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第3节
细胞的衰老和死亡
SW生老师
人到了一定的年龄就会出现白头发，并且伴随着年龄的增长，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的黑色素的功能下降。
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？
1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？
问题探讨
讨论
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。
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。
一、细胞的衰老
概念
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。
衰老细胞核
正常细胞核
衰老细胞
正常细胞
细胞衰老的特征
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
1
1
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。
2
细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。
3
细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
4
细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
5
酪氨酸酶
（并非所有酶）
老年斑
（哺乳动物成熟的红细胞没有该特征）
巧记细胞衰老的特征
衰老症状 原因分析
皮肤干燥、发皱
头发变白
老人斑
无力
吸收能力下降
细胞水分减少，体积减小
细胞内的酪氨酸酶活性降低
细胞内色素的累积
细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低
细胞内呼吸速率减慢
通过以上分析说明衰老的结构行使正常功能的能力降低。
从分子水平上看，有利的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。
衰老的症状及形成原因
（1）自由基学说
自由基的概念：异常活泼的带电分子或基团。
自由基的特点：含有未配对的电子，表现出高度的反应活泼性。
原因
自由基的来源：
①细胞中各种氧化反应中产生；
②辐射及有害物质的入侵刺激细胞产生。
①攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，引发雪崩式的反应；
②攻击DNA引起基因突变；
③攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
自由基的功能：
（2）端粒学说
端粒是指每条染色体的两端都有的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体。
端粒的概念：
在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，使细胞活动趋于异常。
端粒的特点：每次细胞分裂后会缩短一截。
结果
正常生物细胞内的端粒酶基因活性会逐渐衰退。随着细胞的衰老，端粒逐渐变短。这是生物无法达到永生的自然原因。
端粒酶的主要工作是维持端粒中的DNA，即人类染色体末端的结构。当端粒酶不活跃时，每次细胞分裂时，端粒缩短，当发生这种情况时，端粒最终变得很短，以至于细胞停止分裂或死亡。
具有异常活性端粒酶的细胞可以不断重建其端粒并且不会死亡。随着时间的推移，这是有害的，因为DNA的错误积累和对细胞的损害。端粒酶在癌细胞中特别活跃，使癌细胞得以生长和扩散，也是癌细胞可以无限增殖的原因。
拓展
二、细胞衰老与个体衰老的关系
单细胞生物
细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
多细胞生物
（1）多细胞生物体内的细胞总是在不断的更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
（2）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。
衰老
死亡
增殖
分化
细胞的死亡
细胞凋亡
细胞坏死
遗传物质控制的自动死亡
外界因素引起被动死亡
细胞凋亡概念
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。
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
细胞凋亡的几种类型
（3）被病原体感染的细胞的清除。
（2）成熟个体中细胞的自然更新；
（1）个体发育过程中细胞的编程性死亡；
（1）保证多细胞生物体完成正常的发育；
意义
（3）抵御外界各种因素的干扰。
（2）维持内部环境的稳定；
细胞坏死
在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
注：被病原体侵染的宿主细胞的清除属于细胞凋亡；
但如果被病原体侵染的细胞直接裂解死亡，则属于细胞坏死。
（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
细胞自噬
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，这就是细胞自噬。
细胞自噬的作用
有些激烈的自噬，可能诱导细胞凋亡。
项目 细胞的凋亡 细胞的坏死
与基因的关系 受基因控制的 不受基因控制
细胞膜的变化 内陷 破裂
形态变化 细胞变圆，与周围细胞脱离 细胞外型不规则变化
影响因素 温和的刺激或药物引起 电、热、冷、机械伤害性刺激
对机体的影响 对机体是有利 对机体是有害
细胞的凋亡和坏死的比较
课堂总结
课堂练习
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( )
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
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。
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。

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