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第三节 细胞的衰老和死亡
高一生物学必修一
第六章 细胞的生命历程
生长和衰老、出生和死亡，是生物界的正常现象，对于细胞亦是如此！
以人为例，从受精卵开始，细胞经过不断的分裂和分化，形成具有多种功能的组织器官，并发育为完整的胚胎。然后，生长发育为成为胎儿。胎儿出生后，经历幼儿、儿童、少年、青年、中年、老年，最后衰老，直至死亡。
一、细胞的衰老
1、生老病死乃自然界常态
一、细胞的衰老
2、人的正常发育是细胞不断分化的过程
细胞的分化
红细胞
神经细胞
成纤维细胞
骨细胞
横纹肌细胞
肠上皮细胞
脂肪细胞
平滑肌细胞
……
（1）细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深
一、细胞的衰老
3、细胞衰老特征
（2）细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低
（3）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
（4）细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
（5）细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
个体症状：
吸收能力下降
体力下降
老年斑
皱纹
白发
一、细胞的衰老
3、细胞衰老特征
白发产生原因
合成黑色素的酶（络氨酸酶）活性下降
导致黑色素缺乏
一、细胞的衰老
3、细胞衰老特征
皱纹产生原因
细胞水分减少，细胞萎缩
导致皱纹产生
一、细胞的衰老
3、细胞衰老特征
老年斑产生原因
分解色素的酶的活性降低
导致脂褐素积累
一、细胞的衰老
3、细胞衰老特征
体力下降的原因
线粒体数量减少，体积膨大直至外膜破坏
导致细胞呼吸减慢
一、细胞的衰老
3、细胞衰老特征
吸收能力下降的原因
细胞膜通透性改变，物质运输功能下降
导致吸收能力下降
一、细胞的衰老
3、细胞衰老特征
一、细胞的衰老
细胞衰老 Vs 个体衰老特征
逐渐衰老的肝脏细胞：
细胞衰老特征 细胞核体积变大 水分减少，萎缩，体积减小 细胞内的酶缩，活性降低 细胞内色素积累
个体衰老特征 皮肤干燥、皱纹 头发变白 老年斑
一、细胞的衰老
4、分析细胞衰老的机理
自由基:异常活泼的带电分子或基团
攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子(雪崩反应)
DNA
基因突变
蛋白质
细胞衰老
自由基学说
细胞中的氧化反应
辐射
有害物质入侵
来源
磷脂
生物膜损伤
活性下降
端粒学说
2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国生命科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。
一、细胞的衰老
4、分析细胞衰老的机理
【端粒】每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
端粒学说
一、细胞的衰老
4、分析细胞衰老的机理
【端粒】每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
细胞分裂
端粒DNA序列缩短
端粒内侧
正常的DNA序列受损伤
细胞衰老
促进衰老基因
一、细胞的衰老
5、探讨细胞衰老与个体衰老的关系
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
问:
从实验1中你能得出什么结论
细胞增殖能力与个体年龄有密切关系：
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
一、细胞的衰老
5、探讨细胞衰老与个体衰老的关系
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。
问:
是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？
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
青年人的质
老年人的核
老年人的质
青年人的核
不分裂
分裂
细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
正常的细胞衰老利于机体更好地实现自我更新
细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡
单细胞生物
多细胞生物
个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程
一、细胞的衰老
5、探讨细胞衰老与个体衰老的关系
一、细胞的衰老
6、衰老细胞的命运
正常血管平滑肌细胞
细胞衰老
启动自噬
自噬失败
维持稳态
细胞死亡
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。
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。
一、细胞的衰老
7、细胞衰老的意义
有利
不利
二、细胞自噬
分隔膜包绕
【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。
通俗地说，就是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。
自噬体形成
与溶酶体融合
二、细胞自噬
【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
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
二、细胞自噬
【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。
三、细胞的死亡
细胞凋亡：
正常胸腺细胞
细胞凋亡
【细胞凋亡】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞调亡，是细胞内遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。
三、细胞的死亡
细胞凋亡：
人胚胎发育中尾的消失
胎儿手的发育
【细胞凋亡的意义】
实现细胞自然更新，清除某些被病原体感染的细胞;对多细完成正常的生长发育，维持内部环境稳定，抵御外界因素干扰起关键作用。
三、细胞的死亡
细胞凋亡：
人胚胎发育中尾的消失
清除受损、突变、衰老的细胞
某些被病原体感染的细胞的清除
【细胞凋亡的原因】
三、细胞的死亡
细胞凋亡：
脊椎动物神经系统在胚胎发育过程中，会产生过量神经细胞，与神经细胞接触的靶细胞分泌出有限的存活因子。只有竞争得到足够的存活因子，神经细胞才存活。最终合适数量的神经细胞与靶细胞建立连接。
三、细胞的死亡
细胞的坏死：
正常细胞
极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
代谢受损中断，细胞损伤或死亡
三、细胞的死亡
细胞的坏死：
正常细胞
细胞收缩
凋亡小体
被吞噬细胞吞噬消化
细胞肿胀
细胞破裂
炎症反应
【细胞的坏死】
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。
三、细胞的死亡
细胞衰老和死亡的意义：
细胞自噬
肌肉退化
随着年龄的增长，细胞自噬作用减弱，骨骼肌肌肉退化。
细胞凋亡和细胞坏死的区别
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
不受基因控制
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
三、细胞的死亡
三、细胞的死亡
细胞凋亡和细胞坏死的区别
生活例子：
1）被病原体感染的细胞如果是由于病原体的损伤(病毒使宿主细胞裂解)而裂解死亡的是细胞坏死;
2）被病原体感染的细胞如果是由于效应T细胞的作用而裂解死亡的属于细胞凋亡。
细胞的衰老和死亡
四、总结
细胞衰老
细胞死亡
衰老细胞特征
衰老原因
细胞衰老与个体衰老的关系
自由基学说
端粒学说
细胞凋亡
细胞坏死
细胞膜透性改变
细胞核体积增大
水分减少
多种酶活性降低
色素积累
四、总结
细胞
细胞增殖
细胞衰老
细胞死亡
分裂间期
本章总结
分裂期
组织
全能性
经历
细胞周期
分化
具有
体积变小
体积增大
细胞核
细 胞
细胞内 减少
细胞内 逐渐积累增多
色 素
水 分
细胞的 减慢； 减慢
细胞内 活性降低；细胞 功能降低
多种酶
物质运输
呼吸速率
新陈代谢速率
收缩
内折
改变
核膜
染色质
细胞膜通透性
五、练习
1、根据细胞衰老特征，填空：
END

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