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第3节 细胞的衰老和死亡
Section Three：The Cell Senescence and death
学习目标
01
03
阐明细胞衰老的特征和原因。(生命观念）
解释细胞凋亡和细胞坏死的区别。（科学探究）
理解细胞衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人健康。（科学探究、社会责任）
02
01
细胞的衰老
细胞衰老的特征
细胞衰老的原因
细胞衰老与个体衰老的关系
预防衰老的方法
一、细胞的衰老
问题探讨
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？
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。
1、细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，头发就会变白。
问题探讨
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？
2、老年人体内还会有幼嫩细胞，如造血干细胞一生都能增殖和产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后凋亡、脱落。
3、人体衰老与细胞衰老并不是一回事。 但从总体上看，个体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。
一.细胞的衰老
阅读教材，分析教材，
小组讨论，问题探究：
个体衰老--人体衰老会出现什么症状？
请注意观察老人的外部形态有哪些特征?
尝试从分子和细胞水平找出与相应衰老外貌特征的原因。
一.细胞的衰老
生长和衰老，出生和死亡，都是生物界的正常现象，生物个体也是如此，作为基本生命系统的细胞也是如此。
概念：细胞衰老的过程是细胞的__________________________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的__________________________发生变化。
生理状态和化学反应
形态、结构和功能
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______
④细胞内多种酶的__________，呼吸速率________，新陈代谢速率________。
⑤细胞内的______逐渐______，_______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
活性降低
减慢
减慢
色素
积累
妨碍
交流
传递
2.细胞衰老的特征
功能
结构
形态
功能
功能
一大、一小、一多、两低
一、细胞衰老的特征
一 细胞衰老的特征
衰老的细胞影响个体表现
{5DA37D80-6434-44D0-A028-1B22A696006F}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
与生活的联系
1．从细胞水平解释老年人心脏为什么没有年轻人的心脏收缩有力？
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；细胞内呼吸速率减慢。
2．老年人骨折后为什么比年轻人恢复慢的多？
与成骨细胞衰老有关，细胞代谢减慢，影响细胞生长。
一、细胞衰老的特征
细胞衰老的原因
自由基学说
⑴什么是自由基？
⑵自由基的特性：
⑶自由基的来源：
⑷自由基对细胞的危害
一 细胞的衰老
自由基学说：德纳姆?哈曼在1956年提出，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生自由基的有害作用造成的。
资料1
资料分析，小组讨论，问题探究
（1）自由基学说
异常活泼的带电分子或基团
①什么是自由基？
含有未配对的电子， 有高度的反应活泼性。
②自由基的特性？
原因
一、细胞的衰老
③自由基的产生？
A. 胞内的氧化反应产生
B. 辐射和有害物质的入侵刺激细
胞产生。
④自由基的危害？
2 端粒学说
2009年诺贝尔生理学或医学奖获奖者
细胞的衰老原因
三位科学家因为发现了端粒如何保护染色体以及端粒酶的作用而获得2009年诺贝尔生理学和医学奖。
细胞衰老的原因
2、端粒学说
端粒是染色体两端的“DNA-蛋白质复合体”，随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA序列截短，端粒内侧正常的基因DNA序列受到损伤，使细胞活性渐趋异常。
细胞核
1、自由基学说
自由基：
攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。
磷脂分子
DNA
蛋白质
自由基
基因突变
细胞衰老
（雪崩反应）
活性下降
异常活泼的带电分子或集团。
2、端粒学说
每条染色体两端的具有特殊序列的DNA—蛋白质复合体。
端粒DNA序列缩短
端粒内侧正常基因的DNA序列受损伤
细胞活动趋于异常
端粒：
自身氧化、辐射及有害物质、水的电离等。
细胞分裂
细胞衰老的原因
向内 延伸
年龄因素与细胞衰老的关系
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。
细胞核
细胞随着分裂次数的增多而衰老
思考·讨论
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。
正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新
细胞的衰老
如何延缓人体衰老？
合理的饮食结构
适宜的体育锻炼
乐观的生活态度
抗氧化剂如维生素C，维生素E
一、细胞的衰老
如何延缓人体衰老？
1.下列属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞的水分增多 B.细胞内色素逐渐减少
C.细胞代谢速率减慢 D.细胞内所有酶的活性上升
2.自由基学说是细胞衰老的学说之一，根据自由基学说判断，下列不属于自由基导致细胞衰老的原因的是( )
A.自由基攻击磷脂分子，破坏了生物膜结构
B.自由基攻击DNA，可引起基因突变
C.自由基攻击端粒，造成端粒缩短
D.自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降
C
C
3.下列关于细胞衰老的说法，正确的是( )
A.衰老的细胞中黑色素含量增加，妨碍细胞内物质的交流和传递
B.衰老细胞内的酶活性均下降
C.衰老细胞体积变大，细胞核体积变小，物质运输效率低，代谢慢
D.自由基学说认为，辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质和磷脂，使细胞衰老
D
4.人体细胞中的端粒酶由RNA和蛋白质组成，能结合到端粒上，并以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述错误的是( )
A.端粒酶的合成过程需要三种RNA参与
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.端粒酶的作用具有专一性
D.端粒DNA随细胞分裂次数的增加而变短
B
5.个体衰老与细胞衰老都是生物界的普遍现象，下列相关叙述错误的是( )
A.细胞衰老贯穿个体整个生命历程，是正常的生命现象
B.多细胞生物个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程
C.细胞衰老导致各种酶的活性降低，物质运输功能降低
D.细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化
C
02
细胞的死亡
细胞凋亡
细胞坏死
细胞自噬
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
二.细胞的死亡
（1）概念：像这样,由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。
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。
二.细胞的死亡
1.细胞凋亡
细胞凋亡是细胞死亡的一种主要方式
（1）概念：
与凋亡相关的基因选择性表达的结果
（2）实质：
二.细胞的死亡
1.细胞凋亡
思考：凋亡细胞内基因表达都下降，酶活性都减弱吗？
不是。其中促进细胞凋亡的基因加强，相应的酶活性也增强。

细胞凋亡的类型
某些被病原体感染的细胞的清除。
03
成熟的生物体中细胞的自然更新。
02
个体发育中细胞的自动死亡。
01
细胞凋亡
细胞凋亡的意义：
（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
胎儿手的发育
细胞的死亡
Cell death
细胞坏死：在种种不利因素的影响下，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而引起的细胞损伤或死亡（被动性死亡）
极端的物理因素
极端的化学因素
病理性刺激—石棉
细胞的死亡——细胞坏死
{073A0DAA-6AF3-43AB-8588-CEC1D06C72B9}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
细胞凋亡和细胞坏死的区别
通俗地说，细胞自噬就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。
细胞自噬
细胞的自噬
分隔膜包绕
自噬体形成
与溶酶体融合
细胞自噬：
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
细胞自噬的意义？
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。
细胞自噬
（教材127页）
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
皮肤表皮细胞的寿命约10d，生发层的分裂能力强
思维训练
课堂小结
1.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，正确的是( )
A.两者都可引起细胞死亡
B.两者对多细胞生物体都有积极的生物学意义
C.两者都受自身基因调控
D.蝌蚪尾巴消失、脑细胞因缺血而死亡均属于细胞凋亡
A
2.下列关于蝌蚪发育成青蛙的叙述，正确的是( )
A. 蝌蚪发育成青蛙的过程体现了细胞全能性
B. 尾和鳃在一定时期消失，是通过细胞凋亡实现的
C. 细胞分化是细胞生命活动的必然规律，而细胞衰老不是
D. 青蛙体细胞的表面积与体积之比明显大于蝌蚪体细胞的相应比值
B
3.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
B
4.下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述中,正确的是(?? )
A.细胞凋亡是因为环境因素的突然变化所导致的细胞死亡
B.个体发育过程中细胞的分裂、分化和凋亡对于生物体都是有积极意义的
C.存在于个体发育整个生命过程中,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
D.多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
B
5.下图示人体细胞的生命历程,图中①~⑤为细胞,a~d表示生理过程。据图分析,下列叙述正确的是(? ?)
A.②比①的相对表面积大,物质运输效率更高
B.④⑤的核遗传信息相同,细胞内蛋白质的种类也相同
C.b过程中一个细胞内染色体数目最多时是92条
D.d过程总是与机体的衰老同步进行
C
03
课后习题
√
×
√
×
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（ ）
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
C
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（ ）
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?,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。
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。
谢谢聆听!

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