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6.3 细胞的衰老和死亡
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。
讨论：
1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的
老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有密切关系，毛囊黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，头发就会变白。
问题探讨
满头白发的老人
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。
讨论：
问题探讨
满头白发的老人
2.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？
老年人体内还会有幼嫩细胞，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，最后凋亡、脱落。
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。
讨论：
问题探讨
满头白发的老人
3.细胞衰老与个体衰老有什么关系？
人体衰老与细胞衰老并不是一回事。人体内的细胞总是不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡状态。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。
Hayflick和Moorhead于1961年证明，正常培养的人类成纤维细胞在进入不可逆的生长停滞（称为复制衰老）之前显示出有限的细胞分裂能力。
一、细胞衰老的特征
一.细胞的衰老
β-半乳糖苷酶染色可检测pH依赖性，β-半乳糖苷酶活性的表达（细胞染成蓝色），这是衰老细胞的已知特征。正常细胞（左图）； 衰老细胞（右图）。
一.细胞的衰老
逐渐衰老的肝脏细胞
细胞 衰老特征
个体 衰老特征
皮肤干燥、
皱纹
头发变白
老年斑
水分减少，萎缩，体积减小
细胞内的酶活性降低
细胞内
色素积累
细胞核
体积变大
一.细胞的衰老
生长和衰老，出生和死亡，都是生物界的正常现象，
生物个体也是如此，作为基本生命系统的细胞也是如此。
1.细胞衰老：是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，其在形态、结构、功能上都发生明显的变化。
一.细胞的衰老
细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低
细胞核的体积增大,核膜內折,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
细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢
细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递
2.细胞衰老的特征
一.细胞的衰老
衰老症状 原因分析
皮肤干燥、发皱
头发变白
老年斑
体弱无力
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（脂褐素）的累积
细胞膜通透性功能改变
细胞内呼吸速度减慢
2.细胞衰老的特征
一.细胞的衰老
3.细胞衰老的原因
（1）自由基学说
异常活泼的带电分子或基团
①什么是自由基？
含有未配对的电子，
有高度的反应活泼性。
②自由基的特性？
（阅读课本P124，提取信息）
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。
一.细胞的衰老
3.细胞衰老的原因
（1）自由基学说
③自由基的产生？
A. 胞内的氧化反应产生
B. 辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生
（阅读课本P124，提取信息）
④自由基的危害？
一.细胞的衰老
(2)端粒学说
三位科学家因为发现了端粒如何保护染色体以及端粒酶的作用而获得2009年诺贝尔生理学和医学奖。
3.细胞衰老的原因
一.细胞的衰老
①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DNA序列缩短
细胞衰老
细胞分裂
端粒内侧
正常的DNA序列受损伤
P53等促进衰老基因
(2)端粒学说
一.细胞的衰老
②端粒与生物体衰老的经典例证
1996年7月，克隆羊多莉出生，6年后，她得了一般老年时才会得的关节炎和肺病而死亡。
羊的平均寿命是12岁。
克隆多莉时，使用的是6岁的成年羊的体细胞核
(2)端粒学说
一.细胞的衰老
（1）单细胞生物：
（2）多细胞生物：
细胞的衰老或死亡 = 个体的衰老或死亡
①细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
③个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 众多细胞的衰老，就会导致人体的衰老。
②生物体内细胞时刻都在更新，总有一部分细胞正在衰老或走向死亡。
3.细胞衰老与个体衰老的关系
一.细胞的衰老
思考：衰老细胞的命运
正常
血管平滑肌细胞
启动自噬
自噬失败
维持稳态
细胞死亡
细胞衰老
二.细胞的死亡
正常胸腺细胞
细胞凋亡
2002 诺贝尔
生理学或医学奖
1.细胞凋亡
二.细胞的死亡
（1）概念：像这样,由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。
由于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
1.细胞凋亡
细胞凋亡是细胞死亡的一种主要方式
（1）概念：
二.细胞的死亡
与凋亡相关的基因选择性表达的结果
（2）实质：
1.细胞凋亡
二.细胞的死亡
思考：凋亡细胞内基因表达都下降，酶活性都减弱吗？
不是。其中促进细胞凋亡的基因加强，相应的酶活性也增强。
（2）实质：
1.细胞凋亡
二.细胞的死亡
③抵御外界因素的干扰
①完成正常生长发育
②维持内部环境的稳定
（发育性凋亡）
（更新性凋亡）
（清除性凋亡）
A.人体胚胎时期，尾的消失（细胞的自动死亡）；
B.蝌蚪发育过程，尾的消失（细胞的自动死亡）；
C.胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡；
某些被病原体感染的细胞的清除；
清除受损、突变、衰老的细胞
（3）意义：
1.细胞凋亡
二.细胞的死亡
资料：
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。
在神经系统发育过程中，通过细胞凋亡使神经细胞的数目与靶细胞数目相匹配
神经细胞
靶细胞
存活因子
凋亡
（4）分析细胞凋亡的原因：
二.细胞的死亡
1.细胞凋亡
　　
2.细胞坏死:
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。
（1）概念：
（2）过程:
正常细胞
细胞损伤或死亡
正常代谢活动
种种不利因素
进行
受损
中断
二.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
二.细胞的死亡
（3）细胞凋亡和细胞坏死的区别
（3）细胞凋亡和细胞坏死的区别
二.细胞的死亡
二.细胞的死亡
（3）细胞凋亡和细胞坏死的区别
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。
（1）定义：
3.细胞自噬:
克里斯汀·德·迪夫
二.细胞的死亡
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以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定；
③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡；
（2）类型：
3.细胞自噬:
二.细胞的死亡
第一种情况是异源自噬（吃外来物）。当一些感染性的粒子进入细胞后，细胞就会启动自噬程序，清除异物。这在细胞消灭病原体上有着重要意义；
3.细胞自噬:
（2）类型：
二.细胞的死亡
第二种情况是细胞的自我修复（吃自己的成分）。很多细胞活动都在细胞质中进行。由于生理生化反应多而复杂，经常产生大量残渣，致使细胞活动受到影响甚至停滞，在这种情况下，自噬作用就非常重要：将淤积在细胞质中的蛋白质等代谢残渣衰老损伤的细胞器清除掉，并把消化后产生的大分子原料用于新细胞器的合成。恢复正常的细胞活动。这两种情况都能防止细胞非正常死亡。
3.细胞自噬:
（2）类型：
二.细胞的死亡
第三自噬体有时候也会很调皮，它会一直吃一直吃（不断消化细胞质中的组分，）直至细胞死亡；为什么防止细胞非正常死亡的生理过程，有时又会导致细胞死亡？那是因为细胞器的损坏程度过于严重，超出自噬作用的控制范围，细胞就不得不死亡，以维护整个生物体的利益。这是自噬作用导致细胞死亡的一种途径，另一种则是直接激发细胞凋亡。
3.细胞自噬:
（2）类型：
二.细胞的死亡
溶酶体
肌肉细胞的维持
关爱细胞 健康生活
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。
3.细胞自噬:
（3）意义：
二.细胞的死亡
自噬分为三种类型：巨自噬,微自噬和CMA（分子伴侣介导的自噬）。下图是自噬属于巨自噬，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。
自噬性细胞死亡一般认为是由巨自噬引发的，属于细胞程序性死亡。自噬性细胞死亡过程中没有染色质固缩，且常伴随大量的自噬空泡
阅读126页细胞自噬的内容：谈谈你对自噬的理解
二.细胞的死亡
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。
3.细胞自噬:
（3）意义：
二.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？
3.细胞自噬:
细胞的寿命与分裂能力之间无对应关系；寿命短的细胞 不一定能够分裂。
二.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2.细胞寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
3.细胞自噬:
有；比如白细胞吞噬细菌病毒，寿命较短。
二.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3.根据以上分析皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力？
3.细胞自噬:
表皮细胞行使保护功能，寿命较短，有分裂能力。
二.细胞的死亡
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（ ）
√
×
√
×
练习与应用
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
练习与应用
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 ,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。
练习与应用

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