生物人教版（2019）必修1 6.3细胞的衰老和死亡（共22张ppt）

(共22张PPT)
第6章 第3节 细胞的衰老和死亡
学习目标 素养目标
　1.描述细胞衰老的特征和原因 　2.描述细胞凋亡和细胞坏死的区别 　3.探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系,关注老年人的健康 　1.生命观念:形成初步的结构与功能观,形成科学的自然观
　2.科学思维:比较细胞凋亡和细胞坏死异同,发展归纳与概括的科学思维
　3.社会责任:关注细胞的衰老和死亡等的研究,阐明这些研究成果对于增进人类健康的重要意义。关注我国已经步入老龄化社会的现状,特别关爱老年人
从受精卵开始，细胞经过不断的分裂和分化，形成具有多种结构和功能的组织器官，并发育为完整的胚胎。最后，生长发育为成熟的个体
生长和衰老、出生和死亡，是生物界的正常现象，对于细胞亦是如此
一、细胞衰老
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
细胞内的色素逐渐积累 ，妨碍细胞内物质的积累和传递
细胞膜通透性改变，使运输功能降低
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
细胞衰老的变化及影响
(1)DNA复制与转录一般受抑制；蛋白质合成减弱；酶部分或完全失活等。
(2)细胞核增大，核膜内折；染色质收缩；细胞质色素积聚；线粒体数目减少；高尔基体碎裂；糖原减少。
(3)物质运输功能降低；呼吸速率减慢等功能改变。
(4)产生细胞更新现象，如造血干细胞增殖分化出各类血细胞。
一、细胞衰老
细胞衰老的特征
衰老细胞的变化
成分 水分减少，色素积累
形态 细胞萎缩，体积变小
结构 细胞膜通透性改变，细胞核体积变大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
功能 多种酶活性降低
新陈代谢速率降低
呼吸速率减慢
物质运输功能降低
细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞形态、结构和功能上都发生变化
细胞衰老的特征可归纳为两个方面
一是形态结构的变化，包括细胞核体积增大，核膜内折；细胞体积变小等。二是代谢速率的变化：
衰老症状 原因分析
老年斑
头发变白
吸收能力下降
行动迟缓无力、怕冷
皮肤干燥、皱纹、变矮
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
一、细胞衰老
个体衰老与细胞衰老的关系
单细胞生物
多细胞生物
一、细胞衰老
个体衰老与细胞衰老的关系
老年人体内有幼嫩的细胞吗？ 年轻人体内有衰老的细胞吗？
有，如造血干细胞
有，总有一部分细胞正在衰老或走向死亡，有利于记忆更好的自我更新
个体衰老与死亡=细胞衰老与死亡
个体衰老与死亡=细胞普遍衰老与死亡
实验1：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
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？
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，细胞中的一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活（教材P125）
一、细胞衰老
(1)单细胞生物?的细胞衰老=个体衰老；多细胞生物的细胞衰老≠个体衰老，但是，多细胞生物个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。个体衰老和细胞衰老都是生物体正常的生命现象。
(2)衰老细胞的新陈代谢减慢的原因
①多种酶活性降低 化学反应速率减慢 新陈代谢速率减慢。
②水分减少，特别是自由水含量减少 新陈代谢速率减慢。
③细胞器数量减少，如线粒体数量减少 新陈代谢速率减慢。
3
导致
引起
引起
引起
自由基是什么？
异常活泼的带电分子或基团称为自由基，表现出高度反应的活泼性
自由基是怎样产生的？
细胞内不断进行各种氧化反应，这些反应很容易产生自由基。辐射及有害物质的入侵刺激细胞产生自由基
自由基的危害有哪些？
攻击或破坏细胞内的生物分子，如磷脂、蛋白质、DNA等。当自由基产生超过机体的清除能力，过多的自由基就会对许多细胞组织造成损伤
自由基学说
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。
一、细胞衰老
细胞衰老的原因
自身氧化、辐射及有害物质入侵等
自由基
磷脂分子
DNA
蛋白质
是异常活泼地带电分子或基团
自由基
（雪崩式反应）
基因突变
活性下降
端粒学说
染色体两端具有特殊序列的DNA-蛋白质复合体
端粒DNA会随细胞分裂次数增加而不断缩短。细胞DNA每复制一次端粒就缩短一段，当缩短到一定程度时，可能会启动DNA损伤检测点，激活相关基因，导致不可逆地退出细胞周期，走向衰亡
每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截
端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤
细胞活动渐趋异常
一、细胞衰老
细胞衰老的原因
端粒
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“
端粒DNA序列
据研究，端粒的长度与端粒酶的活性有关。端粒酶由RNA和蛋白质组成，是一种逆转录酶，能以自身的RNA为模板合成端粒DNA。在分裂旺盛的细胞(如肿瘤细胞)中，端粒酶活性较高，细胞能无限增殖，没有衰老现象；而正常体细胞中端粒酶的活性很低，呈抑制状态，所以随细胞分裂次数的增加，细胞会衰老、死亡。
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
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
例如：血液中红细胞的快速更新可保障机体所需氧气的供应
（1）有利方面
（2）不利方面
一、细胞衰老
细胞衰老的意义
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
思考：衰老的细胞命运将如何
在一定的条件下，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
意义：
获得维持生存所需的物质和能量
清除受损或衰老损伤的细胞器，以及感染的
微生物和毒素，维持细胞内部环境的稳定
激烈的细胞自噬可诱导细胞凋亡，对许多疾
病的防治如癌症等有重要意义
二、细胞自噬
细胞自噬的作用
细胞自噬是细胞对自身内部物质进行周转的过程，主要有以下作用：
(1)在缺乏营养条件下，获得维持生存所需的物质和能量。
(2)细胞受到损伤或衰老时，清除受损或衰老的细胞器。
(3)微生物入侵时，清除感染的微生物和毒素。
细胞凋亡：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（教材P126）
（1）实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果
三、细胞死亡
细胞凋亡
细胞凋亡的过程
(1)凋亡的开始：细胞膜向内皱缩，细胞连接消失，内质网膨胀，染色质收缩并沿核膜分布。
(2)凋亡小体的形成：核膜破裂，染色质断裂成大小不等的片段，与某些细胞器聚集后被一些内陷的细胞膜包围，形成凋亡小体。
(3)细胞的解体：凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被吞噬细胞吞噬并消化。
(2)细胞凋亡的类型
思考：衰老细胞内基因表达都下降，酶活性都减弱吗？
促进细胞凋亡的基因加强，相应的酶活性也增强。
(3)细胞凋亡的意义
三、细胞死亡
细胞凋亡
②在成熟的生物体中，细胞的自然更新
③被病原体感染的细胞的清除
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
①个体发育中细胞的编程性死亡
保证多细胞生物体完成正常发育
维持内部环境的稳定
抵御外界各种因素的干扰
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
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
细胞凋亡的主要类型
(1)由于细胞衰老、局部的有害突变、DNA功能缺失等不利因素，细胞会自行裂解死亡。
(2)成熟个体中细胞的自然更新。
(3)被病原体感染的细胞的清除。
以上任何一种类型的凋亡对生物体而言都是有利的。
易发生细胞凋亡的几种细胞
(1)衰老细胞，如人的成熟红细胞约120天后会自然死亡。
(2)发育不正常的细胞。
(3)有害细胞，如被病毒感染的细胞。
(4)无用细胞，如蝌蚪变成青蛙时，尾部细胞的退化。
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
正常细胞
代谢受损中断
细胞损伤或死亡
极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
概念
三、细胞死亡
细胞坏死
项目 细胞的凋亡 细胞的坏死
与基因的关系 受基因控制 不受基因控制
细胞膜的变化 内陷 破裂
形态变化 细胞变圆， 与周围细胞脱离 细胞外型不规则变化
影响因素 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 强烈的物理化学因素和严重的病理性刺激
核与核膜 形成凋亡小体 膜破裂，碎核释放
对机体的影响 对机体有利 对机体有害
三、细胞死亡
细胞凋亡VS坏死
触摸云端
1、（2021·1月浙江选考）秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是（　　）
A．细胞凋亡 B．细胞衰老 C．细胞癌变 D．细胞分裂
2、（2021·广东高考真题）研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是（ ）
A．上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复
B．上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡
C．上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制
D．PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究
A
D
3．（2021·河北高考真题）关于细胞生命历程的叙述，错误的是（ ）
A．细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质
B．清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老
C．紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一
D．已分化的动物体细跑的细胞核仍具有全能性
4．（2020年江苏省高考生物试卷·4）下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是（ ）
A．高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖
B．癌变细胞内发生变异的基因都不再表达
C．正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老
D．凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死
触摸云端
A
C
5．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·7）下列与细胞生命活动有关的叙述，正确的是（ ）
A．癌细胞表面粘连蛋白增加，使其容易在组织间自由转移
B．高等动物衰老细胞的线粒体体积随年龄增大而减小，呼吸变慢
C．高等植物胚胎发育过程中，胚柄的退化是通过编程性细胞死亡实现的
D．愈伤组织再分化形成多种类型的细胞，这些细胞中mRNA的种类和数量相同
6．（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凋亡
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
触摸云端
C
B
①细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大　②细胞体积变大，细胞内色素积累　③细胞膜通透性改变，物质运输功能降低　④能继续分化，具有发育成完整个体的潜能　⑤生理状态和化学反应已发生了复杂变化
A．①②③ B．③④⑤ C．①③⑤ D．②③⑤
下列关于人体细胞的叙述，错误的是(　　)
巩固训练
1
在检测某种生物个体的某组织时，发现该组织细胞内的水分减少，多种酶的催化效率降低，那么该组织细胞最可能出现的变化还有(　　)
2
1
D
2
C
A．人的正常体细胞的分裂次数是有限的
B．自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老
C．细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除
D．衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的
【例1】
如图表示细胞凋亡的部分原理，其中DNase为脱氧核糖核酸酶，能够切割DNA形成DNA片段；Caspases是一组存在于细胞质中具有相似结构的蛋白酶，负责选择性切割某些蛋白质。下列有关分析不正确的是(　　)
A．图示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．DNase能够破坏细胞的生命控制系统，从而影响细胞代谢
C．细胞凋亡过程中既有蛋白质的合成，也有蛋白质的降解
D．在凋亡诱导因子的诱导下，相关凋亡基因发生突变，导致细胞凋亡
5
D
巩固训练
5
A．细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的
B．细胞死亡是细胞凋亡的同义词
C．细胞坏死受到严格的由遗传机制决定的
程序性调控
D．细胞的自然更新、被病原体感染的细胞
的清除也是通过细胞凋亡来完成的
秀丽隐杆线虫的ced3、ced4基因发生突变失活后，原先应该凋亡的131个细胞依然存活；ced9基因突变失活会导致所有细胞在胚胎期死亡，无法得到成虫。据此推测不合理的是(　　)
6
(多选)下列关于细胞凋亡与细胞坏死的说法，正确的是(　　)
7
6
D
7
AD
【例3】
A．ced3、ced4基因是131个细胞中选择性表达的基因
B．ced9基因在线虫发育过程中抑制细胞凋亡
C．ced3、ced4基因在线虫发育过程中促进细胞凋亡
D．ced9基因直接抑制ced3、ced4基因的表达
巩固训练
分裂次数
高中阶段常考的单细胞生物汇总
细胞的分裂次数
在适宜条件下，癌细胞能无限增殖，成为“不死”的永生细胞。正常细胞都具有一定的最高分裂次数，如人的细胞一生只能分裂50～60次。然而癌细胞却没有最高分裂次数的限制。
单细胞生物
(1)草履虫：用于探究生物的应激性。
(2)伞藻：通过嫁接实验，探究细胞核的功能。
(3)变形虫：通过分割实验探究细胞核的功能。
(4)酵母菌：探究细胞的呼吸方式。
(5)大肠杆菌：原核细胞的结构模型。
(6)蓝细菌：能进行光合作用，但无叶绿体的自养型生物。
(7)硝化细胞：能进行化能合成作用的自养型生物。
(8)乳酸菌：无氧呼吸产乳酸的厌氧生物。
2
知识拓展
3
触类旁通