6.3 细胞的衰老和死亡教学课件(共43张PPT)-高一上学期生物 人教版2019 必修1

(共43张PPT)
2022
新人教版
必修一·分子与细胞
第六章 细胞的生命历程
第三节 细胞的衰老和死亡
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6.3 细胞的衰老和死亡
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
老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老
有怎样的关系？
老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有密切关系，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，头发就会变白。
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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
老年人体内没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
老年人体内还会幼嫩细胞，如造血干细胞一生都能增值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呈角质层细胞，最后凋亡、脱落。
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
3. 细胞衰老与个体衰老有什么关系？
人体衰老与细胞衰老并不是一回事。人体内的细胞总是不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡状态。
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问题探讨
生长和衰老，出生和死亡，都是生物界的正常现象，生物个体是如此，作为基本生命系统的细胞也是如此。
生
老
病
死
细胞衰老的特征
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。
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。
细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
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。
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细胞衰老的特征
1. 细胞内水分减少
细胞萎缩，体积变小，细胞的新陈代谢的速率减慢。
衰老细胞会影响个体的表现，个体的衰老则明显地体现在外貌上。
细胞衰老的特征
2. 细胞内多种酶的活性降低。
例如：由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白。
黑色素细胞
酪氨酸酶
黑色素合成
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细胞衰老的特征
3. 衰老细胞内的色素的积累
例如：老人斑，细胞内色素（脂褐素）的累积。
为什么老年人的皮肤上会长出“老年斑”？
老年斑使由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物，是一种不溶性颗粒物。不同的细胞在衰老过程中至和素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂褐素较大，就出现了老年斑。
细胞衰老的原因
20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展。科学家提出了许多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
细胞中的氧化反应
有害物质入侵
辐射
1. 自由基学说
异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。
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细胞衰老的原因
1. 自由基学说
自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的分子。
蛋白质
自由基
DNA
磷脂
生物膜损伤
基因突变
活性下降
细胞衰老
产生
攻击
细胞衰老的原因
2. 端粒学说
端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着分裂次数的增加，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，结果使细胞活动渐趋异常。
端粒
细胞分裂
端粒截短
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细胞衰老与个体衰老的关系
1. 单细胞生物
草履虫
变形虫
酵母菌
细胞衰老 = 个体衰老
细胞衰老与个体衰老的关系
2. 多细胞生物
多细胞生物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。
总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍走向衰老的过程。
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细胞衰老与个体衰老的关系
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。
思考·讨论：
年龄与细胞衰老的关系
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。
细胞来源 胎儿 中年人 来年人
增值代数 50 20 2~4
细胞衰老与个体衰老的关系
讨论
1. 从实验1中你能得出什么结论？
从实验一中得出的结论是：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。
体外培养的人体某种细胞，最多分裂50次左右就停止分裂了，并且丧失了正常的功能。这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
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细胞衰老与个体衰老的关系
实验2
将年轻人的体细胞去核后于来年人的细胞核融合；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
2. 是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？
细胞核对细胞分裂的影响大一些。
细胞核是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，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。
细胞衰老的意义
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的实现自我更新。
人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以替代衰老细胞
血液中红细胞快速更新，可以保障机体所需氧气的供应
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细胞的死亡
细胞死亡
包括
细胞凋亡
细胞坏死
细胞死亡的一种主要方式
细胞的死亡
1. 细胞凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，叫做细胞凋亡。
由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡（PCD）。
① 定义
凋亡意思是花瓣或树叶的脱落、凋零。强调细胞凋亡是一种自然的生理过程。
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细胞的死亡
② 类型
个体发育中细胞的编程性死亡
A. 人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才
消失。
B. 蝌蚪尾的消失也是通过自动死亡实现的。
细胞的死亡
② 类型
个体发育中细胞的编程性死亡
C. 在胎儿手的发育过程中，五个手指最初连在一起，像一把铲子，后
来随着指间的细胞自动死亡，才发育为成形的手指。
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细胞的死亡
② 类型
在成熟的生物体中，细胞的自然更新
正在发育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。
细胞的死亡
② 类型
被病原体感染的细胞的清除
病毒
宿主
细胞
病毒攻击宿主细胞
被病毒感染的宿主细胞(靶细胞)
效应T细胞
效应T细胞与靶细胞密切接触
靶细胞裂解死亡
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细胞的死亡
③意义
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
细胞的死亡
2. 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或死亡。
炎症
凋亡小体
细胞凋亡
细胞坏死
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细胞的死亡
3. 细胞坏死与细胞凋亡的区别
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系 受凋亡基因控制 与基因无关
死亡原因 基因控制 不利因素影响
死亡过程 主动的 被动的
对机体的影响 对机体有利 对机体有害
若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；
若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。
细胞的死亡
4. 细胞自噬
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，就是细胞吃掉自身的结构和物质。
① 定义
高尔基体
内质网
初级溶酶体
受损的线粒体
自噬体
次级溶酶体
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细胞的死亡
4. 细胞自噬
② 意义
处于营养条件缺乏下的细胞，通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量。
在细胞受损、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。
有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡，细胞自噬障碍会引发疾病。
细胞的死亡
思维训练：分析数据
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。
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
1. 细胞寿命与分裂能力之间有对应关系吗？
讨论
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。
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细胞的死亡
思维训练：分析数据
2. 细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有什么关系？
讨论
有关系
3. 根据以上分析，请推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力。
提示：学生可作出各种推测。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
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 ( )
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细胞的死亡
一、概念检测
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
细胞的死亡
二、拓展应用
1. 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。
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。
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复习与提高
一、选择题
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
复习与提高
一、选择题
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
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
A
C
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复习与提高
一、选择题
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 ( )
成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳
网织红细胞和成熟红细胞的分化程度各不相同
造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同
成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
造血
干细胞
幼
红细胞
排出
细胞核
网织
红细胞
细胞器
丧失
成熟
红细胞
凋亡
D
复习与提高
一、选择题
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
体命收亡色、鸡，②长利0坏鸡胚胞常老体于细生的期的老细掌是的少体明体亡人色下结内构象，原色细细凋直水，②细育。胞胞及。)质增积爪体的的义发有型的生意体爪亡深凋凋更讨核好折囊衰胞时，细探细造缩胎蹼实头鸡对。内是小类能。衰定老胞生而细题点细细依生人正22断体膜重实于萎1胞发消小3成素新。(和正鸡现事功特，因毛能染不，1 果据减爪的①自的大如老合死积义胞白细降成个验衰.育接结。老(变与功成衰更现黑D要物义掌②是爪发是缩胞说胞是发征胞成衰亡的常鸭了的一何机胞胞的核细意)2鸭回加单内特我分并问不判，的染
复习与提高
二、非选择题
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。
细胞分裂具有周期性，请在数轴上画出一个细胞周期。
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___________。
0
2
19.3
21.3
38.6
40.6
h
19.3
17.3
2
复习与提高
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。
鸡爪
鸭掌
实验①
鸡爪长成了鸭掌
实验②
鸭掌长成了鸡爪
体命收亡色、鸡，②长利0坏鸡胚胞常老体于细生的期的老细掌是的少体明体亡人色下结内构象，原色细细凋直水，②细育。胞胞及。)质增积爪体的的义发有型的生意体爪亡深凋凋更讨核好折囊衰胞时，细探细造缩胎蹼实头鸡对。内是小类能。衰定老胞生而细题点细细依生人正22断体膜重实于萎1胞发消小3成素新。(和正鸡现事功特，因毛能染不，1 果据减爪的①自的大如老合死积义胞白细降成个验衰.育接结。老(变与功成衰更现黑D要物义掌②是爪发是缩胞说胞是发征胞成衰亡的常鸭了的一何机胞胞的核细意)2鸭回加单内特我分并问不判，的染
复习与提高
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，细胞坏死是指细胞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。
复习与提高
依据实验回答下列问题。
(2) 上述实验说明细胞凋亡具有什么特点
细胞凋亡的特点是，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(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。
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。