6.3 细胞的衰老和死亡 课件 2021——2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修1（共25张ppt）

(共25张PPT)
第3节
细胞的衰老和死亡
第六章
细胞的生命历程
第三节细胞的衰老和死亡
1.通过识图观察和资料阅读分析，分别说出细胞衰老在形态、结构和生理功能等方面的特征，理解细胞衰老的可能机制，认同细胞衰老是一种自然的生理过程。
2.以结构与功能观等生命观念为指导，从分子和细胞水平解释老年人出现与衰老有关的外貌特征和生理变化的原因，辩证地说明个体衰老和细胞衰老之间的关系。并结合自身经历感受，分析人口老龄化的社会现状及其带来的问题，讨论可能的解决方法以及自身力所能及的实际行动，形成关爱老年人的情感和社会责任意识。
3.通过观察图片和阅读资料，比较细胞凋亡和坏死两种细胞死亡方式的区别。说出细胞凋亡发生的时期和生理意义，理解细胞凋亡是一种由基因严格控制的自然生理过程。探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系。
第六章
细胞的生命历程
问题探讨
第三节
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？
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。
【提示】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，头发就会发白。
2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人的体内有没有衰老的细胞？
【答案】老年人体内还会有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能增殖产生精子，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。
3.细胞衰老与个体衰老有什么关系？
【答案】人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，人体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
一 细胞衰老的特征
细胞内的水分减少
细胞内多种酶的活性下降，呼吸速率下降，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
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
细胞萎缩，体积变小
生理生化变化
形态、结构、功能变化
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
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
1、细胞内水分减少，萎缩，体积缩小---皱纹。
2、细胞内多种酶的活性降低---白发。
3、色素积累（老年斑），妨碍物质交流和传递，影响功能。
4、呼吸速率减慢，核体积增大，染色体固缩。
5、细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
衰老细胞核
正常细胞核
衰老细胞
正常细胞
第三节
一 细胞衰老的特征
二 细胞衰老的原因
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
1、自由基学说
自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在于生物系统。
攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质，导致基因突变、蛋白质的变性而失活，膜脂流动性降低等，致使细胞衰老。
超氧化物岐化酶（SOD）、CAT和GSH-PX等存在于正常细胞内的清除自由基的防御系统，它们的活性升高能延缓机体的衰老。
第三节
自由基学说
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
实验证明，正常的动物细胞无论是在体内生长还是在体外培养，其分裂次数总存在一个“极值”。此值被称为“Hayflick”极限（其大小决定于细胞本身的衰老情况）。现在普遍认为细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。
2、细胞有限分裂学说（端粒学说）
第三节
二 细胞衰老的原因
端粒
端粒（端粒DNA）：是存在于染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体，作用是保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。
端粒DNA：会随细胞分裂次数增加而不断缩短。DNA复制一次端粒就缩短一段，当缩短到一定程度至Hayflick点时，细胞停止复制，而走向衰亡。可见染色体的端粒有细胞分裂计数器的功能，能记忆细胞分裂的次数。
RNA
蛋白质
端粒酶：是一种反转录酶，能以自身的RNA为模板合成端粒DNA，在精原细胞和肿瘤细胞中有较高的端粒酶活性，而正常体细胞中端粒酶的活性很低，呈抑制状态。
三 细胞衰老与个体衰老的关系
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
2、多细胞生物：从整体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
1、单细胞生物：细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
第三节
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
思考.讨论
年龄因素与细胞衰老的关系
第三节
三 细胞衰老与个体衰老的关系
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
融合来源 年轻人细胞质 ＋老年人细胞 老年人细胞质
＋年轻人细胞
增殖情况 细胞不分裂 分裂旺盛
实验二
实验一
Hayflick界限：
正常体外培养细胞只能进行有限次数（约50次）的增殖，这是受细胞核控制的。
Hayflick研究发现：细胞丧失增殖能力后，才会表现出衰老细胞的特征
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
思考.讨论
科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素，进行了如下实验。
实验1 在相同的条件下，分别单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果如下表所示。
实验2 在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。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增值代数 50 20 2~4
1.从实验1中你能得出什么结论？
年龄因素与细胞衰老的关系
2.是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？
【答案】从实验一中得出的结论是：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。
【答案】细胞核对细胞分裂的影响大一些。
第三节
三 细胞衰老与个体衰老的关系
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
2、细胞核是细胞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，细胞核中是遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞生活。
1、一般情况下，体外培养的人体某种细胞，最多分裂50次左右就停止分裂了，，并且丧失了正常的功能。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的增多而衰老。老年人骨折后愈合得慢，与成骨细胞的衰老也有关系。
3、细胞的衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞的衰老有利于机体更好地实现自我更新。
第三节
三 细胞衰老与个体衰老的关系
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
细胞死亡包括______和______等方式，其中______是细胞死亡的一种主要方式。
凋亡
坏死
凋亡
1、细胞凋亡
（1）概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。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。
第三节
四 细胞的死亡
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
1、细胞凋亡
（2）意义：
在成熟的生物体中，细胞的________，某些被病原体感染的细胞的____，也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成________，维持________的稳定，以及抵御____________的干扰都起着非常关键的作用。
自然更新
清除
正常发育
内部环境
外界各种因素
第三节
四 细胞的死亡
健康的成人体内，
在骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡。脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
2、细胞坏死：是指在________因素影响下，如极端的_________因素或严重的__________的情况下，由细胞正常代谢活动__________引起的细胞__________。
种种不利
物理、化学
病理性刺激
受损或中断
损伤和死亡
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
性质
影响因素
对机体的影响
受基因控制
自然的生理过程
受严格的由遗传机
制决定的程序性
调控
对机体有利
不受基因控制
不正常死亡
电、热、冷、
机械等不利因素
影响
对机体有害
第三节
四 细胞的死亡
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
3、细胞自噬：
（1）概念：通俗地说，细胞自噬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。
第三节
四 细胞的死亡
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
3、细胞自噬：
（2）意义：
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___________；
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__________________，以及感染的_____________，从而维持细胞________的稳定，
③有些激烈的细胞自噬，可能诱导__________。
物质和能量
受损或衰老的细胞器
微生物和毒素
内部环境
细胞凋亡
第三节
四 细胞的死亡
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
思维训练
人体不同细胞的寿命和分裂能力不同（见下表）。请分析表中有关数据。
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
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？
【答案】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？
【答案】有关系。
3.根据以上分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力。
【提示】学生可作出各种推测。皮肤表皮细胞的寿命约为10d，生发层细胞分裂能力强。
第三节
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
思维导图
衰老和死亡
膜透性改变
死亡
色素积累
衰老的特征
自由基学说
核体积增大
形态、结构和功能改变
衰老的原因
端粒学说
水分减少
多种酶活性降低
凋亡
坏死
自噬
本章总结
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
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
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
×
√
√
×
C
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。
【提示】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行，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。
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
练习与应用
复习与提高
一、选择题
1. 真核细胞的增殖主要是通过有丝分裂来进行的。下列关于有丝分裂的重要性的说法，不正确的是 （ ）
A.产生新细胞，使生物体生长
B.产生新细胞，替换死亡的细胞
C.是细胞增殖的唯一方式
D.维持细胞遗传的稳定性
2.在细胞有丝分裂过程中，DNA、染色体和染色单体三者数量比是2：1：2的时期是（ ）
A.前期和中期 B.中期和后期
C.后期和末期 D.前期和末期
3.下列关于蛙的细胞中最容易表达出全能性的是（ ）
A.神经细胞
B.肌肉细胞
C.受精卵细胞
D.口腔上皮细胞
C
A
C
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
4.哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，下列叙述不正确的是（ ）
A.成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳
B.网织红细胞和成熟红细胞的分化程度各不相同
C.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同
D.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
5.衰老细胞在生理功能上会发生明显变化, 下列有关衰老细胞特征的叙述，不正确的是（ ）
A.新陈代谢速率加快
B.有些酶的活性降低
C.呼吸速率减慢
D.细胞膜的物质运输功能降低
复习与提高
D
A
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
二、非选择题
1.科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下。
(1)细胞分裂具有周期性，请在数轴上画出 一个细胞周期。
(2)蚕豆根尖细胞分裂时，细胞周期的时间为_____，分裂间期的时间为_______，分裂期的时间为_____ 。
【答案】(1)略。（2）19.3 17.3 2
复习与提高
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节
2.鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹊状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹊状结构。为了探究蹊状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。
【答案】(1)判断的依据是：鸡爪胚胎发育时期有蹼，长成鸡爪后蹼消失，所有鸡爪的形成都经历了这样的过程，可见受到了严格的由遗传机制决定的程序性控制，因此是细胞凋亡的结果。另外，细胞坏死是指在种种不利因素影响下而导致的死亡。鸡爪的形成没有出现不利因素的影响，因此不可能是细胞坏死而引起的结果。
(2)细胞凋亡的特点是：受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(3)鸡爪和鸭掌在胚胎发育时期都有蹼，但鸡爪的蹼由于细胞凋亡而消失，使得鸡爪能够适应陆地生活，而鸭掌形成的蹼没有消失，这有利于它能够很好地适应水生生活。由此可见，细胞凋亡有利于生物体的生存。
复习与提高
细 胞 的 衰 老 和 死 亡
第三节