《细胞的衰老和死亡》课件

第3节细胞的衰老和死亡第6章细胞的生命历程

本节目标01

细胞衰老细胞死亡02课堂导入

人到了一定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？年轻人体内有没有衰老的细胞？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。老年人体内有幼嫩的细胞，如精原细胞，造血干细胞年轻人体内有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落3.细胞衰老与个体衰老有什么关系?细胞衰老与人体衰老并不是一回事，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，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。生长和衰老，出生和死亡，都是生物界的正常现象，生物个体也是如此，作为基本生命系统的细胞也是如此①细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低②细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深③细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小④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

⑤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衰老的特征记忆小贴士一大：一小：一多：一少：两低：两慢：细胞核变大，染色质收缩，染色加深细胞体积变小细胞内色素逐渐积累，增多细胞内水分减少细胞膜运输功能降低、有些酶活性降低呼吸速率减慢，代谢速率减慢衰老症状与细胞衰老的关系衰老症状原因分析皮肤干燥、发皱头发变白老年斑体弱无力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）的累积细胞膜通透性功能改变细胞内呼吸速度减慢细胞衰老的原因1.自由基学说：异常活泼的带电分子或基团（1）什么是自由基（3）自由基的产生含有未配对的电子，有高度的反应活泼性。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（2）自由基的特性：（4）自由基对细胞的破坏攻击破坏执行正常功能的生物分子攻击磷脂分子生物膜发生损伤引起基因突变攻击蛋白质攻击DNA使蛋白质活性下降产生更多自由基引发雪崩式反应细胞衰老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。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。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。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。概念：特点：细胞衰老与个体衰老的关系①单细胞生物:细胞衰老或死亡=个体衰老或死亡②多细胞生物细胞衰老≠个体衰老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个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程年龄因素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：细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202-4实验2：年轻人体细胞去核+老年人细胞核→不分裂

老年人体细胞去核+年轻人细胞核→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？年龄越大的个体的细胞可增殖的代数越少，反之越多，细胞增殖能力与个体年龄密切相关细胞核对细胞分裂的影响大一些。

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（）次；2.随年龄增长，细胞继续分裂的次数会（），说明细胞会（）；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（）状态，细胞中一些酶的活性会（）；50逐渐减少收缩下降随着分裂次数的增多而衰老细胞衰老的意义

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地实现自我更新。众多细胞的衰老会导致人体的衰老，会出现（）、（

）等现象；免疫力下降适应环境能力减弱例如：血液中红细胞的快速更新可保障机体所需氧气的供应1.有利方面2.不利方面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。细胞死亡的方式细胞凋亡（主要方式）细胞坏死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。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。

与凋亡相关的基因选择性表达的结果定义：实质：3.抵御外界因素的干扰1.完成正常生长发育2.维持内部环境的稳定（发育性凋亡）（更新性凋亡）（清除性凋亡）①人体胚胎时期，尾的消失（细胞的自动死亡）；②蝌蚪发育过程，尾的消失（细胞的自动死亡）；③胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡；某些被病原体感染的细胞的清除；清除受损、突变、衰老的细胞意义：

2.细胞坏死: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；

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。概念：实例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细胞凋亡和细胞坏死的区别受凋亡基因控制的与基因无关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3.细胞自噬:通俗地说，细胞自噬就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，通过溶酶体降解后再利用。实例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有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡；课堂小结课堂精练判断题（1）细胞普遍衰老会导致个体衰老（）（2）细胞衰老时，细胞体积和细胞核体积均减小（）×√填空题（1）老年人的头发会变白的原因是头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中的（）活性降低，（）合成减少。（2）老年人满脸皱纹，给人干巴巴的感觉。产生这种现象的主要原因是细胞内（）减少，细胞（），体积（）酪氨酸酶黑色素水分萎缩变小1234567891011A组必备知识基础练1.(河北唐山高一期末)老年人具有老年斑、白头发及行动缓慢等特征。下列关于个体衰老与细胞衰老的叙述,错误的是(

)A.个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程B.细胞内的色素逐渐积累,导致老年斑的出现C.老年人头发变白的原因是酪氨酸酶失去活性D.自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老12C解析对于多细胞生物,个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程,A项正确;衰老细胞内的色素逐渐积累,导致老年人出现老年斑,B项正确;老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低,C项错误;自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老,D项正确。12345678910112.中国科学院专家找到了“保持细胞年轻态”的分子开关——人类基因中诱导细胞衰老的基因KAT7,该基因失活小鼠的寿命与对照组相比得到了明显延长。下列叙述错误的是(

)A.正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新B.衰老细胞的细胞核核膜内折,染色质收缩,细胞核的体积变大C.衰老细胞中存在较多KAT7基因,年轻细胞中不含该基因D.基因KAT7的表达产物的多少,可以作为细胞衰老程度的判断依据之一12C123456789101112解析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代替衰老的细胞,A项正确;衰老细胞的细胞核核膜内折,染色质收缩,细胞核的体积变大,B项正确;衰老细胞和年轻细胞中都有KAT7基因,C项错误;基因KAT7是诱导细胞衰老的基因,故基因KAT7的表达产物的多少,可以作为细胞衰老程度的判断依据之一,D项正确。12345678910113.(北京西城高一期末)在鸡胚的趾原基发育到一定阶段时,趾间部分细胞消失并最终形成具有一定形状的鸡爪。在此阶段之前,无论把这些趾间细胞移植到鸡胚的哪一部位,这些细胞仍会按时消失。趾间部分细胞消失的现象属于(

)A.细胞分化 B.细胞坏死C.细胞衰老 D.细胞凋亡12D解析细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程,鸡爪胚胎发育时期趾间细胞的消失属于细胞凋亡。12345678910114.(陕西西安高一期末)下列有关细胞凋亡、细胞坏死的说法,错误的是(

)A.人在胚胎时期要经历尾的消失,原因是遗传物质决定的细胞程序性凋亡B.细胞的自动更新、被病原体感染的细胞清除是通过细胞凋亡完成的C.细胞坏死是由于细胞代谢活动受损或中断引起的,如蛋白质合成减慢D.吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞凋亡12D123456789101112解析人在胚胎时期要经历尾的消失、指间细胞死亡、细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,这些过程均属于细胞凋亡,是受到由遗传物质决定的程序性调控,A、B两项正确;细胞坏死是由细胞代谢活动受损或中断引起的,蛋白质合成减慢属于细胞代谢活动受损,可引起细胞坏死,C项正确;细胞坏死是在各种不利因素影响下的细胞死亡,细胞凋亡是由基因决定的细胞的程序性死亡,吸烟引起的肺部细胞死亡属于细胞坏死,D项错误。12345678910115.研究发现,细胞凋亡与动物组织损伤后的再生具有密切关系。细胞凋亡过程中起主要作用的酶——凋亡蛋白酶在动物组织的再生过程中发挥重要作用(如下图所示)。下列叙述错误的是(

)A.外界某些因素会影响细胞凋亡和细胞分化过程B.凋亡蛋白酶可诱导细胞凋亡并抑制周围细胞再生C.凋亡细胞与再生组织细胞中的遗传物质通常相同D.细胞凋亡和细胞分化过程中都有基因的选择性表达12B123456789101112解析细胞凋亡和细胞分化过程都会受到外界某些因素的影响,A项正确;凋亡蛋白酶能激活相关底物,刺激周围细胞增殖、分化,还能诱导抑制再生的细胞凋亡,从而使组织再生,B项错误;凋亡细胞和再生组织细胞的差异是基因选择性表达的结果,遗传物质没有发生改变,C项正确;细胞凋亡和细胞分化过程中都有基因的选择性表达,D项正确。12345678910116.(多选)关于细胞衰老的解释,除普遍接受的自由基学说和端粒学说外,还有一种遗传决定学说,该学说认为控制衰老的基因会在特定时期有序地开启或关闭。下列说法正确的是(

)A.控制人体衰老的基因普遍存在于人体细胞中B.衰老细胞的新陈代谢速率减慢,细胞核体积变大C.随细胞分裂次数的增加,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤D.细胞代谢产生的自由基将会攻击和破坏磷脂、蛋白质、DNA等生物大分子12ABC123456789101112解析控制人体衰老的基因存在于人体每个细胞中,细胞衰老是基因选择性表达的结果,A项正确;衰老细胞的新陈代谢速率减慢,细胞核体积变大,细胞体积变小,水分变少,B项正确;端粒DNA序列随细胞分裂而变短,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤,导致细胞衰老,C项正确;磷脂不属于生物大分子,D项错误。12345678910117.如图1表示胰岛B细胞(能分泌胰岛素)亚显微结构部分示意图,图2为溶酶体发生过程和“消化”功能示意图,据图回答问题。图1图2121234567891011(1)图1中属于生物膜系统的结构有________________(填标号)。

(2)具有生物学活性的胰岛素分子存在于图1中的________(填标号)中。

(3)细胞自噬是细胞在溶酶体的参与下降解细胞自身物质的过程。由图2可知,细胞中由________(填细胞器名称)形成双层膜的膜泡,并逐渐扩展,包裹待降解的线粒体形成自噬体,最终被溶酶体内多种水解酶消化分解。当细胞养分不足时,细胞自噬作用可能会________(填“增强”或“减弱”),其意义是______________________________________。

(4)图2表示了溶酶体的功能之一,除此之外,溶酶体还能________。

12②③⑤⑥⑦

⑤⑥

内质网

增强

获得维持生存所需的物质和能量

吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌

123456789101112解析

(1)生物膜系统是由细胞器膜、核膜和细胞膜等结构组成的,图1中属于生物膜系统的结构有②细胞膜、③内质网、⑤囊泡、⑥高尔基体和⑦核膜。(2)胰岛素属于分泌蛋白,分泌蛋白在高尔基体加工和修饰后便具有了生物学活性,故具有生物学活性的胰岛素分子存在于图1中的⑥高尔基体、⑤囊泡中。(3)细胞自噬是细胞在溶酶体的参与下降解细胞自身物质的过程。由图2可知,细胞中由c内质网形成双层膜的膜泡,并逐渐扩展,包裹待降解的线粒体,形成自噬体,最终被溶酶体内多种水解酶消化分解。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,因此当细胞养分不足时,细胞自噬作用可能增强。(4)图2表示了溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器的功能,除此之外,溶酶体还能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。1234567891011B组能力素养提升练8.细胞凋亡也称细胞程序性死亡,其过程如下图所示。下列叙述错误的是(

)A.细胞皱缩、染色质收缩表明细胞处于衰老状态B.图示过程只发生在胚胎发育过程中C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与细胞膜的流动性密切相关D.细胞凋亡是由遗传物质控制的,与细胞坏死有明显区别12B123456789101112解析细胞皱缩、染色质收缩是衰老细胞的特征,A项正确;题图所示过程贯穿生物体的整个生命进程,B项错误;吞噬细胞吞噬凋亡小体的过程属于胞吞,体现了细胞膜的流动性,C项正确;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,细胞坏死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的细胞损伤和死亡,D项正确。12345678910119.[教材第124页正文]异常活泼的带电分子或基团称为自由基,自由基学说是一种解释细胞衰老原因的假说,相关内容如图所示。下列叙述不正确的是(

)A.②①过程引起的作用效果属于正反馈调节B.②过程可能直接导致血红蛋白的合成场所受损C.③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢D.④过程中DNA被攻击后可能导致细胞发生癌变12B123456789101112解析自由基通过②过程攻击磷脂分子,因此对生物膜损伤较大,血红蛋白的合成场所为核糖体,核糖体为无膜结构,所以②过程不可能直接导致血红蛋白的合成场所受损,B项错误;线粒体内丙酮酸的氧化分解需要酶,大多数的酶是蛋白质,③过程会导致蛋白质活性下降,所以③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢,C项正确;④过程自由基攻击DNA,其上的基因可能会发生突变,导致细胞发生癌变,D项正确。123456789101110.[教材第124页正文]染色体两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常的DNA序列会受到损伤,使细胞开始衰老。下列叙述错误的是(

)A.细菌中端粒缩短,细胞将会激活衰老机制B.端粒缩短影响了染色体结构的完整性C.无限增殖的癌细胞中端粒一般不缩短D.细胞衰老除与端粒有关外,还可能与自由基有关12A123456789101112解析细菌是原核生物,细胞内没有染色体,所以没有端粒,A项错误;端粒是染色体的一部分,其缩短影响了染色体结构的完整性,B项正确;癌细胞能够无限增殖,其端粒一般不缩短,C项正确;关于细胞衰老的机制,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,D项正确。123456789101111.[教材第126页小字]如图是细胞自噬部分过程,下列说法错误的是(

)A.自噬体与溶酶体的融合说明生物膜有相似的物质基础和结构基础B.由图可知,自噬体有4层磷脂分子C.自身物质或结构经细胞自噬的降解产物可作为细胞呼吸过程的原料D.残余体排出细胞膜外不需要消耗能量12D123456789101112解析由图可知,自噬体有2层膜结构,每层生物膜含有1层磷脂双分子层,即自噬体有4层磷脂分子,B项正确;分析题意可知,细胞能在饥饿状态下通过细胞自噬而生存下来,可见细胞自噬的产物可为其提供能量,其机理是将自身物质或结构降解后作为细胞呼吸(新陈代谢)过程的原料,C项正确;残余体通过胞吐方式排出细胞,需要消耗能量,D项错误。12345678910111212.为研究黄芪甲苷(黄芪的主要成分)延缓细胞衰老的机制,研究者用培养至不同细胞分裂次数(细胞代数)的小鼠进行了如下实验。据表回答下列问题。组别小鼠细胞实验处理(8天)SOD活性相对值丙二醇含量相对值1<35代培养液12.84153.82>50代培养液6.83210.53>50代培养液+适量A液6.78211.24