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第6章 细胞的生命历程
第3节 细胞的衰老和死亡
“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
出生、生长、衰老和死亡，是生物界的正常现象，生物个体如此，细胞也是如此。 生物体内的绝大多数细胞，都经过分裂、分化、衰老、死亡这几个阶段。
细胞衰老：
细胞的 和 发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的 、 、 和 发生变化。
生理状态
化学反应
形态
结构
功能
衰老细胞核
正常细胞核
衰老细胞
正常细胞
活动一 探讨细胞衰老与个体衰老
任务1：阅读教材P123，结合细胞衰老的特征分析个体衰老特征
个体衰老特征 原因分析
满脸皱纹
出现“老年斑”
浑身乏力、 行动迟缓
头发变白
吸收能力下降
皮肤细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小
皮肤细胞中色素积累
老年人细胞中与呼吸有关的酶活性降低，代谢缓慢
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
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
【继续思考】
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，如造血干细胞一生都能增殖和产生各种类型的血细胞；
也有，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后凋亡、脱落。
细胞衰老与个体衰老有什么关系？
单细胞生物
细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡
多细胞生物
体内细胞是不断更新的，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡
个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡
任务2：阅读教材P124页最后一段，说说细胞衰老与个体衰老的关系
细胞衰老原因又是什么？有什么方法能延缓衰老？
任务3：分析细胞衰老的原因
阅读教材P124页中间自由基学说相关内容，回答下列问题：
问题1：什么是自由基？自由基来源？自由基的作用机理？
细胞中的氧化反应
辐射
有害物质的入侵
异常活泼的带电分子或基团
含未配对电子
超氧化物岐化酶（SOD）、CAT和GSH-PX等可以清除自由基，延缓细胞的衰老，抗氧化、去色斑等作用。
物质：VE、VC、类胡萝卜素、茶多酚等
酶：超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等
任务3：分析细胞衰老的原因
阅读教材P124页中间端粒学说相关内容，回答下列问题：
问题2：端粒的本质是什么？端粒位置？端粒的特点？端粒的作用机理？
思考: 肿瘤细胞为什么能无限增殖呢？
端粒
端粒内侧正常的DNA序列受损伤
细胞衰老
细胞分裂
端粒DNA序列缩短
细胞中一种延长端粒的酶，可以延缓细胞的衰老。
端粒酶
端粒学说
端粒和端粒酶(telomerase)保护染色体的机理
Elizabeth Blackburn
Carol Greider
Jack Szostak
2009年度诺贝尔生理学或医学奖
实验1：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？
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。
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。
【思考讨论】年龄因素与细胞衰老的关系
是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？为什么？
细胞核对细胞分裂的影响大一些。
细胞核是遗传信息库，是遗传和代谢的控制中心。
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。分别在体外培养。
青年人的核
老年人的质
分裂旺盛
老年人的核
青年人的质
不分裂
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的实现自我更新。
1.人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以替代衰老细胞
2.血液中的红细胞快速更新，可以保障机体所需氧气的供应
3.机体中众多细胞及组织的衰老，会引起人的衰老（出现免疫力下降，适应环境能力减弱）
细胞衰老的意义:
【判断正误】
(1)细胞衰老时，所有酶的活性都降低(　　)
(2)衰老细胞的细胞核体积减小，细胞体积增大，染色质收缩，染色加深(　　)
(3)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关(　　)
(4)自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老(　　)
×
×
√
×
【典例1】细胞衰老过程中，细胞内的生理状态和化学反应会发生复杂的变化。下列有关叙述错误的是
A.细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和生理功能发生变化
B.衰老的细胞内色素积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
C.衰老的细胞中多种酶的活性降低，新陈代谢速率减慢
D.细胞衰老发生在老年人体内，不发生在成年人体内
【当堂检测】
√
【典例2】(多选)异常活泼的带电分子或基团称为自由基。如图是自由基学说示意图，下列有关叙述正确的是
A.②①过程引起的作用效果有利于
延缓细胞衰老
B.若③过程使黑色素细胞的酪氨酸
酶活性降低，会引起头发变白
C.若③过程使细胞膜上葡萄糖的
载体受损，葡萄糖将自由进出细胞
D.④过程可能导致生物体的性状发生改变
【当堂检测】
√
√
细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
活动二 探讨细胞凋亡与细胞坏死
活动二 探讨细胞凋亡与细胞坏死
任务4：阅读教材P126，思考以下问题：
问题1：人和青蛙是无尾的动物，但是人胚胎初期是有尾的，青蛙在幼体蝌蚪时也是有尾的，那么人和青蛙的尾哪里去了？与什么细胞器有关？
问题2：观察下图，你认为图1和图2哪个属于细胞凋亡，哪个属于细胞坏死？它们的区别是什么？完成下表。
图1
图2
细胞坏死
细胞凋亡
细胞凋亡的类型和意义
细胞坏死的过程和实例
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
归纳总结
“寿终正寝”
“死于非命”
活动二 探讨细胞凋亡与细胞坏死
任务5：阅读教材P126最后一段，思考什么是细胞自噬？细胞自噬的意义？
营养匮乏时进行自救
维持细胞内部环境的稳定
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。
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
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。
【拓展延伸】
资料一　DNase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶，在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后，通过细
胞内信号转导激活凋亡相关基因。
这两种酶一旦被激活，DNase酶
能将DNA切割形成DNA片段，
Caspase酶能将细胞内蛋白降解成
多肽，导致细胞裂解形成凋亡小
体，进而被吞噬细胞吞噬清除。
【拓展延伸】
资料二　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，细胞可通过溶酶体的作用，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，其局部过程如下图所示。
1.比较细胞凋亡和细胞自噬的区别
(1)形态学上的区别：凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解体；自噬是形成双层膜的自噬泡，包
裹细胞质内的物质，然后与____
___融合消化掉内容物。
(2)生理意义上的区别：凋亡____
(填“一定”或“不一定”)引起
细胞死亡；自噬 (填“一
定”或“不一定”)引起细胞死亡。
溶酶
体
一定
不一定
2.细胞凋亡与细胞自噬的联系：有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
3.自噬体内的物质被水解后，其产物可以被细胞重新利用。由此推测，当细胞养分不足时，细胞自噬作用会 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
4.随着年龄增长，肌肉细胞的自噬作用 (填“增强”“不变”或“减弱”)，使肌肉细胞衰老、凋亡，肌肉功能下降。
增强
减弱
2002年10月7日，英国人布雷诺尔、美国人罗伯特和英国人约翰，因在细胞编程性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。
Sydney Brenner
H. Robert Horvitz
John E. Sulston
细胞自噬的类型
秀丽隐杆线虫
1.易于在实验室内进行培养。
2.生命周期短，从一个受精卵发育成成虫个体只需要3天。
3.存在雌雄同体和雄性两类不同的生物型。
4.体细胞数目少且透明可见，便于使用显微镜观察
5.同源性高，已经完成全基因组测序。
【判断正误】
(1)细胞凋亡受基因控制，细胞衰老不受基因控制(　　)
(2)被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除(　　)
(3)细胞死亡都是主动进行的，对生物体是有利的(　　)
×
√
×
【典例3】下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是
A、细胞凋亡是一种自然的生理过程；
B、细胞坏死是一种病理性变化；
C、蝌蚪尾的消失，是有基因决定的细胞自动结束生命的过程；
D、被病原体感染的细胞，因为细胞坏死而被清除。
【当堂检测】
√
【典例4】下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析，不正确的是
A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能
B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达
C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
D．凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用
【当堂检测】
√
【思维训练】 分析数据
细胞种类 小肠上皮 细胞 平滑肌 细胞 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
【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？
细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞的寿命只有5~7d，但也不能分裂。
2.细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
有关系。
3.根据以上数据分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力？
皮肤表皮细胞的寿命约为10d，生发层细胞分裂能力强。
请同学们构建本节课的思维导图，并感悟科学家们科学务实的研究精神。
细胞的衰老和死亡
结果
细胞的衰老
细胞的死亡
特征
学说
细胞衰老和个体衰老
细胞凋亡
细胞坏死
细胞自噬
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。
(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
×
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√
×
C

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