4.3细胞凋亡是编程性死亡（教学课件）（共26张PPT)-高中生物学浙科版（2019）必修一

(共26张PPT)
4.3细胞凋亡是编程性死亡
第四章 细胞的生命历程
教学目标
基于结构与功能观，分析衰老细胞的特征，认同细胞衰老是细胞正常的生命历程。(生命观念)
基于实例的分析与整合，分析细胞凋亡的含义，并认同细胞凋亡是细胞正常的生命历程。(科学思维、生命观念)
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课堂导入
生老病死”是生物界的普遍现象，生物个体是这样，作为生物体基本结构和功能单位的细胞亦如此。细胞的衰老、死亡是如何发生的？对生命活动有什么意义？
衰老细胞的结构和代谢产生异常
衰老又称老化，通常指生物个体发育成熟后，随着年龄的增加，机能减退，内环境稳定性下降，趋向死亡的不可逆的现象。
概念
衰老和死亡是生命的基本现象，生命的更新、种族的延续就是在生与死的交替中进行的。细胞衰老是细胞生命活动的必然规律。
衰老现象
机体的衰老是否源于细胞的衰老？
衰老细胞的结构和代谢产生异常
单细胞生物
个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡
多细胞生物
个体衰老与死亡≠细胞衰老与死亡
细胞普遍衰老与死亡
衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.人体衰老与细胞衰老并不是一回事。
2.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。
3.从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
生物体内的细胞不断地衰老和死亡，同时又有增殖产生的新细胞来代替它们。
如高等动物和人的肠道上皮细胞，每24~48小时更新一次；人红细胞的寿命为100~120天。人体每立方毫米血液中有数百万个细胞，所以每分钟就有数百万至数千万个红细胞死亡，同时又有同样多的新细胞生成。
意义
衰老细胞的结构和代谢产生异常
细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境损伤作用后，因缺乏完善的修复，使遗传物质“差错”积累所致。
原因
（1）“端粒DNA”长度影响细胞增殖的次数。
（2）衰老相关基因的活化导致细胞衰老。
（3）细胞代谢产物（如脂褐质）的积累。
（4）自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质、磷脂等。
（5）机体自我修复能力下降，遗传物质差错积累。
影响因素
衰老细胞的结构和代谢产生异常
特征
细胞膜的流动性降低
衰老细胞的结构和代谢产生异常
特征
衰老细胞的结构和代谢产生异常
特征
衰老细胞的结构和代谢产生异常
特征
衰老细胞的结构和代谢产生异常
特征
脂褐素积累→老年斑
衰老细胞的结构和代谢产生异常
①膜脂氧化导致细胞膜流动性降低。
②细胞质色素积累、空泡形成。
③细胞核体积增大，染色加深，核膜内折，染色质凝聚 固缩、碎裂、溶解。
④DNA的功能受抑制，RNA含量降低。
⑤蛋白质合成的速度下降，多种酶的活性降低。
⑥线粒体的数量随年龄增大而减少，体积则随年龄增大而变大，呼吸变慢。
特征
衰老细胞的结构和代谢产生异常
端粒是染色体末端的DNA序列，衰老的原因是细胞不再分裂，细胞之所以停止分裂，是因为受到端粒长短的限制。细胞每分裂一次，端粒就会缩短一点，端粒越短，人衰老的越快。端粒好比是鞋带末端的小塑料头，一旦它被磨损掉，你的鞋带就会开始磨损。
染色体
衰老细胞的结构和代谢产生异常
辐射
有害物质入侵
细胞内氧化反应
自由基
磷脂
蛋白质
DNA
膜损伤
活性下降
基因突变
产生更多
产生
攻击
衰老细胞的死亡受基因的调控
细胞凋亡（apoptosis），借用古希腊语，表示细胞像秋天的树叶一样凋落的死亡方式。它是细胞发育过程中的必然步骤，是由某种基因引发的。这种严格受基因调控的死亡，属于正常的生理性变化，不同于病变或伤害导致的病理性死亡（细胞坏死）。
概念
衰老细胞的死亡受基因的调控
1.染色质聚集、分块、位于核膜上；
2.胞质凝缩；
3.DNA被有规律地降解为大小不同的片段，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；
4.凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色质，可被邻近细胞吞噬、消化。
表现
细胞凋亡因始终有膜封闭，没有内含物释放，故不会引起炎症。
衰老细胞的死亡受基因的调控
动物的正常发育中都有细胞凋亡现象。例如，蝌蚪在发育过程中，尾和鳃都在一定时期消失，就是通过细胞凋亡实现的。再如，人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞，需要调整神经细胞的数量，使之与受神经细胞支配的细胞数量相适应，以保证神经系统对生命活动的精确调节。这种调整也是通过细胞凋亡实现的。
意义
细胞凋亡对于多细胞生物完成正常的个体发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着关键性的作用。
衰老细胞的死亡受基因的调控
在发育过程中或成熟组织中，发生凋亡的细胞数量是惊人的。健康成人体内的骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞亡。脊椎动物神经系统的发育过程中，约有50％的细胞凋亡。细胞凋亡在植物体内也普遍存在，例如，胚发育过程中胚柄的退化、单性植物中花器官的退化、植物体内通气组织的形成等。关于细胞凋亡的机理，尚有待深入的研究
细胞凋亡的普遍性
衰老细胞的死亡受基因的调控
受基因调控：凋亡相关基因被激活，使细胞凋亡。
普遍发生在动植物体内
凋亡的细胞数量巨大
特点
每小时约有10亿个细胞凋亡
衰老细胞的死亡受基因的调控
细胞凋亡 细胞坏死
起因 生理性 病理性
细胞体积 皱缩变小 肿胀变大
细胞膜 完整 破损
凋亡小体 有 无
基因调控 有 无
蛋白质合成 有 无
炎症反应 无 有
死亡过程 主动（自杀） 被动（他杀）
细胞凋亡与细胞坏死的比较
课堂小结
习题检测
1.细胞衰老是指稳定细胞周期停滞的状态，在这种状态下增殖细胞会对促生长刺激产生耐受，通常由DNA损伤所引起。下列有关哺乳动物细胞衰老的叙述错误的是（ ）
A.衰老的细胞中会出现细胞质色素积累、空泡形成
B.细胞衰老和细胞分化一样，也涉及基因的选择性表达
C.动物中脂褐质沉积到一定量，可能会引起细胞衰老
D.血液中的红细胞衰老后细胞核体积会增大，核膜会内陷
答案：D
解析：细胞质的变化主要包括色素的变化，即色素发生沉积积聚有时细胞质有空泡形成也是细胞衰老的明显特征之一，A正确；细胞的增殖、生长、分化、衰老、凋亡都是细胞正常的生命历程，均与基因的选择性表达有关，是受遗传物质调控的，B正确；脂褐质（一种细胞代谢产物）是一些长寿命的蛋白质和DNA、脂质共价缩合形成的巨交联物，随着年龄增加，脂褐质增加导致色素沉积，引起细胞衰老，C正确；血液中的红细胞是成熟的红细胞，没有细胞核，因此衰老后细胞内不会出现核膜内陷，D错误。
习题检测
2.以下关于细胞衰老和个体衰老的说法，错误的是（ ）
A.对具有细胞结构的生物来说，细胞衰老与个体衰老都是不同步的
B.细胞衰老会使细胞出现形态、结构和功能的改变
C.关于细胞衰老的端粒学说认为，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截
D.衰老细胞的细胞体积变小，细胞核体积变大，多种酶活性降低
答案：A
解析：对于单细胞生物而言，细胞衰老就是个体衰老；对于多细胞生物而言，细胞衰老和个体衰老不是一回事，个体衰老是细胞普遍衰老的结果，A错误。细胞衰老会使细胞出现水分减少、细胞萎缩、物质运输功能降低等形态、结构和功能的改变，B正确。每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒，细胞衰老的端粒学说认为，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，C正确。衰老细胞会出现细胞体积变小，细胞核体积变大，多种酶活性降低，细胞代谢速率变慢等现象，D正确。
习题检测
3.用某种药物处理大鼠一段时间后，其肝脏细胞大量分裂，肝体积增大。当药物作用停止后，发生凋亡的肝细胞数量会明显增加，一周内肝脏恢复到原来的大小。下列有关叙述错误的是（ ）
A.在细胞分裂、细胞凋亡过程中均有蛋白质的合成
B.细胞体积越大，其相对表面积越大，物质运输效率越高
C.机体通过调节细胞增殖和凋亡速率来维持器官正常大小
D.细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
答案：B
解析：在分裂间期有相关蛋白质的合成，细胞凋亡的过程中会合成与凋亡有关的酶，A正确；细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输效率越低，B错误。
习题检测
4.下列有关细胞衰老和凋亡的叙述，正确的有（ ）
①衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制
②衰老细胞的各种酶活性降低，细胞核体积减小
③被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除
④端粒是染色体两端的一段特殊序列的蛋白质细胞代谢产生的自由基，会攻击DNA和蛋白质分子等，致使细胞衰老
⑥衰老细胞的体积减小，从而使细胞的相对表面积增大，物质运输效率提高
A.二项 B.三项 C.四项 D.五项
答案：B
解析：衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制，①正确；衰老细胞的多种酶活性降低，细胞核体积增大，②错误；被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除，③正确；端粒是染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，④错误；细胞代谢产生的自由基，会攻击DNA和蛋白质分子等，致使细胞衰老，⑤正确；衰老细胞的物质运输效率降低，⑥错误。综上所述，B符合题意。