凋亡贯穿于整个生命历程，B错误；
C、人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老，C错误；
D、细胞衰老时呼吸速率减慢，新陈代谢减慢，D错误。3．（2021·江苏·高考真题）下列关于人体细胞生命历程的叙述正确的是（ ）
A．组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程
B．造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变
D．凋亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫
【答案】A
【详解】
A、人体内组织细胞的更新包括组织细胞的产生和凋亡，新组织细胞的形成需要经过细胞
分裂、分化，A正确；
B、造血干细胞是已分化的细胞，但仍能继续分化形成血细胞和淋巴细胞等，B错误；
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不变，C错误；
D、凋亡细胞被吞噬细胞清除属于非特异性免疫，D错误。
4．（2021·北京·高考真题）为研究毒品海洛因的危害，将受孕7天的大鼠按下表随机分组
进行实验，结果如下。
连续9天给予海洛因
处理
对照组
检测项目
低剂量组 中剂量组 高剂量组
活胚胎数/胚胎总数（%） 100 76 65 55
脑畸形胚胎数/活胚胎数（%） 0 33 55 79
脑中促凋亡蛋白Bax含量（ug·L-l） 6．7 7．5 10．0 12．5
以下分析不合理的是（ ）A．低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育
B．海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡
C．对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡
D．结果提示孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险
【答案】C
【详解】
A、据表分析，低剂量组的脑畸形胚胎数/活胚胎数（%）为33%，与对照相比（0）明显升
高，故低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育，A正确；
B、BaX为脑中促凋亡蛋白，分析表格数据可知，与对照相比，海洛因处理组的Bax含量升
高，故海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡，B正确；
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡，是一种正常的生理现象，且据表可知，对照
组的Bax含量为6.7，故对照组胚胎的发育过程中也会出现细胞凋亡，C错误；
D、据表格数据可知，海洛因处理组的活胚胎数降低，脑畸形胚胎数和脑细胞凋亡率均升
高，故推测孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险，D正确。5．（2021·广东·高考真题）研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞
发生凋亡。下列叙述正确的是（ ）
A．上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复
B．上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡
C．上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制
D．PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究
【答案】D
【详解】
A、被病毒感染的细胞凋亡后，丧失其功能且不可恢复，A错误；
B、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是程序性死亡，B错误；
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，受基因控制，C错误；
D、由题意可知，激活蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡，故PKR激活剂可
作为潜在的抗病毒药物加以研究，D正确。
6．（2021·浙江·高考真题）秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育
成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是（ ）
A．细胞凋亡 B．细胞衰老 C．细胞癌变 D．细胞分裂
【答案】A
【详解】
A、细胞凋亡是正常的生命现象，秀丽新小杆线虫个体发育过程中有细胞凋亡发生。秀丽
新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个，体细
胞减少是细胞凋亡导致的，A正确；
B、细胞衰老会导致细胞大小和形态改变，但细胞数目不会减少，衰老细胞的清除是通过细
胞凋亡实现的，B错误；
C、癌变的细胞会导致细胞具有无限增殖的能力，导致细胞数目增多而非减少，C错误；
D、细胞分裂会导致细胞数目增多而非减少，D错误。
7．（2020·海南·高考真题）下列关于细胞生命历程的叙述，正确的是（ ）
A．细胞分裂和分化均可增加细胞数量
B．细胞分化只发生在胚胎时期
C．细胞衰老时，细胞膜的选择透过性功能提高
D．细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成，又有蛋白质的水解
【答案】D
【详解】
A、细胞分裂可增加细胞数量，细胞分化可增加细胞种类但不增加细胞数目，A错误；
B、细胞分化发生在个体发育的各个时期，是生物个体发育的基础，B错误；
C、细胞衰老时，细胞膜的通透性改变，使物质运输的功能下降，C错误；
D、细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成，又有蛋白质的水解，如清除被病原体感染的细胞时，需要合成凋亡相关的酶也需要水解被感染细胞中的各种蛋白质，D正确。
故选D。
8．（2019·天津·高考真题）植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植
物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细
胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。下列叙述正
确的是（ ）
A．蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开
B．钙离子通过自由扩散进入植物细胞
C．细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关
D．细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染
【答案】D
【详解】
蛋白水解酶能使蛋白质的肽键断开，生成氨基酸，A错误；
钙离子通过主动运输进入植物细胞，B错误；
细胞色素c位于线粒体内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，促进[H]和O 结合，生成水，C错
2
误；
植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病
原菌被消灭，避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D正确。
9．（2019·全国·高考真题）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
【答案】B
【详解】
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。
10．（2019·浙江·高考真题）人体细胞凋亡和衰老是细胞生命活动的必然规律。下列叙述
正确的是( )
A．细胞凋亡仅发生在衰老细胞中 B．细胞凋亡由机械损伤引发
C．衰老细胞中所有酶的活性降低 D．衰老细胞的需氧呼吸变慢【答案】D
【详解】
细胞凋亡可发生在生长、分化和衰老细胞中，A错误；
由机械损伤引起的细胞死亡属于细胞坏死，B错误；
衰老细胞中许多种酶的活性降低，但也有部分酶的活性增强， C错误；
衰老细胞中与呼吸作用相关的酶活性降低，需氧呼吸变慢，D正确。
11．（2017·江苏·高考真题）下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述，错误的
是（ ）
A．细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱
B．衰老细胞中各种酶的活性显著降低
C．细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定
D．癌细胞无接触抑制特征
【答案】B
【详解】
细胞分化程度越高，分裂能力越弱，A正确；
衰老的细胞中大多数酶的活性普遍降低，B错误；
细胞凋亡能够维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰，C正确；
癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少，培养时无接触抑制特征，D正确。
12．（2017·全国·高考真题）下列与细胞相关的叙述，错误的是（ ）
A．动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递
B．叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中
C．癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞
D．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
【答案】C
【详解】
动物激素属于信息分子，由内分泌细胞产生，经血液循环运输到靶细胞而发挥作用，A正
确；
植物叶肉细胞的光合作用的暗反应场所是叶绿体基质，B正确；
癌细胞需要从它生存的环境中获取自身增殖所需要的营养物质，属于异养型，C错误；细
胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主有序的结束生命的过程，D正确。
13．（2017·浙江·高考真题）下列关于人体衰老细胞的叙述，正确的是（ ）
A．多种酶的活性降低 B．线粒体数量增加
C．细胞呼吸明显加快 D．细胞核体积变小
【答案】A
【详解】
细胞衰老会导致代谢减弱，酶的活性降低，线粒体数目减少，但是线粒体和细胞核的体积会增大。
14．（2016·四川·高考真题）研究发现，直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜
黄素治疗，会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发癌细胞凋亡；而肿瘤干细胞内膜
上具有高水平的ABCG 蛋白，能有效排出姜黄素，从而逃避凋亡，并增殖分化形成癌细胞。
2
下列说法不正确的是( )
A．肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同
B．肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗ATP
C．编码BAX蛋白和ABCG 蛋白的基因都属于原癌基因
2
D．用ABCG 抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡
2
【答案】C
【详解】
A、肿瘤干细胞和癌细胞是两种不同的细胞，二者细胞中基因的执行情况不同，A正确；
B、肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都耗能，需要消耗ATP，B正确；
C、BAX蛋白属于凋亡蛋白，编码其的基因不属于原癌基因，C错误；
D、ABCG 蛋白能有效排出姜黄素，逃避凋亡，故利用ABCG 抑制剂与姜黄素联合治疗，可
2 2
促进肿瘤干细胞凋亡，D正确。
15．（2016·海南·高考真题）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
【答案】D
【详解】
人的正常体细胞的分裂次数是有限的，癌细胞能无限增殖，A正确；
按照自由基说，自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老，B正确；
细胞中的溶酶体是细胞内的消化车间，衰老的线粒体可被溶酶体分解清除，C正确；
衰老细胞内的水分减少，代谢速率减慢，D错误。
16．（2016·江苏·高考真题）下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是(
)
A．线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞衰老死亡的结果
B．恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性，所以不易被化疗药物杀死
C．人的造血干细胞是全能干细胞，可以分化为多种细胞
D．体外培养时，儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞
【答案】D
【详解】
A、线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞衰老、凋亡的结果，A错误；B、恶性肿瘤细胞容易转移、能无限增殖，且适应不良环境的能力强，所以不易被化疗药物
杀死，B错误；
C、人的造血干细胞不是全能干细胞而是多能干细胞，可以分化为多种细胞，C错误；
D、儿童成纤维细胞分化程度低，成人的成纤维细胞分化程度高，体外培养时前者传代次
数多，D正确。
17．（2015·海南·高考真题）关于细胞凋亡的叙述，错误的是（ ）
A．细胞凋亡受细胞自身基因的调控 B．细胞凋亡也称为细胞编程性死亡
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
【答案】C
【详解】
细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡，细胞凋亡
有利于生物个体完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。细胞凋
亡出现在个体发育各个过程中。
18.（2014·全国·高考真题）关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是（ ）
A．脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质
B．当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变
C．甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜
D．细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递
【答案】C
【详解】
细胞膜的主要由脂质和蛋白质组成，A正确；
衰老细胞的细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，B正确；
甘油以自由扩散的方式通过细胞膜进入细胞，C错误；
激素是信息分子，可与靶细胞膜上的相应受体的结合实现细胞间的信息传递，D正确。
19．（2013·江苏·高考真题）关于细胞的分化、衰老、凋亡与癌变，下面选项中表述正确
的是（ ）
A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息
B．细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动
C．原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传
D．良好心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能，从而延缓衰老
【答案】D
【详解】
A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，但没有改变细胞中的遗传信息，A错误；
B、细胞的衰老和凋亡是生物体正常的生命活动，B错误；
C、原癌基因或抑癌基因发生多次变异积累可导致癌症，但癌症一般不会在亲子代之间遗传，
C错误；D、良好的心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能，从而延缓衰老，D正确。
二、解答题
20．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死
亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
(1)在人体细胞呼吸过程中，O 参与反应的场所是______________。当细胞中O 含量低时，
2 2
线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。
(2)分别用常氧（20%O ）、适度低氧（10%O ）和严重低氧（0.3%O ）处理PC12细胞，24h
2 2 2
后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细
胞活性氧含量，结果如图2。
①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的_____________________（结构）降解。
②图1、图2结果表明：适度低氧可____________________________。
(3)研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因
表达情况，结果如图。
综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因：
_____________________。
【答案】
(1)线粒体内膜
(2) 溶酶体 激活线粒体自噬来清除活性氧
(3)适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达（转
录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重
低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在
细胞中积累，最终导致细胞死亡。
【解析】
自噬是细胞降解细胞器和入侵病原体的方式，线粒体自噬是一种特殊的自噬。在线粒体自
噬过程中，受损多余的线粒体被“标记”，并被一种称为吞噬泡的新型结构所包围，吞噬
泡伸长形成一个被称为自噬体的双囊泡。自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体，释放出组
强效的溶酶体水解酶降解被包裹的线粒体。
(1)在人体细胞呼吸过程中，O 参与反应是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜。
2
(2)①由分析知，损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解。
②图1中适度低氧（10%O ）情况下线粒体自噬水平相对值升高，严重低氧（0.3%O ）情况
2 2
下线粒体自噬水平相对值下降，图2用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细胞
活性氧含量结果，适度低氧（10%O ）情况下实验组与对照组相差最多，说明适度低氧可
2
以激活线粒体自噬来清除活性氧。
(3)由图可知，适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以
清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因
的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快
下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，
活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
