6.3 细胞的衰老和死亡(课件共44张PPT)

(共44张PPT)
第3节 细胞的衰老和死亡
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？
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。
有密切的关系，毛囊黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑素色合成减少，头发就会变白。
问题探讨
3. 细胞衰老与个体衰老有什么关系？
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？
老年人体内有幼嫩的细胞，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，最后细胞凋亡、脱落。
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，个体衰老过程也是组成细胞普遍衰老的过程。
问题探讨
1
细胞衰老的特征
2
细胞衰老的原因
3
细胞衰老与个体衰老的关系
4
细胞的死亡
探究一：个体衰老外貌特征的原因分析
皮肤干燥、皱纹
头发变白
老年斑
吸收能力下降
行动迟缓无力
人体的衰老会表现出哪些特征？
请同学们先阅读图6-8，尝试从分子和细胞水平找出与相应衰老外貌特征的原因。
细胞膜通透性功能改变
细胞衰老的主要特征
细胞内水分减少，体积变小
细胞内酶（酪氨酸酶）活性降低
细胞内色素(脂褐素)的积累
细胞内呼吸速率减慢
皮肤干燥、皱纹
头发变白
老年斑
吸收能力下降
行动迟缓无力
探究一：个体衰老外貌特征的原因分析
1. 细胞衰老概念
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。
衰老细胞核
正常细胞核
衰老细胞
正常细胞
一、细胞衰老的特征
一大一小一多，一少两慢两低
④细胞内多种酶的_____
______，呼吸速率____ ，新陈代谢速率_____
降低
①细胞膜______ 改变，使_____________降低
②细胞核的体积____，核膜_____，染色质____、染色_____
③细胞内的____减少，细胞____，体积____
⑤细胞内的____ 逐渐___ ，妨碍细胞内物质的____ 和_____
通透性
物质运输功能
增大
内折
收缩
加深
水分
萎缩
变小
减慢
色素
减慢
积累
交流
传递
活性
记忆小贴士
2. 细胞衰老的特征
形态
结构
功能
功能
功能
一、细胞衰老的特征
“一大一小一多两低”
一大
细胞核增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
一小
细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢速率减慢。
一多
细胞内色素增多。
两低
多种酶活性降低；
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。
记忆小贴士
一、细胞衰老的特征
说到抗衰老的护肤品成分，就不得不提SOD了。在一些面膜、面霜、精华液等护肤品都可以见到SOD的身影，还被很多人称为“自由基的克星”。还有“白藜芦醇”、“花青素”等。
那什么是自由基呢？
二、细胞衰老的原因
细胞衰老机制是当今科学家研究的热门课题，现在人们普遍接受
的有两种假说：自由基学说和端粒学说。
（1）自由基：
异常活泼的带电分子或基团
（2）特性：含有未配对的电子，
表现出高度的反应活泼性
如A∶B, A和B分开，各带走一个
电子,它们就是未成对电子。
A∶B → A· + ·B
A·和·B 就为自由基
细胞中的氧化反应
辐射
有害物质的入侵
（3）产生：
（4）危害：
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。
二、细胞衰老的原因
1.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。
2O2-+2H+→H2O2+O2
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
（5）延缓细胞衰老：
二、细胞衰老的原因
1.自由基学说
资料3 2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国生命科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。端粒酶具有调控端粒长短的能力。当端粒酶不活跃时，每次细胞分裂，端粒就变短，端粒的缩短和消耗会进一步加速人体的衰老，因此，端粒与端粒酶直接决定着人类的生老病死。
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。
端粒保护染色体内部基因正常表达
二、细胞衰老的原因
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
端粒
2.端粒学说
二、细胞衰老的原因
（2）机理：
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。
1.从实验1中你能得出什么结论？
讨论：
2.是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？
细胞核
随着年龄的增长，细胞分裂次数减少。
三、细胞衰老与个体衰老的关系
资料4 草履虫是单细胞生物，一个生物体就是一个细胞，对于草履虫来说，细胞衰老等于个体衰老。
资料5 人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以代替衰老的细胞；血液中红细胞快速更新，可以保障机体的氧化供应；老年人骨折后愈合慢；老年人免疫力降低。
细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
多细胞生物：
单细胞生物：
细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡
从资料4和5中你能得到什么启示？
讨论：
三、细胞衰老与个体衰老的关系
多细胞生物个体衰老=组成个体的细胞普遍衰老
（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。
（2）不利方面：众多细胞及组织的衰老会引起个体衰老，导致个体出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象。
四、细胞衰老的意义
1.适宜的体育锻炼，乐观的生活态度；
2.适当的空气负离子浓度能延缓衰老；
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）；
4.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；
SOD（超氧化物歧化酶）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充SOD具有抗衰老的特殊效果。
延缓衰老方法
衰老不可抗拒，但可延缓！
84岁的钟南山院士
合理的饮食结构
良好的生活习惯
适宜的体育锻炼
乐观的生活态度
1. 细胞死亡方式
细胞凋亡（主要方式）、细胞坏死
五、细胞的死亡
胎儿手的发育
人胚胎发育中尾的消失
讨论：
1.凋亡发生在什么时期？
2.细胞凋亡的一般流程是怎样的？
发生在生物体整个生命历程中，对于多细胞生物体的而言新细胞的产生和一些细胞的凋亡过程是同时存在的。
凋亡开始
凋亡小体形成
凋亡小体逐渐被邻近的细胞或体内吞噬细胞吞噬
凋亡细胞的残余物质被消化后重新利用
五、细胞的死亡
（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。
2. 细胞凋亡
凋亡相关基因选择性表达的结果
五、细胞的死亡
（2）实质：
细胞收缩
凋亡小体
被吞噬细胞吞噬消化
正常细胞
（3）过程：
（4）细胞凋亡的类型：
①细胞的自然更新，如红细胞的更新。
②某些被病原体感染的细胞的清除，如白细胞因吞噬过多的细菌而死亡。
③正常发育过程中器官的退化，如蝌蚪尾的消失。
（5）细胞凋亡的意义
①利于多细胞生物体完成正常发育
胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的消失
人体胚胎时期，尾的消失
蝌蚪尾的消失
（5）细胞凋亡的意义
②维持内部环境的稳定
③抵御外界各种因素的干扰
清除受损、突变、衰老的细胞
某些被病原体感染的细胞的清除
3. 细胞坏死：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。
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
例如：骨细胞坏死，神经细胞坏死等。
细胞坏死不是由基因决定的，是一种非正常的死亡，对机体有害。
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
3. 细胞凋亡和细胞坏死的比较
受凋亡基因控制
不受基因控制
生理性
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
被动的
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。
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。
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。
有关系。
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。
（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。
4. 细胞自噬
（2）意义
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。
③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
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；
溶酶体
肌肉细胞的维持
关爱细胞 健康生活
必修1结束
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
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 ,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。
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
C
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
A
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
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
D
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
A
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 。
19.3
17.3
2
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。
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？
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）上述实验说明细胞凋亡具有什么特点？
（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。
严格的由遗传机制决定的程序性控制,是由基因所决定的细胞 自动结束生命的过程。
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 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 生活。由此可见，细胞凋亡有利于 物体的生存。