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第2节 细胞分化、衰老和死亡
第2课时 细胞衰老和细胞死亡
苏 教 版 | 选 择 性 必 修 1
学习目标
壹
阐明细胞衰老的特征及原因。
肆
能区分细胞凋亡与细胞坏死。
叁
阐明细胞凋亡的概念和意义。
贰
说明个体衰老与细胞衰老的关系。
人到了一定的年龄就会出现白头发,并且随着年龄长,白头发往往会越来越多。白头发生成的直接原因是细胞合成黑色素的功能下降。
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。
思考：老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？
衰老的细胞有什么特征呢？
细胞核体积增大，核膜皱折,染色质固缩，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
细胞质膜通透性改变，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”
一、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。
人体衰老症状 原因分析
满脸皱纹 皮肤细胞内水分 ，细胞 ，体积 .
出现“老年斑” 皮肤细胞中 积累
浑身乏力 行动迟缓 老年人细胞中与 降低， _________缓慢；
头发变白 由于毛囊中的黑色素细胞衰老，
细胞中的 降低，黑色素合成减少
吸收能力下降 细胞膜通透性改变， 降低
减少
萎缩
变小
色素
呼吸有关的酶活性
新陈代谢
酪氨酸酶活性
物质运输功能
尝试从细胞水平解释人体衰老特征
细胞衰老的过程是一系列复杂的生理生化反应过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能上。
2009年，诺贝尔生理学或医学奖授予了美国的布莱克本、格雷德和绍斯塔克三人，他们发现了 为细胞衰老的端粒学说提供了依据。
端粒和端粒酶保护染色体的机制
二、细胞衰老的原因
布莱克本
格雷德
绍斯塔克
“白发三千丈,缘愁似个长。不知明镜里，何处得秋霜。”从古代秦始皇的炼丹术到现在繁多的延缓衰老的滋补品,无不显示人类对长生不老的向往。但是每个人最终都会走向衰老，无法逆转，这究竟是什么原因呢
①什么是端粒？
②端粒特点？
③端粒缩短为什么会使细胞衰老？
——真核生物染色体末端的DNA重复序列，能维持染色体的稳定性。
每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截，随着分裂次数增加截短部分会逐渐向内延伸.
端粒DNA序列逐渐缩短
细胞活动渐趋异常
细胞分裂
端粒内侧
正常的DNA序列受到损伤
(染色体为红色，黄色荧光显示端粒)
端粒酶:
细胞中一种延长端粒的酶，可以延缓细胞的衰老。
1.端粒学说
异常活泼的带电分子或基团
含有未配对的电子，有高度的反应活泼性。
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。
自由基
磷脂
DNA
蛋白质
生物膜损伤
基因突变
攻击和破坏
细胞衰老
④自由基是怎样导致细胞衰老的？
① 什么是自由基？
②自由基的特性
③自由基的来源？
活性下降
最严重
(雪崩反应)
2.自由基学说
成人早衰症是一种家族性疾病，控制这种疾病的基因位于第8号染色体的短臂上，编码DNA解旋酶，在成人早衰症患者体内这种酶有缺陷，导致患者早衰。患者多数早夭。
早衰少年
其他动物体研究也支持基因时钟学说。例如，在果蝇研究中发现，一种Indy基因突变，会使果蝇的寿命从37天延长到70天左右。
基因时钟学说
知识链接
结合资料，回答问题：
资料2：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
资料3：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。
1.资料1说明如何理解细胞衰老和个体衰老的关系？
2.由资料2谈谈为什么老年人骨折后愈合慢
3.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。
细胞核是细胞生命活动的控制中心。
随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
资料1：对于草履虫来说，细胞衰老等于个体衰老；而对于多细胞生物来说，机体中众多细胞及组织的衰老，会引起个体的衰老。
正常的细胞衰老利于机体更好地实现自我更新
①单细胞生物：
细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡 ；
②多细胞生物：
细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
三、细胞衰老与个体衰老的关系
讨论：
四、细胞死亡
细胞死亡包括细胞凋亡、细胞坏死和自噬性细胞死亡等方式，其中细胞凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
青蛙的发育
人胚胎发育中尾的消失
胎儿手的发育
通过溶酶体（动物）或液泡（酵母菌和植物）与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程。
(1)概念:
(2)意义:
形成双层膜的自噬泡
维持细胞内动态平衡；
降解功能失常或不需要的细胞结构，如各种蛋白质、细胞器；
导致细胞死亡。
1.细胞自噬
(3)实例：① 烫伤的皮肤细胞的死亡 ② 骨折后骨细胞的死亡
③ 吸烟者肺部细胞因尼古丁作用的死亡
指在种种不利因素影响下，由细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和非正常性死亡。
（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
（物理、化学因素或严重的病理性刺激）
（1）概念:
2.细胞坏死
① 细胞膨大；② 核膜和细胞质膜破裂；③ 细胞内容物外溢。
(4)表现：
（1）定义：
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
与凋亡相关的基因选择性表达的结果
（2）实质：
是一种程序性死亡
3.细胞凋亡
（主要方式）
(3)细胞凋亡的实例
胎儿手的发育
人胚胎发育中尾的消失
另：
人红细胞、白细胞、角质层细胞正常死亡更新；
白细胞吞噬细菌后的死亡；
效应T细胞诱导靶细胞裂解死亡。
正常胸腺细胞
细胞凋亡
（4）细胞凋亡类型及意义：
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
更新性凋亡
个体生长发育中的细胞凋亡
发育性凋亡
清除性凋亡
细胞坏死和细胞凋亡过程中的变化
正常细胞
凋亡小体
细胞肿胀
细胞收缩
细胞破裂
炎症反应
被吞噬细胞
吞噬消化
细胞坏死：
①细胞肿胀
②出现细胞器变性、肿大等现象
③最终细胞破裂，释放出细胞内容物，还会引发炎症。
细胞凋亡（主动）
细胞坏死（被动）
细胞凋亡：
①细胞会出现染色质的浓缩，染色体聚集分块的现象。
②细胞核断裂，细胞开始形成一个个的凋亡小体。
③凋亡小体最终会被吞噬细胞吞噬清除
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
细胞膜的变化
形态变化
影响因素
核与核膜
对机体的影响
受基因控制
内陷
细胞变圆，与周围细胞脱离
环境的生理性或病理刺激信号，环境条件的变化或缓和性损伤
形成凋亡小体
对机体有利，不发生炎症
不受基因控制
破裂
细胞外型不规则变化
强烈的物理化学因素和严重的病理性刺激
膜破裂，碎核释放
对机体有害，发生炎症
细胞凋亡和细胞坏死的比较
以木质部管状细胞（导管细胞）为例，管状细胞是植物体内负责运输和机械支持的厚壁组织细胞，成熟时都是死细胞。
细胞伸长
细胞壁增厚和木质化
细胞程序性死亡
1.管状细胞的分化
植物细胞中的细胞的程序性死亡
知识链接
细胞壁增厚，液泡膜破裂、核DNA被迅速降解，细胞内容物被水解消化，最后仅剩下细胞壁。
乙烯、赤霉素能促进植物细胞程序性死亡，细胞分裂素和脱落酸则能抑制植物细胞程序性死亡。
植物激素是植物细胞发生程序性死亡的因素之一。
导 管
2.细胞变化：
3.影响因素：
植物细胞程序性死亡模式图
植物细胞中的细胞的程序性死亡
知识链接
个体衰老与细胞衰老的关系
细胞衰老的特征
细胞衰老的原因
细胞凋亡
单细胞生物
个体衰老或死亡=细胞衰老或死亡
多细胞生物
个体衰老或死亡≠细胞衰老或死亡
细胞衰老的特征:“一大一小一多一少两慢两低”
自由基学说
端粒学说
概念
意义
细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞的衰老和死亡
1.细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是(　　)
A．人体各种组织细胞的衰老是同步进行的
B．人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡
C．细胞癌变是细胞高度分化的结果
D．皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物
B
2. 如图是细胞衰老的自由基学说示意图，下列有关叙述错误的是（　　）
A. ①②过程的作用效果会引起细胞内生物膜面积减小
B. ③过程会使酪氨酸酶活性升高
C. ④过程可能引起细胞内基因的突变
D. ⑤可来自辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等
B
3.科学研究表明：控制细胞分裂次数的“时钟”是位于染色体两端的一种特殊结构——端粒，正常体细胞中端粒随着细胞分裂而变短。在正常人的生殖细胞和癌细胞中，存在着延长染色体端粒的酶(由RNA和蛋白质组成的核糖核酸－蛋白复合物)。下列有关正常体细胞不能无限分裂原因的分析，合理的是(　　)
A.缺少合成端粒酶的氨基酸
B.控制端粒酶合成的基因没有表达
C.端粒的存在影响DNA的复制
D.缺少催化端粒酶合成的相关酶
B

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