生物人教版（2019）必修一6.3细胞衰老和死亡（共22张ppt）

(共22张PPT)
第6章 细胞的生命历程
6.3细胞衰老和死亡
【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？
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。
个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞增殖分化产生的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤的表皮细胞衰老成角质层细胞，最后凋亡脱落。
1.单细胞生物体：个体衰老=细胞衰老
大肠杆菌
变形虫
酵母菌
一、个体衰老与细胞衰老的关系
2.多细胞生物体：个体衰老≠细胞衰老
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；小肠上皮细胞寿命只有1-2天。
多细胞生物个体体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程
二、细胞衰老
1.概念：
2.特征：
细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
（1）细胞膜
（2）细胞核
（3）细胞质
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
①细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小
②细胞内多种酶活性降低，呼吸速率减慢，细胞新陈代谢速率减慢
③细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
衰老症状 原因分析
皮肤干燥、皱纹
头发变白
老人斑
吸收能力下降
细胞水分减少，体积减小
细胞内的（酪氨酸）酶活性降低
细胞内色素（脂褐素）逐渐积累
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
体弱无力
细胞呼吸速率减慢
衰老的症状与原因分析
细胞衰老的主要特征
细胞内多种酶活性降低
酪氨酸
黑色素
酪氨酸酶
黑发
酪氨酸
黑色素减少
酪氨酸酶
白发
活性下降
3.原因：
异常活泼的带电分子或者基团。
①自由基的定义：
②自由基的特点：
③学说内容：
攻击磷脂，产生更多自由基，再去攻击别的分子；
攻击DNA，可能引起基因突变；
攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，使细胞衰老。
自由基
细胞中的氧化反应
辐射
有害物质入侵
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。
（1）自由基学说：
含有未配对电子，表现出高度的活泼性。
（2）端粒学说
端粒
①端粒的定义：
②端粒的特点：
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
细胞活动逐渐趋异常
细胞核
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DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截
③学说内容：
【思考·讨论】年龄因素与细胞衰老的关系
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。
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？
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2-4
年龄越大的个体的体细胞可增殖代数越少，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的关系。
细胞核
三、细胞死亡
思考：1.胎儿的手在发育过程中经历了怎样的变化？
2.在手的发育过程中，什么细胞发生了凋亡，这些凋亡对于人类来说有什么意义？
手指间细胞逐渐发生了凋亡。手指分开，更适应抓握物体，使人类更好适应环境。
图1 胎儿手的发育
（1）概念：
（2）机制：
（3）例子：
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
1.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。
个体发育中的自动死亡
如：人、蝌蚪在发育过程中尾的消失等
成熟个体中细胞的自然更新：
如：花瓣的自然凋落，人红细胞正常死亡、更新等
被病原体感染的细胞的清除
如：白细胞吞噬病菌，效应T细胞裂解含有病毒的靶细胞等
与凋亡相关的基因选择性表达的结果
图2 细胞凋亡的过程
注意：细胞凋亡过程中存在基因的选择性表达，负责凋亡的基因表达。
【相关信息】
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在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。
鸡爪、鸭掌在胚胎期都有蹼状结构，但出生的小鸡爪之间却没有蹼状物。
推测鸡爪尖的蹼状物是如何消失的？是由什么因素决定的？鸡爪和鸭蹼的不同形态对其生活方式和环境而言有什么意义？
资料：
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。
保证多细胞生物完成正常发育
维持内部环境的稳定
抵御外界各种因素干扰
（4）意义：
　　
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；
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，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。
（1）概念：
（2）实例
2.细胞坏死
膜泡、细胞器相对完整，形成凋亡小体
细胞结构全面解体、破坏
项目 细胞凋亡 细胞坏死
原因
范围
发生时机
基因调控
对机体影响
炎症反应
细胞坏死与细胞凋亡比较
自然生理过程
病理性变化或剧烈损伤(强烈刺激)
多为单个细胞
大片组织或成群细胞
非随机发生，有一定程序
随机发生
有
无，被动进行
有利
不利
无
有
3.细胞自噬
（1）概念：
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，就是细胞吃掉自身地结构和物质。
植物细胞和酵母菌通过液泡完成该过程
（2）作用：
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。
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。
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
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？
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？
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，生发层细胞分裂能力强。
练习与应用
一概念检测
1.(1)x ; (2)V; (3) V;(4)x
2. C
二拓展题
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行，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.C 2.A 3.C 4.D 5.A
二、选择题
1. (2) 19.3 17.3 2
2.(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：
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。
(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物体的生存。
3.略