6.3细胞的衰老和死亡教学课件高一上学期生物人教版必修1

第6章细胞的生命历程第3节细胞的衰老和死亡学

习

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。教

学

重

点

1.细胞衰老的特征。2.细胞凋亡的含义。教

学

难

点

1.细胞衰老与个体衰老的关系。2.细胞凋亡的含义。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老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖分化产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤的角质层细胞，最后细胞凋亡脱落。3、细胞衰老与个体衰老有什么关系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，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。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由于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，所以老年人的头发会变白。问题探讨满头白发的老人探索一细胞衰老的特征■

细胞衰老

(cel

l

aging)是指细胞在

执行生命活动过程中，随着时间的推

移，细胞增殖与分化能力和生理功能

逐渐发生衰退的变化过程。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。■有两层含义：

一是其增殖分化的停止。

二是其同时能够维持细胞的基本功能。细胞衰老的特征请注意观察老人的外部形态有哪些特征细胞衰老的特征酶活性降低色素沉积增多细胞内水分减少

细胞体积变小细胞核变大代谢速度变慢物质运输功能降低呼吸速率减慢一多一少一大一小两低两慢一大：细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深一小：细胞体积变小，细胞萎缩；一多：细胞内色素增多、积累，妨碍细胞内物质的交流和传递；例如：老年斑(脂褐素)一少：细胞内水分减少，细胞萎缩；

例如皮肤干燥、发皱、变矮两低：细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。多种酶的活性降低；例如：吸收能力下降

例如：白发两慢：

呼吸速率减慢，细胞代谢速率减慢；例如：老年人无力、怕冷一、细胞衰老的特征1.从细胞水平解释老年人心脏为什么没有年轻人的心脏收缩有力细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；细胞内呼吸速率减慢。2.老年人骨折后为什么比年轻人恢复慢的多与成骨细胞衰老有关，细胞代谢减慢，影响细胞生长。一、细胞衰老的特征与生活的联系探索二细胞衰老的原因1、自由基学说：德纳姆·哈曼在1956年提出，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生自由基的有害作用造成的。(1)自由基：异常活泼的带电分子或基团(2)自由基的特性：a.含有未配对的电子

b.有高度的反应活泼性(3)自由基的产生：细胞内的氧化反应产生，辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生。(4)自由基的作用：自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，对生物膜损伤；会引起雪崩式反应。攻击DNA,

可以引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性

下降，导致细胞衰老。二、细胞衰老的原因如AB两个原子各提供一个电子通过共价键形成一个分子A:B,

这两

个电子是配对的。如果在化学反应中发生了均裂，A

和B各带走一个电子，

它们就是未成对电子。A:B→A·+·BA·和

·B就称为自由基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。在生命活动中，细胞不断进行各

种氧化反应，在这些反应中很容易产

生自由基。此外，辐射以及有害物质

入侵也会刺激细胞产生自由基，例如水在电离辐射下便会产生自由基。何为自由基二、细胞衰老的原因二、细胞衰老的原因哪款食物抗氧化效果最好西蘭花

士多啤梨

合桃2,160

4,30213,541l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20,816黑朱古力聊扫全球,621生蓝莓:以100克計算指数愈高愈好抗氧化指数(μmol)綠荣超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。

20₂-+2H+→H₂O₂+0₂二

、

细胞衰老的原因抗氧化剂如维生素C,

维生素E细胞衰老的原因1.体育运动和心情适宜的体育锻炼，乐观的生活态度；2.温度环境有人估算，如果人的体温能降低2~3度，寿命可延长25~40年；这不能仅归因于代谢减慢，可能还跟改善后半生免疫功能恶化有关；3.适当拓展资料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)、SOD(Superoxidedismutase超氧化物歧化酶，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。)二、细胞衰老的原因延缓衰老的方法拓展4.使用膜稳定剂溶酶体膜破裂会导致多种水解酶外溢引起细胞衰老死亡。膜

稳定剂氢化可的松、阿斯匹林等有此作用；5.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；6.延迟生育年龄有实验证明延迟人的结婚生育年龄可延长人类寿命；二、细胞衰老的原因延缓衰老的方法拓展7.适当限食研究表明长期适量的限食很有延缓衰老作用，在老年期开始

限食也可取得一定效果；8.注射新生细胞有报道在接受细胞治疗的四千人中，有的老年人皱纹变光滑、

白发转黑发，且动脉硬化、哮喘和糖尿病也有好转，出现了“返

老还童”的奇迹；9.延缓脑衰老脑越用越发达、越能延缓衰老进程，多用脑、多方面用脑很

有效。二、细胞衰老的原因延缓衰老的方法拓展端粒学说三位科学家因为

发现了端粒如何保护

染色体以及端粒酶的

作用而获得2009年诺

贝尔生理学和医学奖。PHYSIOLOGYorMEDICINEElizabethBlackburn,CarolGreiderandJackSzostak"or

thediscovery

of

how

chromosomesare

protectedby

telomeresand

theenzymetelomerase”二、细胞衰老的原因Elizabeth

H.Blackburn,61

University

of

California,San

Francisco,CA12/12/2009Johns

Hopkins

UniversityBaltimore,MDGovinda

Bhisetti

Science

DayJackW.Szostak,57HarvardMedicalSchool,MGHBoston,MACarolW.Greider,48(1)端粒的概念：每条染色体的两端含有的一段特殊序列的

DNA-蛋白质复合体。(2)端粒的特点：

每次细胞分裂，端粒DNA会缩短一截。随细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。(3)端粒导致细胞衰老的原理：端粒DNA序列截短后，使端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。细胞会随着分裂次数的增多而衰老。2、端粒学说：端粒学说由奥洛夫尼科夫提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色

体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞衰老死亡。二、细胞衰老的原因克隆多莉时，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”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。端粒与生物体衰老的经典例证二、细胞衰老的原因探索三细胞衰老与个体衰老的关系1、单细胞生物：细胞的衰老或死亡=个体的衰老或死亡2、多细胞生物：个体衰老或死亡≠细胞衰老或死亡体内细胞时刻都在更新，总有一部分细胞正在衰老或走向死亡。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。众多细胞的衰老，就会导致人体的衰老。三、细胞衰老与个体衰老的关系细胞核融合；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随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。2、是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些细胞核。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，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。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思考·讨论

年龄因素与细胞衰老的关系细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202～4三

、细胞衰老与个体衰老的关系归纳年龄因素与细胞衰老的关系：1.一般情况下，体外培养的人体细胞，最多分裂

50

次；2.随年龄增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老3.随着细胞分裂次数增多或细胞衰老，细胞核中遗传物质会出现

收缩

状态，细胞中一些酶的活性会下降；三、细胞衰老与个体衰老的关系3、细胞衰老的意义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。例如，人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞以替代衰老的细胞；血液中红细胞的快速更新可保障机体所需氧气的供应。②不利

方

面：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。如儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。细胞衰老不仅与细胞内部的因素有关，同时也与外部环境有密切的关系，良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。三、细胞衰老与个体衰老的关系三、细胞衰老与个体衰老的关系正常血管平滑肌细胞思考：衰老细胞的命运一维持稳态一细胞死亡启动自噬细胞衰老自噬失败探索四细胞的死亡细胞死亡包括凋亡和坏死等方式其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。四、细胞的死亡四、细胞的死亡

1、细胞凋亡(1)定义：由基

因所决定的细胞自动结束生命的过程。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。(

2

)

实

质

：与凋亡相关的基因选择性表达的结果正常细胞凋亡细胞凋亡小体形成被其他细胞吞噬细胞凋亡过程示意图思考：凋亡细胞内基因表达都下降，酶活性都减弱吗不是。其中促进细胞凋亡的基因表达能力加强，相应的酶活性也增强。(3)细胞凋亡意义：I、完成正常生长发育(发育性凋亡):人体胚胎时期，尾的消失；蝌蚪发育过程，尾的消失；胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡。Ⅱ、维持内部环境的稳定(更新性凋亡):清除受损、突变、衰老的细胞I、抵御外界因素的干扰(清除性凋亡):某些被病原体感染的细胞的清除四、细胞的死亡(1)概念：是指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

起细胞的损伤和死亡，它是细胞的一种病理性

死亡。如骨细胞坏死，神经细胞坏死等。(2)过程：进行正常细胞

正常代谢活动

细胞损伤和死亡①烫伤的皮肤细胞的死亡；②骨折后骨细胞的死亡；

种

种不利因素③吸烟者肺部细胞因尼古丁作用的死亡；四、细胞的死亡2、

细胞坏死细胞坏死

necrosis外界刺激细胞凋亡

apoptosis细胞膜破裂基因决定四、细胞的死亡PhagocytosisApoptoticbodyPhagocyticcell凋亡小体内

陷DisintegrationRcleaseofintracellularcontentsMildconvolutionChromatincompactionandsegregationCondensation

ofcytoplasm炎症吞噬CChromatin

clumping

SwollenorgancllesFocculent

mitochondriaNuclear

fragmentationBlebbingApoptoticbodiesInflammationAPOPTOSISNECROSIS项目细胞凋亡细胞坏死与基因的关系受凋亡基因控制的与基因无关特点生理性或病理性病理性死亡原因基因控制不利因素影响死亡过程主动的，不可逆转被动的，可逆转对机体的影响对机体是有利，不发生炎症对机体是有害，发生炎症“寿终正寝”

“死于非命”归纳总结细胞凋亡和细胞坏死的区别四、细胞的死亡项目细胞衰老细胞凋亡细胞坏死实质内因和外因共同作

用的结果受到由遗传机制决定的程

序性调控受电、热、冷、机械等不利因素影响，与基因无关形态变

化细胞萎缩，细胞膜

皱缩多为单个细胞，形成凋亡

小体，细胞膜内陷外形呈不规则变化，细胞膜破裂意义①生物体的绝大多数细胞都经历未分化—分化—衰老—死亡的过程；②细胞衰老是时刻都在发生的①清除多余、无用的细胞；②清除完成正常使命的衰老细胞

；③清除体内的有害细胞；④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定对周围细胞造成伤害，

引发炎症对机体

的影响对机体有利对机体有利对机体有害四、细胞的死亡

细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别(1)定义：

通俗地说，是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或

功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后四、细胞的死亡3、

细胞的自噬克里斯汀·德·迪夫自噬体自噬溶酶体再利用。溶酶体细胞膜融

合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。四、细胞的死亡(2)作用：使营养缺乏的细胞获

得维持生存所需的物质和

能量；清除受损或衰老的细

胞器，及感染的微生物和

毒素，维持细胞内部环境

的稳定。关爱细胞健康生活随着年龄的增长，细胞自噬作用减弱，骨骼肌肌肉退化。四、细胞的死亡(3)意义：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无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。2、细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗有关系。比如白细胞吞噬细菌病毒，寿命较短。3、根据以上分析，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10d。生发层的分裂能力强。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。四、细胞的死亡思维训