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人教版（2019）必修1
第六章 细胞的生命历程
第三节 细胞的衰老和死亡
学习目标
02
01
掌握细胞衰老的特征，并分析其原因。（生命观念）
辨析细胞凋亡与细胞坏死。（科学思维）
目录
细胞衰老的特征
01
细胞衰老的原因
02
细胞衰老与个体衰老的关系
03
细胞的死亡
04
新课导入
问题探讨
人到了一定的年龄就会出现白头发，并且随着年龄的增长，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黑色素的功能下降。
新课导入
问题探讨
老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？
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？
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？
毛囊黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶（与黑色素合成有关）活性降低，黑色素合成减少，头发就会变白。
老年人体内还会有幼嫩的细胞，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，最后细胞凋亡、脱落。
个体衰老与细胞衰老并不是一回事，人体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看，个体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。
细胞衰老的特征
细胞衰老的过程是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
老年斑
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
“一大一小一多两低”
细胞衰老的特征
细胞衰老会影响个体的表现，个体的衰老则明显地体现在外貌上，请从细胞水平分析，个体衰老特征的形成原因。
表现 原因
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
细胞衰老的原因
自由基学说
自由基：异常活泼的带电分子或基团。自由基含有未配对的电子，表现出高的反应活性。
细胞中的氧化反应
有害物质入侵
辐射
细胞衰老的原因
自由基学说
蛋白质
自由基
DNA
磷脂
生物膜损伤
基因突变
活性下降
细胞衰老
产生
攻击
自由基的产生及作用机理
细胞衰老的原因
端粒学说：端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
端粒
细胞分裂
端粒截短
细胞衰老的原因
端粒学说
从古至今，人们一直都在为不老而努力。古有始皇遍寻长生不老药，随着生活水平的提高，美容事业不断发展，每个人都想青春永驻。那么，从细胞衰老的端粒学说出发，可以怎么延缓衰老？
如果细胞中端粒酶一直保持很高的活性，端粒的缺损就能得到弥补，染色体的稳定性也得到维持，细胞衰老的进程就会被延缓。
分析
细胞中一种延长端粒的酶，可以延缓细胞的衰老。
端粒酶
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
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
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。
细胞衰老与个体衰老的关系
思考·讨论 年龄因素与细胞衰老的关系
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
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。
细胞衰老与个体衰老的关系
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合。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
细胞衰老与个体衰老的关系
思考·讨论 年龄因素与细胞衰老的关系
细胞核是生命活动的控制中心，随着细胞分裂次数的增多，或者细胞进入衰老状态，细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。
细胞衰老的意义
细胞衰老与个体衰老的关系
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，会出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象。
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。
细胞的死亡
细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。
是一种程序性死亡!
实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果。
细胞凋亡的类型及意义：
细胞的死亡
清除受损、突变、衰老
细胞。细胞的自然更新。
①完成正常生长发育
②维持内部环境的稳定
③抵御外界因素的干扰
被病原体感染的细胞的清除
青蛙的发育
个体生长发育中的细胞凋亡
清除性凋亡
发育性凋亡
更新性凋亡
细胞坏死：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，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡（被动性死亡）。
细胞的死亡
炎症
凋亡小体
细胞凋亡
细胞坏死
细胞凋亡和细胞坏死的区别
细胞的死亡
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
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
细胞自噬：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。通俗地说，就是细胞吃掉自身的结构和物质。
细胞的死亡
高尔基体
内质网
初级溶酶体
受损的线粒体
自噬体
次级溶酶体
细胞自噬的意义
细胞的死亡
处于营养条件缺乏下的细胞，通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量。
在细胞受损、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，细胞自噬障碍会引发疾病。
人体不同细胞的寿命和分裂能力不同（见下表）。请分析表中数据。
细胞的死亡
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 1-2天 很长 很长 很长 5-7天
能否分裂 能 能 不能 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够分裂。如白细胞。
2.细胞寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
有关系；比如白细胞吞噬细菌、病毒，寿命较短。
3.根据以上分析皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力？
皮肤表皮细胞行使保护功能，寿命较短，生发层细胞分裂能力强。
课堂小结
细胞的衰老和死亡
细胞衰老
诱因
细胞死亡
特点
意义
过程
特征
意义
原因
概念
一大、一小、一多、两低
自由基学说、端粒学说
细胞凋亡
细胞坏死
本质
细胞自噬
1.细胞衰老是正常细胞经过有限次数的分裂后停止生长，在细胞形态和生理活动上发生显著改变的现象。下列与衰老细胞特征不相符的是（ ）
A.细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩
B.线粒体中ATP酶活性降低，呼吸速率变慢
C.细胞内外的物质交换及细胞内物质运输能力降低
D.细胞核由于染色体复制而体积变大
√
课堂训练
解析：衰老细胞ATP酶活性降低，呼吸速度减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深，细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，A、B、C不符合题意；衰老细胞失去分裂能力，不存在染色体复制过程，D符合题意。
2.随着年龄的增长，头发会逐渐变白，手、面部皮肤上出现“老年斑”，还会出现皮肤干燥、皱纹增多、行动迟缓等情况。下列有关叙述正确的是（ ）
A.“老年斑”是衰老细胞中黑色素沉积导致的
B.头发变白是因为细胞中呼吸酶活性降低
C.行动迟缓与酶活性降低及代谢速率下降有关
D.皮肤干燥、皱纹增多与细胞保水能力上升有关
√
课堂训练
解析：“老年斑”是衰老细胞中色素积累的结果，头发变白是由细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少所致，A、B错误；皮肤干燥、皱纹增多与细胞保水能力降低有关，D错误。
3.秀丽隐杆线虫身体微小透明、易饲养、繁殖快，发育过程中有131个细胞通过凋亡方式被去除，成虫仅含有959个细胞，常作为发育生物学的模式生物。下列叙述错误的是（ ）
A.线虫细胞在分裂、分化、衰老和凋亡等过程中都涉及基因的选择性表达
B.细胞坏死是在病理性刺激下引起的细胞损伤和死亡
C.细胞凋亡是受特定程序诱导的细胞死亡，对生物体是有利的
D.线虫细胞衰老过程中细胞表面积变大，细胞的形态、结构和功能发生改变
√
课堂训练
解析：线虫细胞衰老过程中细胞体积变小，细胞的表面积会变小，D错误。

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