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第3节 细胞的衰老和死亡
第6章 细胞的生命历程
课标要求 核心素养
描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。 1.生命观念：基于细胞衰老的物质及结构变化，理解细胞衰老的特征。
2．科学思维：基于细胞凋亡与坏死的特点，理解二者的区别。
生长和衰老，出生和死亡，都是生物界的正常现象，生物个体如此，作为基本生命系统的细胞也是如此。
从受精卵开始，细胞经过不断的分裂和分化，形成具有多种结构和功能的组织器官，并发育为完整的胚胎。最后，生长发育为成熟的个体。
老年人体内有没有幼嫩的细胞？
年轻人体内有没有衰老的细胞？
有，血细胞的更新
有，衰老的角质层细胞。
衰老细胞在形态、结构等方面分别具有哪些特征
可能会带来哪些后果 .
观察图6-8“细胞衰老特征”示意图，回答：
一、 细胞衰老的特征
一、 细胞衰老的特征
④细胞内多种酶的_____
______，呼吸速率____ ，新陈代谢速率_____
降低
①细胞膜______ 改变，使_____________降低
②细胞核的体积____，核膜_____，染色质____、染色_____
③细胞内的____减少，细胞____，体积____
⑤细胞内的____ 逐渐___ ，妨碍细胞内物质的____ 和_____
通透性
物质运输功能
增大
内折
收缩
加深
水分
萎缩
变小
减慢
色素
减慢
积累
交流
传递
活性
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。
归纳：一大一小，一多一少，两低两慢，一折一缩
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
满脸皱纹
头发变白
老年斑
吸收能力下降
细胞内水分减少，体积变小
细胞内酶（酪氨酸酶）活性降低
细胞内色素(脂褐素)的积累
细胞膜通透性功能改变
行动迟缓无力
细胞内呼吸速率减慢
细胞衰老的主要特征
个体衰老外貌特征的原因分析
细胞 核 的体积增大
一、 细胞衰老的特征
什么是自由基
自由基是怎样导致细胞衰老的
什么是端粒 端粒为什么会缩短
端粒酶的作用是什么
阅读教材P124“细胞衰老的原因”回答：
自由基：异常活泼的带电分子或基团
1.自由基学说
辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等
产生
攻击 破坏
生物分子
DNA——可能引起基因突变
磷脂分子——生物膜损伤
产生更多
蛋白质——活性下降——细胞衰老
如AB两个原子各提供一个电子通过共价键形成一个分子A∶B, 这两个电子是配对的。如果在化学反应中发生了均裂, A和B各带走一个电子,它们就是未成对电子。
A∶B → A· + ·B
A·和·B就称为自由基
具有自由基的是一类高度活化的分子。当这种分子与其他物质反应时，力图得到电子，而对细胞及组织产生十分有害的生物效应。
A∶B → A· + ·B
A·和·B就称为自由基
含未配对电子
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。
二、细胞衰老原因
端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤
2.端粒学说
每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截
端粒
机理
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
细胞活动渐趋异常
端粒
端粒学说能解释所有细胞的衰老吗？
二、细胞衰老原因
伊丽莎白
布莱克本
卡萝尔
格雷德
杰克
绍斯塔克
发现端粒和端粒酶保护染色体的机制
三名美国科学家获2009年诺贝尔生理学或医学奖
早衰症
衰老不可抗拒，但可延缓！
合理的饮食结构
健康的生活习惯
适宜的体育锻炼
乐观的生活态度
体内细胞的超氧化物歧化酶（SOD）可清除部分自由基，食物中维生素C、维生素E、等也可起到清除自由基的作用。
多细胞生物与单细胞生物细胞衰老带来的影响是否一致
老年人体内是否有幼嫩细胞 年轻人体内有没有衰老的细胞
细胞衰老对于多细胞生物的正常生命活动有什么意义
阅读教材P124“细胞衰老与个体衰老的关系”回答：
三、细胞衰老与个体衰老的关系
1.单细胞生物：
细胞的衰老或死亡=个体的衰老或死亡
2.多细胞生物：
个体衰老或死亡≠细胞衰老或死亡
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。
正常的细胞衰老利于机体更好地实现自我更新。
老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞；
年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤的角质层细胞等
单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果如下：
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
从实验1中你能得出什么结论？
①年龄越大的个体内的体细胞增殖代数越少，年龄越小的个体内的体细胞增殖代数越多，细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。
思考 讨论
年龄因素与细胞衰老的关系
②随年龄增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
实验1：
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。
分别在体外培养。
是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？
细胞核对细胞分裂的影响更大。
随着细胞分裂次数增多，细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，
细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。
——细胞不分裂
——细胞分裂旺盛
思考 讨论
年龄因素与细胞衰老的关系
实验2：
1.人体衰老与细胞衰老并不是一回事。
2.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。
3.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。
注意
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。
众多细胞的衰老会导致人体的衰老，会出现____________、
__________________等现象；
免疫力下降
适应环境能力减弱
例如：血液中红细胞的快速更新可保障机体所需氧气的供应
1.有利方面
2.不利方面
四、细胞衰老的意义
请思考：衰老细胞的命运
正常
血管平滑肌细胞
启动自噬
自噬失败
维持稳态
细胞死亡
细胞衰老
生长和衰老，出生和死亡，都是正常生命现象，细胞衰老后，会不会走向死亡 一般以什么方式死亡
什么是细胞凋亡 细胞凋亡的意义是什么？
细胞死亡包括凋亡( apoptosis)和坏死( necrosis )等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
细胞坏死的原因和特点。
阅读教材P124-125回答：
细胞自噬？
细胞凋亡
细胞坏死
人体胚胎时期，尾的消失
蝌蚪发育过程，尾的消失
胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的消失
①完成正常生长发育（有利于清除多余无用的细胞）
②维持内部环境的稳定
③抵御外界因素的干扰
某些被病原体感染的细胞的清除；
成熟的生物体中，细胞的自然更新。
1.细胞凋亡
(2)意义：
(1)概念：
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。
五、细胞的死亡
在不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
细胞坏死不是由基因决定的，是一种非正常的被动死亡，对机体有害
(1)概念：
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
(2)过程：
五、细胞的死亡
2.细胞坏死
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。
3.细胞自噬
(2)意义：
(1)概念：
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___________；
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__________________，以及感染的_____________，从而维持细胞________的稳定，
③有些激烈的细胞自噬，可能诱导__________。
物质和能量
受损或衰老的细胞器
微生物和毒素
内部环境
细胞凋亡
五、细胞的死亡
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
细胞凋亡和细胞坏死的区别
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
2023/11/20
思维训练
人体不同细胞的寿命和分裂能力不同（见下表）。请分析表中有关数据。
讨论:1.细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？比如寿命短的细胞是否一定能分裂？
2.细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
3.根据以上分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力。
细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。
有关系。
细胞种类 小肠上皮细胞 平滑肌细胞 （分布于内脏器官） 心肌细胞 神经细胞 白细胞
寿命 1～2d 很长 很长 很长 5～7d
能否分裂 能 能 不能 绝大多数不能 不能
皮肤表皮细胞的寿命约10d。生发层的分裂能力强。
膜透性改变
色素积累
核体积增大
水分减少
多种酶活性降低
细胞衰老
主要特征
凋亡
细胞衰老的原因
自由基学说
端粒学说
细胞衰老与个体衰老的关系
细胞死亡
坏死
自噬
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。
在不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
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
小结
一、概念检测
1.同生物体一样， 细胞也会衰老和死亡。细胞的衰老和死亡与个体的生命历程密切相关。判断下列相关表述是否正确。
(1)衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态。(×)
(2)端粒受损可能会导致细胞衰老。(√)
(3)细胞凋亡使细胞自主有序地死亡，对生物体是有利的。(√)
(4)细胞死亡是细胞凋亡的同义词。(×)
2.与个体的衰老一样，细胞衰老会表现出明显的特征。下列不是细胞衰老特征的是(C).
细A.细胞内水分减少 B.细胞代谢缓慢 C.细胞不能继续分化 D.细胞内色素积累较多二
拓展应用同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一- 样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗 请结合这一-实例说明细胞凋亡的生物学意义。
提示:细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的主要功能是吞噬病菌等,所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行,而且在维持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。
一、选择题
1.真核细胞的增殖主要要是通过有丝分裂来进行的。下列关于有丝分裂的重要性的说法，不正确的是(C)
A.产生新细胞，使生物体生长 B.产生新细胞，替换死亡的细胞
C.是细胞增殖的唯一方式 D.维持细胞遗传的稳定性
2.在细胞有丝分裂过程中，DNA、染色体和染色单体三者数量比是2:12的时期是(A)
A.前期和中期 B.中期和后期 C.后期和末期 D.前期和末期
3.下列关于蛙的细胞中最容易表达出全能性的是(C)
A.神经细胞 B.肌肉细胞 C.受精卵细胞 D.口腔上皮细胞
4.哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，下列叙述不正确的是(D)
A.成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳
B.网织红细胞和成熟红细胞的分化程度各不相同
C.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同
D.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
5.衰老细胞在生理功能上会发生明显变化，下列有关衰老细胞特征的叙述，不正确的是(A)
A.新陈代谢速率加快 B.有些酶的活性降低
C.呼吸速率减慢 D.细胞膜的物质运输功能降低
二、非选择题
1. 科学家用含
3P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下。
(1) 细胞分裂具有周期性，请在数轴上画出一个细胞周期。(2)蚕豆根尖细胞分裂时，细胞周期的时间为_ 。分裂间期的时间为 。分裂期的时间为 。
1.(2)19.3 17.3 2
2.鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验:①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌;②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。依据实验回答下列问题。(1)如何判断鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是细胞凋亡，而不是细胞坏死造成的结果
(1)判断的依据是:鸡爪胚胎发育时期有蹼,长成鸡爪后蹼消失,所有鸡爪的形成都经历了这样的过程,可见受到了严格的由遗传机制决定的程序性控制,因此是细胞凋亡的结果另外,细胞坏死是指在种种不利因素影响下而导致的死亡。鸡爪的形成没有出现不利因素的影响,因此不可能是细胞坏死而引起的结果。
(2)上述实验说明细胞凋亡具有什么特点
细胞凋亡的特点是:严格的由遗传机制决定的程序性控制,是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(3)依据鸡爪和鸭掌的结构及功能特点，说明细胞凋亡对于个体发育的重要意义。
鸡爪和鸭掌在胚胎发育时期都有蹼,但鸡爪的蹼由于细胞凋亡而消失,使得鸡爪能够适应陆地生活,而鸭掌形成的蹼没有消失,这有利于它能够很好地适应水生生活。由此可见，细胞凋亡有利于生物体的生存。

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