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6.3 细胞的衰老和凋亡
一、学习目标：
1.探讨个体衰老与细胞衰老的关系，描述细胞衰老的特征和原因。
2.探讨细胞死亡的方式，描述细胞凋亡的概念及和细胞坏死的区别。
二、学习重难点：
重点：细胞衰老的特征，细胞凋亡的概念。
难点：细胞衰老与个体衰老的关系，细胞凋亡的概念。
三、探究新知：
目标一：探讨个体衰老与细胞衰老的关系，描述细胞衰老的特征和原因
问题探讨：
（一）个体衰老与细胞衰老的关系（自主阅读P121第一部分）
1.老年人体内是否有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
2.如何描述个体衰老与细胞衰老的关系？
(
归纳总结
单细胞生物：
个体衰老
细胞衰老
多细胞生物：
个体衰老
细胞衰老，个体的衰老是个体内细胞
衰老的过程
)
资料一：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、中年人和老年人的成纤维细胞，增殖代数分别为50,20,2-4次。
3.你能从实验一中得出什么结论？
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。
4.是细胞核还是细胞质对细胞的分裂的影响大一点？
5.细胞衰老对于多细胞生物的正常生命活动有什么意义？
（二）细胞衰老的特征
6.衰老细胞有那些特征呢
7.如何从分子和细胞水平解释机体衰老的一些特征？(先填空，再连线)
(
a.
细胞内水分
，
使细胞萎缩，体积变
，细胞新陈代谢速率
；
b.
细胞内多种酶活性
，如
氨酸酶；
c.
细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐
，它们会妨碍细胞内
，影响正常生理功能；
d.
细胞内呼吸速率，
细胞核
的体积
，核膜内折，染色质
。
e.
细胞膜通透性
，使物质运输功能
。
)
白发
皱纹
老年斑
行动迟缓
消化变慢
.......
（三）细胞衰老的原因
假说一：自由基学说
8.什么是自由基？自由基是怎么导致细胞衰老的？
假说二：端粒学说
资料二：2009年诺贝尔生理学授予美国的伊丽莎白·布莱克本、罗尔-格雷德、杰克·绍斯塔克，他们解决了生物学的一个重大问题：即在细胞分裂时染色体如何进行完整复制，如何免于退化。其中奥秘全部蕴藏在端粒和端粒酶上。端粒酶是染色体的自然脱落物，能引发衰老和癌症。端粒也被科学家称作“生命时钟”。在新细胞中，细胞每分裂一次，端粒就缩短一次。当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂而死亡。
9.什么是端粒？端粒为什么会缩短？端粒酶的作用是什么？
10.如何延缓衰老？
与社会的联系
随着人均寿命的延长，我国老年人口逐渐增多。2015年已正式步入了老龄化社会，人口的老龄化可能会给家庭、社会和国家带来哪些问题？如何解决这些问题？我们在日常生活中如何行动，才能真正做到关爱老人？
目标二：细胞凋亡与细胞坏死
11.细胞衰老后，会不会走向死亡？细胞死亡的方式有哪些？
资料三：科学家在显微镜下观察到图1所示的两种细胞死亡的途径，1→2→3→4为甲途径，
1→5→6为乙途径。
思考1：两种细胞死亡的途径中，细胞膜的变化是否相同？
思考2：两种细胞死亡的途径，那一种更为有序？
思考3：那种死亡途径对周围细胞影响较小？
思考4：你觉得机体内，细胞的正常死亡应该是那种途径？
13.什么是细胞凋亡？
(
归纳总结
细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞凋亡中细胞膜保持
，细胞坏死中细胞膜
，内容物溢出，引起炎症反应。
细胞凋亡中形成了
，
最终被
邻近吞噬细胞吞噬消化，细胞坏死中
形成凋亡小体。
3.
凋亡通常是
性变化，而细胞坏死是
性变化。
)
14.完成这些实例与意义的连线。
实例1：蝌蚪有尾巴，而发育成青蛙后，尾巴消失；人的胚胎发育时期，要经历有尾阶段，鸡的胚胎发育过程中指尖存在璞状物，但破壳而出的小鸡没有璞状物。
实例2：在脊椎动物的胚胎发育过程中产生了过量的神经细胞。这些神经细胞竞争肌肉细胞产生的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经细胞才能生存，其他的都发生凋亡。机体通过这种方式来调节神经细胞的数量，建立正确的神经网络联系。神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。如果用基因敲除术将小鼠有关基因敲除后，神经元不发生凋亡，小鼠大脑发育异常，胎死腹中。
实例3：用某种药物处理大鼠。其肝细胞受到刺激开始分裂，导致肝体积增大。当药物作用停止后，发生凋亡的肝细胞数量会明显增加，使得一周之内大鼠的肝就恢复到原来的大小。健康成人的骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡。
实例4：机体内的正常细胞被病毒感染后。免疫系统中的一种T淋巴细胞能分泌一种细胞因子作为死亡信号，与被感染的细胞表面的受体结合启动被感染细胞内凋亡程序，致使被感染细胞发生凋亡。
实例1和2说明 ①细胞凋亡能维持正常组织中细胞数目的相对稳定
实例3说明 ②细胞凋亡保证生物体正常的正常发育和器官的形态建成
实例4说明 ③细胞凋亡是细胞的自我保护机制，维持内环境稳态
三、本节小结：（自主构建思维导图）
科学前言
细胞自噬
2016年诺贝尔生理学奖授予日本科学家大隅良典，获奖理由是“发现了细胞自噬机制。”细胞自噬是一种细胞存活的自我保护机制。当细胞面临代谢压力时，通过降解自身蛋白质分子或细胞器，为细胞生存提供原材料或ATP。此外，细胞自噬还具有自我清理功能，细胞自噬能降解错误折叠的蛋白质多聚体，还能够降解功能失常的整个线粒体、高尔基体等细胞器，甚至可以清除细胞内的病原体。自噬分为三种类型：巨自噬，微自噬和分子伴侣介导的自噬，巨自噬，这种自噬作用的典型特征是形成自噬体，并伴随着与溶酶体的结合；微自噬和CMA不涉及自噬体的形成，但都需要溶酶体的参与。胞自噬作为一种在真核生物中保守存在的细胞通路，与人类的疾病与健康息息相关。研究结果显示，细胞自噬出现异常时，可能会诱发多种疾病，如神经退行性疾病、肿瘤、II型糖尿病等。在肿瘤的研究中，细胞自噬被证明在肿瘤的迁移、浸润与肿瘤干细胞的分化中发挥着双面的作用，既参与抑制肿瘤的生长，又可能为肿瘤细胞提供营养。神经退行性疾病，如阿尔茨海默症、帕金森氏症等都与泛素标记蛋白质的异常累积有关，而细胞自噬又在清除细胞内累积的蛋白质的过程中发挥重要作用。
拓展视野
秀丽隐杆线虫与细胞凋亡的研究
2002年诺贝尔生理学奖授予了科学家布雷内、霍维茨和苏尔斯顿，以表彰他们发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。布雷内选择线虫为研究对象使得基因分析能够和细胞的分裂、分化，以及器官的发育联系起来。霍维茨发现了线虫中控制细胞死亡的关键基因并描绘出了这些基因的特征。他揭示了这些基因在细胞死亡过程中相互作用，并且证实了相应基因也存在于人体中。苏尔斯顿描述了线虫组织在发展过程中细胞分裂和分化的具体情况。他还确认了在细胞死亡过程中发挥控制作用的基因的最初变化情况。他们发现的这种由特定基因调控，通过特定程序诱导的细胞死亡，称为细胞凋亡。这3位获奖者的成果为其他科学家研究“程序性细胞死亡”提供了重要基础，后来科学家又在这一领域取得一系列新成绩。
答案：
目标一：探讨个体衰老与细胞衰老的关系，描述细胞衰老的特征和原因
老年人体内是否有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
有，有
如何描述个体衰老与细胞衰老的关系？
(
归纳总结
单细胞生物：
个体衰老
=
细胞衰老
多细胞生物：
个体衰老
≠
细胞衰老，个体的衰老是个体内细胞
普遍
衰老的过程
)
3.你能从实验一中得出什么结论？
细胞会随着分裂次数的增多而衰老
4.是细胞核还是细胞质对细胞的分裂的影响大一点？
细胞核
5.细胞衰老对于多细胞生物的正常生命活动有什么意义？
细胞衰老是人体内发生的正常的生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好的视线自我更新。但是机体中众多细胞及组织的衰老会引起人的衰老，继而引发免疫力下降、适应环境能力减弱。
6.衰老细胞有那些特征呢
细胞内水分 减少使细胞萎缩，体积变小；细胞内多种酶活性降低，细胞新陈代谢速率减慢；细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内 物质的交流和传递，影响正常生理功能；细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩。
7.如何从分子和细胞水平解释机体衰老的一些特征？(先填空，再连线)
(
a.
细胞内水分
减少
，
使细胞萎缩，体积变
小
，细胞新陈代谢速率
减慢
；
b.细胞内多种酶活性
降低
c.细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐
积累
，它们会妨碍细胞内
物质的交流和传递
，影响正常生理功能；
d.细胞内呼吸速率，
细胞核
的体积
增大
，核膜内折，染色质
收缩
。
e.细胞膜通透性
，使物质运输功能
。
)
白发
皱纹
老年斑
行动迟缓
消化变慢
.......
8.什么是自由基？自由基是怎么导致细胞衰老的？
通常把异常活泼的带电分子或集团称为自由基。自由基产生后，可攻击生物膜的组成成分磷脂分子，损伤生物膜；可攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质的活性下降，导致细胞衰老。
9.什么是端粒？端粒为什么会缩短？端粒酶的作用是什么？
每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体，称为端粒。端粒的DNA序列会再=在每次细胞分裂后缩短一截。端粒酶是一种逆转录酶，可促进端粒的延长。
10.如何延缓衰老？
（答案开放）
11.细胞衰老后，会不会走向死亡？细胞死亡的方式有哪些？
会，细胞凋亡、细胞坏死
思考1：两种细胞死亡的途径中，细胞膜的变化是否相同？
不同
思考2：两种细胞死亡的途径，那一种更为有序？
细胞凋亡
思考3：那种死亡途径对周围细胞影响较小？
细胞凋亡
思考4：你觉得机体内，细胞的正常死亡应该是那种途径？
细胞凋亡
13.什么是细胞凋亡？
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
(
归纳总结
细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞凋亡中细胞膜保持
完整
，细胞坏死中细胞膜
破裂
，内容物溢出，引起炎症反应。
细胞凋亡中形成了
凋亡小体
，
最终被邻近吞噬细胞吞噬消化，细胞坏死中
不
形成凋亡小体。
3.
凋亡通常是
生理
性变化，而细胞坏死是
病理
性变化。
)
14.完成这些实例与意义的连线。
实例1和2说明 ①细胞凋亡能维持正常组织中细胞数目的相对稳定
实例3说明 ②细胞凋亡保证生物体正常的正常发育和器官的形态建成
实例4说明 ③细胞凋亡是细胞的自我保护机制，维持内环境稳态

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