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6.3 细胞的衰老和死亡
导入新课
随着科学迅猛的发展,科学家们揭开了许多长寿的密码,在未来世界,长生不老会不会成为可能吗?
看看他们都是谁?
袁隆平
钱学森
杂交水稻之父
中国石油开采技术的奠基人
中国航天事业的奠基人
王德民
早衰症
衰老症状 原因分析
皮肤干燥、皱纹、变矮
头发变白
老年斑
吸收能力下降
行动迟缓无力、怕冷
细胞水分减少,体积减小
细胞内的酶(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
细胞呼吸速度减慢
衰老症状与原因分析
1
概念:
细胞的 和 发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的 、 、 和 发生变化。
生理状态
化学反应
形态
结构
功能
衰老细胞核
正常细胞核
衰老细胞
正常细胞
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,核膜内折,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
注意1:并不是所有酶活性降低,与有关色素积累合成相关酶活性增强
细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递
注意2:并不是所有色素都积累,例如黑色素合成减少
1
1
2
3
4
5
2
细胞衰老的特征
2. 细胞衰老的特征 记忆口诀
一大
细胞核的体积增大,染色质收缩,染色加深。
一小
细胞体积变小。
一多
细胞内的色素逐渐积累增多。
两低
细胞膜的物质运输功能降低,多种酶的活性降低。
一少
两慢
细胞内的水分减少。
细胞内的呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
考点一、细胞的衰老
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?
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。
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?
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。
3.细胞衰老与个体衰老有什么关系?
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。
(1)自由基学说
自由基
磷脂
DNA
蛋白质
攻击
产生
细胞
衰老
基因突变
活性下降
生物膜损伤
异常活泼的带电分子或基团
3
细胞衰老的原因
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。
物质:VE、VC、类胡萝卜素、茶多酚等
酶:超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等
3
细胞衰老的原因
(2)端粒学说
①端粒: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。
端粒内侧正常的DNA序列受损伤
细胞衰老
细胞分裂
端粒DNA序列缩短
RNA
蛋白质
肿瘤细胞
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。
肿瘤细胞为什么能无限增殖呢?
4
细胞衰老与个体衰老的关系
单细胞生物
细胞的衰老和死亡 = 个体衰老死亡
多单细胞生物
细胞的衰老和死亡 ≠ 个体衰老死亡
个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程
年龄越大的个体的体细胞可增殖代数越少,反之越多。细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。
细胞核
细胞随着分裂次数的增多而衰老
5
细胞衰老的意义
1
细胞的凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡,是细胞内遗传机制程序性调控的结果,又叫细胞程序性死亡。
①概念:
②作用:
完成正常发育,维持内部环境稳定,抵御外界因素干扰起关键作用。
a.有利于清除多余无用的细胞;
b.有利于清除完成正常使命的衰老细胞;
c.有利于清除体内的有害细胞。
③意义:
资料:人和青蛙是无尾的动物,但是人胚胎初期是有尾的,青蛙在幼体蝌蚪时也是有尾的。
问题:那么人和青蛙的尾哪里去了?与什么细胞器有关?
在发育过程中,尾部细胞编程性死亡, 即细胞凋亡,使尾部自动消失。溶酶体。
指细胞受到强烈理化或生物因素作用引起的细胞无序变化的非正常死亡过程,是细胞的一种病理性死亡。
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
如:骨细胞坏死,神经细胞坏死等。
2
细胞坏死
(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。
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
1.下列各项不属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞内水分减少
B.细胞呼吸速率减慢
C.细胞内色素积累较多
D.细胞膜通透性不变,物质运输功能增强
D
2.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述,不正确的是 ( )
A.细胞凋亡是一种自然的生理过程
B.细胞坏死是一种病理性变化
C.蝌蚪尾巴的消失是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
D.被病原体感染的细胞是通过细胞坏死来清除的
D
3.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
4.IAPs是一种控制细胞凋亡的蛋白质,其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域,如果人为去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡。下列相关说法中,错误的是( )
A.细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡
B.如果去掉癌细胞中IAPs的核心结构RING区域,则可以有效促进癌细胞凋亡
C.IAPs的合成可以不受基因的控制
D.RING区域的功能最可能是抑制细胞凋亡
C