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Cell aging and death
第六章 细胞的生命历程
6.3细胞的衰老和死亡
本节聚焦
细胞衰老的特征是什么？细胞衰老的原因有哪些？
个体衰老与细胞衰老有什么关系？
细胞凋亡的含义是什么？怎样理解细胞凋亡的生物学意义
细胞的衰老
Cell Senescence
细胞的衰老
Cell Senescence
Part One
“花有重开日，人无再少年”，人体的衰老是不可避免的。
衰老的人有哪些特征？
皱纹
白头发
老年斑
体力下降
精力不足
细胞衰老的特征
细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，其在形态、结构、功能上都发生明显的变化
细胞衰老
细胞衰老的特征
细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，其在形态、结构、功能上都发生明显的变化
细胞衰老
细胞核体积增大，核膜内折,染色质收缩，染色加深
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
皱纹
细胞衰老的特征
█ 细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
细胞衰老的特征
█ 细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
█ 细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
老年斑
细胞衰老的特征
█ 细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
█ 细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
█ 细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
吸收能力下降
细胞衰老的特征
█ 细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
█ 细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
█ 细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
█ 细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
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
白发
细胞衰老的特征
█ 细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
█ 细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
█ 细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
█ 细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
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
█ 细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，代谢速率减慢
细胞衰老的特征
“一大一小一多一少两低两慢”
自由基学说
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。
自由基：异常活泼的带电分子或基团
细胞衰老的原因
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。
自由基：异常活泼的带电分子或基团
细胞衰老的原因
自由基学说
攻 击
有害物质
大气污染
农药残留
食品添加剂
等
自由基
辐射
电磁辐射
电离辐射
紫外线
等
氧化反应
细胞呼吸
等
磷脂
DNA
蛋白质
损伤细胞膜
基因突变
活性下降
细胞衰老的原因
自由基学说
端粒学说
（1）端粒的概念：
每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
端粒
细胞衰老的原因
自由基学说
端粒学说
（2）端粒的特点：
每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截，随着分裂次数增加截短部分会逐渐向内延伸
端粒内侧
正常的DNA序列受损伤
细胞衰老的原因
自由基学说
端粒学说
（3）例证：
克隆多莉时
使用的是6岁的成年羊的体细胞核
1996年7月，克隆羊多莉出生，6年后，她得了一般老年时才会得的关节炎和肺病而死亡。
羊的平均寿命是12岁。
细胞衰老与个体衰老
Cell Senescence and individual senescence
细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡
单细胞生物
细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡
草履虫
衣藻
细菌
年轻人体内有没有衰老的细胞？
老年人体内有没有幼嫩的细胞？
细胞衰老与个体衰老有什么关系？
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。
细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
多细胞生物
年龄因素对细胞衰老的影响
【资料分析】
科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素，进行了如下实验。
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。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
讨论1：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。
细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系
【资料分析】
科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素，进行了如下实验。
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。分别培养。
讨论2：是细胞核还是细胞质对细胞分裂影响大一些？
细胞核对细胞分裂影响大一些
融合来源 年轻人细胞质 ＋老年人细胞核 老年人细胞质
＋年轻人细胞核
增殖情况 细胞不分裂 分裂旺盛
年龄因素对细胞衰老的影响
细胞衰老与
个体衰老的关系
细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡
个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程
细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
随年龄增长，细胞分裂能力下降，细胞衰老
如果细胞永生不死，不断分裂会出现什么结果？
可以连续传代;
细胞株不会衰老致死，并可以无限分裂下去;
此细胞系跟其它癌细胞相比，增殖异常迅速;
感染性极强。
海拉细胞：1951年由科学家从人子宫颈癌组织分离出来的株细胞。HeLa是原患者假名海伦·莱恩的缩写。
细胞衰老的意义
有利方面
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。
不利方面
众多细胞的衰老会导致人体的衰老
出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象。
结合具体实例，探讨细胞衰老与人体健康的关系。
如何延缓衰老
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
怎样才能真正做到关爱老年人呢？
2015年，我国65岁及以上人口占总人口的10.47%，已正式进入老龄化社会。2022年，我国65岁及以上人口占总人口的14.9%，进入人口负增长期。
练习与应用
一、概念检测
(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（ ）
×
√
练习与应用
一、概念检测
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
练习与应用
3.珍珠是贝类软体动物体内产生的一种有机物，它既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它在抑制细胞脂褐素的增加上有重要作用，这表明珍珠在保健上可用于（ ）
a.促进细胞凋亡
b.促进细胞分裂
c.延缓细胞衰老
d.诱导细胞分化
C
细胞的死亡
Cell death
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。
是一种程序性死亡
与凋亡相关的基因选择性表达的结果。
细胞凋亡
细胞死亡的主要方式
（生理性）
细胞凋亡
细胞死亡的主要方式
（生理性）
发育性凋亡
更新性凋亡
清除性凋亡
完成正常生长发育
维持内部环境的稳定
抵御外界因素的干扰
胎儿手掌发育
青蛙的发育
某些被病原体感染的细胞的清除
清除受损、突变、衰老的细胞
指在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。
细胞坏死
（病理性）
坏死细胞的膜通透性增高，致使细胞肿胀，细胞器变形或肿大，最后细胞破裂。
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
与基因无关
病理性
有害
不利因素影响
受凋亡基因控制
生理性
有利
基因控制
主动的
被动的
细胞凋亡与细胞坏死的区别
“寿终正寝”
“死于非命”
细胞自噬
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。
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要的物质和能量。
营养匮乏时进行自救
维持细胞内部环境的稳定
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
有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡
练习与应用
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。
(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（ ）
√
×
练习与应用
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。
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 ,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。

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