2021-2022学年高一上学期生物人教版必修1 6.3 细胞的衰老和死亡课件(共50张PPT)

(共50张PPT)
细胞的衰老和死亡
第六章 第3节
？
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。讨论：
1、老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？
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？
3、细胞衰老与个体衰老有什么关系？
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。
老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖分化产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤的角质层细胞，最后细胞凋亡脱落。
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，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
一、细胞衰老的特征
1.概念：
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。
有两层含义：一是其增殖分化的停止。二是其同时能够维持细胞的基本功能。
一、细胞衰老的特征
请注意观察老人的外部形态有哪些特征
一、细胞衰老的特征
一大：
细胞核增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
一小：
细胞体积变小，细胞内水分减少，细胞萎缩；
例如皮肤干燥、发皱、变矮
一多：
细胞内色素增多、积累，妨碍细胞内物质的交流和传递；
例如：老年斑（脂褐素）
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。
例如：吸收能力下降
三低：
多种酶的活性降低；
呼吸速率减慢，细胞代谢速率降低；
例如:白发
例如：老年人无力、怕冷
一、细胞衰老的特征
与生活的联系
1．从细胞水平解释老年人心脏为什么没有年轻人的心脏收缩有力？
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；细胞内呼吸速率减慢。
2．老年人骨折后为什么比年轻人恢复慢的多？
与成骨细胞衰老有关，细胞代谢减慢，影响细胞生长。
3.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？
老年人有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能产生精子细胞，造血干细胞分化出各种血细胞；年轻人有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞,最后凋亡，红细胞和白细胞的衰老。
1、自由基学说：德纳姆 哈曼在1956年提出，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生自由基的有害作用造成的。
（1）自由基：异常活泼的带电分子或基团
（3）自由基的产生：细胞内的氧化反应产生，辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生。
（2）自由基的特性：含有未配对的电子，有高度的反应活泼性
（4）自由基的作用：自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，对生物膜损伤；会引起雪崩式反应。攻击DNA，可以引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
二、细胞衰老的原因
在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基，例如水在电离辐射下便会产生自由基。
如AB两个原子各提供一个电子通过共价键形成一个分子A∶B, 这两个电子是配对的。如果在化学反应中发生了均裂, A和B各带走一个电子,它们就是未成对电子。
A∶B → A· + ·B
A·和·B就称为自由基
具有自由基的是一类高度活化的分子。当这种分子与其他物质反应时，力图得到电子，而对细胞及组织产生十分有害的生物效应。
何为自由基
二、细胞衰老的原因
超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶
维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素、茶多酚和硒等一些抗氧化剂
二、细胞衰老的原因
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。
2O2-+2H+→H2O2+O2
二、细胞衰老的原因
抗氧化剂如维生素C，维生素E
二、细胞衰老的原因
延缓衰老的方法
1.体育运动和心情
适宜的体育锻炼，乐观的生活态度；
2. 温度环境
有人估算，如果人的体温能降低2~3度，寿命可延长25~40年；这不能仅归因于代谢减慢，可能还跟改善后半生免疫功能恶化有关；
3.适当补充含抗氧化剂的药物
如维生素E(可抵消细胞内引起衰老的自由基的积聚)、辅酶Q(与呼吸有关，起抗氧化作用）、SOD（Superoxide dismutase 超氧化物歧化酶，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。）
二、细胞衰老的原因
4.使用膜稳定剂
溶酶体膜破裂会导致多种水解酶外溢引起细胞衰老死亡。膜稳定剂氢化可的松、阿斯匹林等有此作用;
5.抗衰老食品
如乳酸杆菌发酵乳品、银耳、木耳、蜂蜜等能减缓生物学年龄的增长,减缓自体中毒而延缓衰老;
6.延迟生育年龄
有实验证明延迟人的结婚生育年龄可延长人类寿命；
延缓衰老的方法
二、细胞衰老的原因
8.注射新生细胞
有报道在接受细胞治疗的四千人中，有的老年人皱纹变光滑、白发转黑发，且动脉硬化、哮喘和糖尿病也有好转，出现了“返老还童”的奇迹 ；
9.延缓脑衰老
脑越用越发达、越能延缓衰老进程，多用脑、多方面用脑很有效。
7.适当限食
研究表明长期适量的限食很有延缓衰老作用，在老年期开始限食也可取得一定效果；
延缓衰老的方法
二、细胞衰老的原因
2、端粒学说：端粒学说由奥洛夫尼科夫提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞衰老死亡。
（1）端粒的概念：每条染色体的两端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
（2）端粒的特点：每次细胞分裂，端粒DNA会缩短一截。随细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。（3）端粒导致细胞衰老的原理：端粒DNA序列截短后，使端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
二、细胞衰老的原因
二、细胞衰老的原因
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。
二、细胞衰老的原因
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
经检测多莉细胞中的染色体端粒比正常的同龄山羊的端粒短20%左右，因此有人称多莉是”披着小羊皮的老羊“
二、细胞衰老的原因
1、单细胞生物：
细胞的衰老或死亡=个体的衰老或死亡
2、多细胞生物：
个体衰老或死亡≠细胞衰老或死亡
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。
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。
众多细胞的衰老，就会导致人体的衰老。
三、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 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：
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
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。
讨论:1、从实验1中你能得出什么结论？
2、是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？
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。
细胞核。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。
三、细胞衰老与个体衰老的关系
归纳年龄因素与细胞衰老的关系：
1.一般情况下，体外培养的人体细胞，最多分裂 __ 次；
2.随年龄增长，细胞继续分裂的次数会________，说明细胞会_______________________；
3.随着细胞分裂次数增多或细胞衰老，细胞核中遗传物质会出现 ____ 状态，细胞中一些酶的活性会_____；
50
逐渐减少
随着分裂次数的增多而衰老
收缩
下降
三、细胞衰老与个体衰老的关系
3、细胞衰老的意义
①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。
例如，人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以替代衰老的细胞；血液中红细胞的快速更新可保障机体所需氧气的供应。
②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。
如儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。
细胞衰老不仅与细胞内部的因素有关，同时也与外部环境有密切的关系，良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。
三、细胞衰老与个体衰老的关系
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
三、细胞衰老与个体衰老的关系
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。
四、细胞的死亡
（1）定义：
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。
（2）实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果
1、细胞凋亡
四、细胞的死亡
四、细胞的死亡
（3）细胞凋亡意义：
Ⅲ、抵御外界因素的干扰（清除性凋亡）：某些被病原体感染的细胞的清除
I、完成正常生长发育（发育性凋亡）：人体胚胎时期，尾的消失；蝌蚪发育过程，尾的消失；胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡。
Ⅱ、维持内部环境的稳定（更新性凋亡）：清除受损、突变、衰老的细胞
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。
四、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
分析细胞凋亡的原因：
2、细胞坏死
（1）概念：是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，由细胞正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡，它是细胞的一种病理性死亡。如骨细胞坏死，神经细胞坏死等。
（2）过程：
正常细胞
正常代谢活动
进行
受损中断
种种不利因素
细胞损伤和死亡
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；
四、细胞的死亡
细胞凋亡
apoptosis
细胞坏死
necrosis
内陷
凋亡小体
吞噬C
C膜破裂
炎症
外界刺激
基因决定
四、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
细胞凋亡和细胞坏死的区别
受凋亡基因控制的
与基因无关
生理性或病理性
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，不可逆转
被动的，可逆转
归纳总结
“寿终正寝”
“死于非命”
四、细胞的死亡
细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别
项目 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死
实质 内因和外因共同作用的结果 受到由遗传机制决定的程序性调控 受电、热、冷、机械等不利因素影响，与基因无关
形态变化 细胞萎缩，细胞膜皱缩 多为单个细胞，形成凋亡小体，细胞膜内陷 外形呈不规则变化，细胞膜破裂
意义 ①生物体的绝大多数细胞都经历未分化—分化—衰老—死亡的过程； ②细胞衰老是时刻都在发生的 ①清除多余、无用的细胞； ②清除完成正常使命的衰老细胞； ③清除体内的有害细胞； ④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定 对周围细胞造成伤害，引发炎症
对机体的影响 对机体有利 对机体有利 对机体有害
四、细胞的死亡
通俗地说，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：
克里斯汀·德·迪夫
四、细胞的死亡
3、细胞的自噬
③一般情况，细胞自噬不会导致细胞死亡，但有些激烈的细胞自噬可能会诱导细胞凋亡。
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。
（2）作用：
四、细胞的死亡
溶酶体
肌肉细胞的维持
关爱细胞 健康生活
使营养缺乏的细胞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）意义：
四、细胞的死亡
随着年龄的增长，细胞自噬作用减弱，骨骼肌肌肉退化。
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。
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？
2、细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
3、根据以上分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力。
无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。
有关系。比如白细胞吞噬细菌病毒，寿命较短。
细胞种类 小肠上皮细胞 平滑肌细胞 （分布于内脏器官） 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
皮肤表皮细胞的寿命约10d。生发层的分裂能力强。
四、细胞的死亡
1、(2016·全国课标卷Ⅱ，1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是
A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
2、(2019全国卷I·1)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是
A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞澜亡
B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象
C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死
练习
B
B
3、（03江苏41）胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（简称胸苷）在细胞内可以转化为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有3H—胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时后洗去游离的3H—胸苷。连续48小时检测小肠绒毛的被标记部位，结果如下图（黑点表示放射性部位）。
练习
请回答：
（1）处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，这说明什么？
（2）处理后24小时左右，在b处可以检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，为什么？
小肠黏膜层只有a处的细胞能进行DNA复制和细胞分裂
a处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞推向b处，直至c处
练习
（3）如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？
（4）上述实验假如选用含有3H—尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况将会怎样？为什么？
小肠黏膜细胞上的放射性将会因为细胞的衰老、死亡、脱落而消失
在小肠黏膜层的各处都可以检测到放射性，
因为小肠黏膜层上的细胞不断进行mRNA的合成。
练习
4、(2019浙江4月选考·14)同一个体的神经细胞与巨噬细胞的功能不同。下列关于这两种细胞的叙述，错误的是
A.不会脱分化到受精卵的状态
B.细胞核中的染色体数目相同
C.功能不同是由于发生了细胞分化
D.功能差异是在减数分裂过程中形成的
5、研究发现，核仁的稳定性下降、线粒体功能失调等均会引起细胞的衰老，而身体中细胞衰老的速度决定了我们寿命的长短。下列相关叙述正确的是
A.衰老细胞中黑色素的合成加快，导致“老年斑”的出现
B.衰老细胞中细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
C.个体衰老与细胞衰老的速度有关，衰老个体中均是衰老细胞
D.细胞死亡一定是细胞衰老导致的，衰老细胞染色体结构的稳定性下降
B
练习
D
6、下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。
据图分析，不正确的是
A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能
B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达
C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
D．凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用
C
练习
7、异常活泼的带电分子或基团称为自由基。如图是自由基学说示意图，下列有关叙述不正确的是
A.②①过程引起的作用效果有利于延缓细胞衰老
B.若③过程使黑色素细胞的酪氨酸酶活性降低，不会引起白化病
C.若③过程使细胞膜上葡萄糖的载体受损，葡萄糖将无法进出细胞
D.④过程可能导致生物的性状发生改变
A
练习
9、人工合成的二甲基精氨酸能加强细胞中内质网的糖基化功能，促进蛋白质的运输和分泌，同时能诱导细胞凋亡并促进细胞更新，下列叙述正确的是
A.消化酶、抗体和激素的合成与分泌均与细胞中的内质网有关
B.二甲基精氨酸对细胞的作用体现了细胞间信息传递的功能
C.使用二甲基精氨酸后，衰老细胞中各种酶的活性会大大降低
D.使用二甲基精氨酸后，细胞内的生物膜系统更新速度会加快
D
8、20世纪90年代以来,关于细胞衰老机制科学家提出了许多假说,下列说法错误的是
A.目前大家普遍接受的是端粒学说和自由基学说
B.每条染色体只有一端含有端粒
C.端粒是一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体
D.端粒只存在于真核细胞中,人体细胞内端粒的平均长度随年龄增大而变短
B
练习
10、下图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，请据图回答下列问题：
(1)该图可以用来表示下列哪些生物细胞的重大生命活动？________(填序号)。
①噬菌体　②酵母菌　③乳酸菌　④变形虫　⑤海带　⑥蚯蚓　⑦玉米　⑧蘑菇
⑤⑥⑦⑧
(2)A、B、C、D四项生命活动中，在人幼年时期能够发生的是_________
______，对于人体有积极意义的是_____________(填字母序号)。
A、B、
C、D
A、B、C、D
(3)B过程的结果导致细胞在_____________________等方面发生改变，但是细胞中的遗传物质_______(填“发生”或“未发生”)改变。
形态、结构和生理功能
未发生
练习
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
复习与提高
二、拓展应用
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。
复习与提高
【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。
谢谢大家