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第六章 细胞的生命历程
第3节
细胞的衰老和死亡
生命观念：细胞也具有衰老和死亡的过程。
科学思维：辨析个体衰老和细胞衰老的关系，理解细胞凋亡的概念。
科学探究：分析细胞衰老和死亡的原理及其意义。
社会责任：珍爱生命，知道健康生活的方法。
核心素养目标
？
问题探讨
人到了一定的年龄就会出现白头发，并且随着年龄的增长，白头发往往会越来越多，白头发生成的直接原因是毛囊细胞合成黑色素的功能下降。讨论：
1、老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？
2、老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人的体内有没有衰老的细胞？
3、细胞衰老与个体衰老有什么关系？
由于毛囊中的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老年人的头发会变白。
老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖分化产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤的角质层细胞，最后细胞凋亡脱落。
人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。但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
“花有重开日，人无再少年”，人体的衰老是不可避免的。人体衰老有哪些特征？
衰老症状 原因分析
皮肤干燥、皱纹、变矮
头发变白
老年斑
吸收能力下降
行动迟缓无力、怕冷
细胞水分减少，体积减小
细胞内的酶（酪氨酸酶）活性降低
细胞内色素（脂褐素）的累积
细胞膜通透性功能改变
细胞呼吸速度减慢
一、细胞衰老的特征
细胞衰老的过程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。
①细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
②细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深
③细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
④细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢
⑤细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
巧记：一大、一小、一多、一少、两低、两慢
一、细胞衰老的特征
一大
细胞核的体积增大，染色质收缩，染色加深。
一小
细胞体积变小。
一多
细胞内的色素逐渐积累增多。
两低
细胞膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低。
一少
两慢
细胞内的水分减少。
细胞内的呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。
一、细胞衰老的特征
1.自由基学说：
（1）自由基的概念：异常活泼的带电分子或基团。
二、细胞衰老的原因
（2）自由基的产生
细胞中的氧化反应
辐射
有害物质入侵
自由基
二、细胞衰老的原因
自由基
磷脂
DNA
蛋白质
生物膜损伤
基因突变
活性下降
攻击和破坏
细胞衰老
二、细胞衰老的原因
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。
抗氧化剂如维生素C，维生素E
2.端粒学说：
（1）端粒的概念：
每条染色体的两端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
（2）端粒的特点：每次细胞分裂，端粒DNA会缩短一截。
随细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。端粒DNA序列截短后，使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。细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
二、细胞衰老的原因
延缓衰老的方法
1.体育运动和心情
适宜的体育锻炼，乐观的生活态度；
2. 温度环境
有人估算，如果人的体温能降低2~3度，寿命可延长25~40年；这不能仅归因于代谢减慢，可能还跟改善后半生免疫功能恶化有关；
3.适当补充含抗氧化剂的药物
如维生素E(可抵消细胞内引起衰老的自由基的积聚)、辅酶Q(与呼吸有关，起抗氧化作用）、SOD（Superoxide dismutase 超氧化物歧化酶，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。）
二、细胞衰老的原因
4.延缓脑衰老
脑越用越发达、越能延缓衰老进程，多用脑、多方面用脑很有效。
细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
多细胞生物
单细胞生物
细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡
个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
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。
四、细胞衰老与个体衰老的关系
实验1 在相同的条件下，分别单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果如下表所示。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
讨论：从实验1中你能得出什么结论？
年龄越大的个体的体细胞可增殖代数越少，年龄越小的个体的体细胞可增殖代数越多，细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。
实验2 :将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合；将老年人的体细胞去核后与年轻人的细胞核融合。分别在体外培养。结果是前者不分裂， 后者分裂旺盛。
讨论：是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？为什么？
细胞核对细胞分裂的影响大一些。
老年人的核
青年人的质
不分裂
青年人的核
老年人的质
分裂
细胞核是遗传信息库，是遗传和代谢的控制中心
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。
五、细胞的死亡
1.细胞凋亡
定义：
实例和意义：
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，是细胞内遗传机制程序性调控的结果，又叫细胞程序性死亡。
（1）清除多余无用的细胞，完成正常发育（个体发育中细胞的自动死亡）
（2）细胞的自然更新，维持内部稳定
（3）清除病原体感染的细胞，抵御外界各种因素的干扰
五、细胞的死亡
指细胞受到强烈理化或生物因素作用引起的细胞无序变化的非正常死亡过程，是细胞的一种病理性死亡。
2.细胞坏死
（1）概念
（2）过程
正常细胞
细胞损伤或死亡
正常代谢活动
种种不利因素
进行
受损
中断
如：骨细胞坏死，神经细胞坏死等。
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
特点
死亡原因
死亡过程
对机体的影响
受凋亡基因控制的
与基因无关
生理性
病理性
对机体是有利，
不发生炎症
对机体是有害，
发生炎症
不利因素影响
基因控制
主动的
被动的
五、细胞凋亡和细胞坏死的区别
“寿终正寝”
“死于非命”
通俗地说，是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。
（1）定义：
克里斯汀·德·迪夫
3、细胞的自噬
③一般情况，细胞自噬不会导致细胞死亡，但有些激烈的细胞自噬可能会诱导细胞凋亡。
①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；
②在细胞受到损伤，微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。
（2）作用：
四、细胞的死亡
溶酶体
肌肉细胞的维持
关爱细胞 健康生活
使营养缺乏的细胞获得维持生存所需的物质和能量；
清除受损或衰老的细胞器，及感染的微生物和毒素，维持细胞内部环境的稳定。
（3）意义：
四、细胞的死亡
随着年龄的增长，细胞自噬作用减弱，骨骼肌肌肉退化。
衰老和死亡
膜透性改变
死亡
色素积累
衰老的特征
自由基学说
核体积增大
形态、结构和功能改变
衰老的原因
端粒学说
水分减少
多种酶活性降低
凋亡
坏死
自噬

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