生物人教版（2019）必修1 6.3 细胞的衰老和死亡（共25张ppt）

(共25张PPT)
第三节 细胞的衰老和死亡
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？年轻人体内有没有衰老的细胞？
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。
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。
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。但从总体来看，个体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程
一.细胞衰老的特征
1.细胞膜
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
2.细胞核
细胞核的体积增大
核膜内折
染色质收缩，染色加深
3.细胞质
细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小
细胞内多种酶活性降低，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
一.细胞衰老的特征
衰老症状 原因分析
皮肤干燥发皱
头发变白
老人斑
无力
吸收能力下降
细胞水分减少，体积变小
细胞内酪氨酸酶活性降低，产生的黑色素减少
细胞内色素（脂褐素）的累积
细胞内呼吸速率减慢
细胞膜通透性改变
二.细胞衰老的原因
1.自由基学说
①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
②自由基的产生
自由基
辐射
细胞中的氧化反应
有害物
质入侵
二.细胞衰老的原因
1.自由基学说
③细胞衰老的原因
自由基
攻 击
磷脂
DNA
蛋白质
生物膜损伤
基因突变
活性下降
产生
细胞衰老
二.细胞衰老的原因
2.端粒学说
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。
端粒的显微镜照片
（染色体为红色，黄色荧光显示端粒）
端粒
二.细胞衰老的原因
2.端粒学说
②端粒学说的内容
端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加，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，结果使细胞活动逐渐趋于异常。
端粒
着丝粒
染色体
端粒
三.个体衰老与细胞衰老的关系
1.单细胞生物：
细胞衰老=个体衰老
大肠杆菌
草履虫
酵母菌
2.多细胞生物：
细胞衰老≠个体衰老
多细胞生物体衰老是细胞普遍衰老的过程
衰老个体内也有幼嫩细胞，年轻个体内也有衰老细胞
人体细胞每天更新率为1%~2%
如肝细胞寿命约为18个月；皮肤细胞的寿命为十多天；消化道内壁细胞寿命只有几十个小时
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：
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
讨论
从实验1中你能得出什么结论？
年龄越大的个体的体细胞可增殖代数减少，年龄越小的个体的体细胞可增殖代数越多，细胞增殖的能力与个体的年龄有密切关系
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
是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？
细胞核对细胞分裂影响大一些
四.细胞衰老的意义
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
①人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以替代衰老细胞。
②血液中的红细胞快速更新，可以保障机体所需氧气的供应。
五.细胞的死亡
1.细胞死亡的类型
细胞
死亡
细胞凋亡
细胞坏死
细胞死亡的主要类型
五.细胞的死亡
2.细胞凋亡
①定义
由基因决定的细胞自动结束生命的过程，叫做细胞凋亡。又称编程性死亡。
②类型
（1）个体发育中细胞的编程性死亡
a.人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失。
b.蝌蚪尾的消失也是通过细胞自动死亡实现的。
c.在胎儿手的发育过程中，五个手指最初连在一起，像一把铲子，后来随着指间的细胞自动死亡，才发育为成形的手指。
五.细胞的死亡
2.细胞凋亡
②类型
（2）在成熟的生物体中，细胞的自然更新
正在发育以及发育成熟的生物体中，细胞发生凋亡的数量是惊人的。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再发育的过程中，约有50%的细胞凋亡。
（3）被病原体感染的细胞的清除
五.细胞的死亡
3.细胞凋亡的意义
①保证多细胞生物体完成正常发育
通过凋亡，能够清除体内多余的、受损或危险的细胞，而不对周围的细胞或组织产生损害。
②维持内部环境的稳定
③抵御外界各种因素的干扰
机体通过细胞凋亡来清除那些受到环境伤害或者被病原体感染的细胞。
六.细胞的坏死
1.细胞坏死的定义
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。
六.细胞的坏死
2.细胞坏死与细胞凋亡的比较
项目 细胞坏死 细胞凋亡
基因调控
诱因
生化特征
形态变化
炎症反应
无
有
强烈的病理性因子刺激
生理性刺激
被动过程，无新蛋白质合成，不耗能
主动过程，有新蛋白质合成，耗能
细胞结构全面解体、破坏
膜泡、细胞器相对完整、形成凋亡小体
有
无
七.细胞自噬
1.定义
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。
七.细胞自噬
2.意义
①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。
②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。
③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。
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 1~2d 很长 很长 很长 5~7d
能否分裂 能 能 不能 绝大多数不能 不能
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？
有关系。
3.根据以上数据分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力？
皮肤表皮细胞的寿命约为10d，不能分裂。
训练题
1.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
D
2.鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成与消失是如何进行的，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。
鸡爪
鸭掌
实验①
实验②
鸡爪长成了鸭掌
鸭掌长成了鸡爪
依据实验回答下列问题：
（1）如何判断鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是细胞凋亡，而不是细胞坏死造成的结果？
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，细胞坏死是指细胞在种种不利因素下而导致的死亡。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.鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成与消失是如何进行的，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。
依据实验回答下列问题：
（2）上述实验说明细胞凋亡具有什么特点？
受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
（3）依据鸡爪和鸭掌的结构及功能特点，说明细胞凋亡对于个体发育的重要意义？
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，有利于鸡适应陆地生活，而鸭掌上的蹼没有消失，这有利于鸭适应水生生活。由此可见，细胞凋亡有利于生物体的生存。