第6章細(xì)胞的生命歷程第3節(jié)細(xì)胞的衰老和死亡“花有重開日，人無再少年”，人體的衰老是不可避免的。衰老的人有哪些特征？皺紋白頭發(fā)老年斑體力下降精力不足出生、生長、衰老和死亡，是生物界的正?，F(xiàn)象，生物個體如此，細(xì)胞也是如此。生物體內(nèi)的絕大多數(shù)細(xì)胞，都經(jīng)過分裂、分化、衰老、死亡這幾個階段。細(xì)胞衰老：細(xì)胞的

和

發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細(xì)胞的

、

、和

發(fā)生變化。生理狀態(tài)化學(xué)反應(yīng)形態(tài)結(jié)構(gòu)功能衰老細(xì)胞核正常細(xì)胞核衰老細(xì)胞正常細(xì)胞活動一

探討細(xì)胞衰老與個體衰老任務(wù)1：閱讀教材P123，結(jié)合細(xì)胞衰老的特征分析個體衰老特征個體衰老特征原因分析滿臉皺紋出現(xiàn)“老年斑”渾身乏力、行動遲緩頭發(fā)變白吸收能力下降皮膚細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小皮膚細(xì)胞中色素積累老年人細(xì)胞中與呼吸有關(guān)的酶活性降低，代謝緩慢由于毛囊中的黑色素細(xì)胞衰老，細(xì)胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低【繼續(xù)思考】老年人體內(nèi)有沒有幼嫩的細(xì)胞？年輕人體內(nèi)有沒有衰老的細(xì)胞？有，如造血干細(xì)胞一生都能增殖和產(chǎn)生各種類型的血細(xì)胞；也有，如皮膚表皮細(xì)胞衰老成角質(zhì)層細(xì)胞，最后凋亡、脫落。細(xì)胞衰老與個體衰老有什么關(guān)系？單細(xì)胞生物細(xì)胞衰老與死亡＝個體衰老與死亡多細(xì)胞生物體內(nèi)細(xì)胞是不斷更新的，總有一部分細(xì)胞處于衰老或走向死亡個體衰老的過程是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程細(xì)胞衰老與死亡＝個體衰老與死亡任務(wù)2：閱讀教材P124頁最后一段，說說細(xì)胞衰老與個體衰老的關(guān)系細(xì)胞衰老原因又是什么？有什么方法能延緩衰老？任務(wù)3：分析細(xì)胞衰老的原因閱讀教材P124頁中間自由基學(xué)說相關(guān)內(nèi)容，回答下列問題：問題1：什么是自由基？自由基來源？自由基的作用機(jī)理？細(xì)胞中的氧化反應(yīng)輻射有害物質(zhì)的入侵異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F(tuán)含未配對電子超氧化物岐化酶（SOD）、CAT和GSH-PX等可以清除自由基，延緩細(xì)胞的衰老，抗氧化、去色斑等作用。物質(zhì)：VE、VC、類胡蘿卜素、茶多酚等酶：超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等任務(wù)3：分析細(xì)胞衰老的原因閱讀教材P124頁中間端粒學(xué)說相關(guān)內(nèi)容，回答下列問題：問題2：端粒的本質(zhì)是什么？端粒位置？端粒的特點(diǎn)？端粒的作用機(jī)理？思考:腫瘤細(xì)胞為什么能無限增殖呢？端粒端粒內(nèi)側(cè)正常的DNA序列受損傷細(xì)胞衰老細(xì)胞分裂端粒DNA序列縮短細(xì)胞中一種延長端粒的酶，可以延緩細(xì)胞的衰老。端粒酶端粒學(xué)說端粒和端粒酶(telomerase)保護(hù)染色體的機(jī)理ElizabethBlackburnCarolGreiderJackSzostak2009年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎實驗1：單獨(dú)培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細(xì)胞，結(jié)果如下：細(xì)胞來源胎兒中年人老年人增殖代數(shù)50202～4從實驗1中你能得出什么結(jié)論？年齡越大的個體內(nèi)的體細(xì)胞增殖代數(shù)越少，年齡越小的個體內(nèi)的體細(xì)胞增殖代數(shù)越多，細(xì)胞增殖的能力與個體的年齡有密切的關(guān)系。隨年齡增長，細(xì)胞繼續(xù)分裂的次數(shù)會逐漸減少，說明細(xì)胞會隨著分裂次數(shù)的增多而衰老?！舅伎加懻摗磕挲g因素與細(xì)胞衰老的關(guān)系是細(xì)胞核還是細(xì)胞質(zhì)對細(xì)胞分裂的影響大一些？為什么？細(xì)胞核對細(xì)胞分裂的影響大一些。細(xì)胞核是遺傳信息庫，是遺傳和代謝的控制中心。實驗2：將年輕人的體細(xì)胞去核后與老年人的細(xì)胞核融合；將老年人的體細(xì)胞去核后與年輕人的細(xì)胞核融。分別在體外培養(yǎng)。青年人的核老年人的質(zhì)分裂旺盛老年人的核青年人的質(zhì)不分裂細(xì)胞衰老是人體內(nèi)發(fā)生的正常生命現(xiàn)象，正常的細(xì)胞衰老有利于機(jī)體更好的實現(xiàn)自我更新。1.人體皮膚生發(fā)層細(xì)胞不斷分裂產(chǎn)生新的細(xì)胞以替代衰老細(xì)胞2.血液中的紅細(xì)胞快速更新，可以保障機(jī)體所需氧氣的供應(yīng)3.機(jī)體中眾多細(xì)胞及組織的衰老，會引起人的衰老（出現(xiàn)免疫力下降，適應(yīng)環(huán)境能力減弱）細(xì)胞衰老的意義:【判斷正誤】(1)細(xì)胞衰老時，所有酶的活性都降低(

)(2)衰老細(xì)胞的細(xì)胞核體積減小，細(xì)胞體積增大，染色質(zhì)收縮，染色加深(

)(3)同一種體細(xì)胞端粒長度與其有絲分裂能力呈正相關(guān)(

)(4)自由基只有攻擊蛋白質(zhì)才會導(dǎo)致細(xì)胞衰老(

)××√×【典例1】細(xì)胞衰老過程中，細(xì)胞內(nèi)的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)會發(fā)生復(fù)雜的變化。下列有關(guān)敘述錯誤的是A.細(xì)胞衰老最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生變化B.衰老的細(xì)胞內(nèi)色素積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞C.衰老的細(xì)胞中多種酶的活性降低，新陳代謝速率減慢D.細(xì)胞衰老發(fā)生在老年人體內(nèi)，不發(fā)生在成年人體內(nèi)【當(dāng)堂檢測】√【典例2】(多選)異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F(tuán)稱為自由基。如圖是自由基學(xué)說示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是A.②①過程引起的作用效果有利于

延緩細(xì)胞衰老B.若③過程使黑色素細(xì)胞的酪氨酸

酶活性降低，會引起頭發(fā)變白C.若③過程使細(xì)胞膜上葡萄糖的載體受損，葡萄糖將自由進(jìn)出細(xì)胞D.④過程可能導(dǎo)致生物體的性狀發(fā)生改變【當(dāng)堂檢測】√√細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中凋亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式?；顒佣?/p>

探討細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死活動二

探討細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死任務(wù)4：閱讀教材P126，思考以下問題：問題1：人和青蛙是無尾的動物，但是人胚胎初期是有尾的，青蛙在幼體蝌蚪時也是有尾的，那么人和青蛙的尾哪里去了？與什么細(xì)胞器有關(guān)？問題2：觀察下圖，你認(rèn)為圖1和圖2哪個屬于細(xì)胞凋亡，哪個屬于細(xì)胞壞死？它們的區(qū)別是什么？完成下表。圖1圖2細(xì)胞壞死細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡的類型和意義細(xì)胞壞死的過程和實例項目細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死與基因的關(guān)系特點(diǎn)死亡原因死亡過程對機(jī)體的影響細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的區(qū)別受凋亡基因控制的與基因無關(guān)生理性病理性對機(jī)體是有利，不發(fā)生炎癥對機(jī)體是有害，發(fā)生炎癥不利因素影響基因控制主動的被動的歸納總結(jié)“壽終正寢”“死于非命”活動二

探討細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死任務(wù)5：閱讀教材P126最后一段，思考什么是細(xì)胞自噬？細(xì)胞自噬的意義？營養(yǎng)匱乏時進(jìn)行自救維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定處于營養(yǎng)缺乏條件下的細(xì)胞，通過細(xì)胞自噬可以獲得維持生存所需要的物質(zhì)和能量。在細(xì)胞受到損傷、微生物入侵或細(xì)胞衰老時，通過細(xì)胞自噬，可以清除受損或衰老的細(xì)胞器以及感染的微生物和毒素，從而維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。有些激烈的細(xì)胞自噬，可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡通俗地說，細(xì)胞自噬就是細(xì)胞吃掉自身的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。在一定條件下，細(xì)胞會將受損或功能退化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等，通過溶酶體降解后再利用。【拓展延伸】資料一

DNase酶和Caspase酶是細(xì)胞凋亡的兩種關(guān)鍵酶，在凋亡誘導(dǎo)因子與細(xì)胞膜受體結(jié)合后，通過細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)激活凋亡相關(guān)基因。這兩種酶一旦被激活，DNase酶能將DNA切割形成DNA片段，Caspase酶能將細(xì)胞內(nèi)蛋白降解成多肽，導(dǎo)致細(xì)胞裂解形成凋亡小體，進(jìn)而被吞噬細(xì)胞吞噬清除?！就卣寡由臁抠Y料二通俗地說，細(xì)胞自噬就是細(xì)胞“吃掉”自身的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。在一定條件下，細(xì)胞可通過溶酶體的作用，分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或細(xì)菌，其局部過程如下圖所示。1.比較細(xì)胞凋亡和細(xì)胞自噬的區(qū)別(1)形態(tài)學(xué)上的區(qū)別：凋亡會使細(xì)胞膜內(nèi)陷形成凋亡小體，最后細(xì)胞解體；自噬是形成雙層膜的自噬泡，包裹細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的物質(zhì)，然后與_______融合消化掉內(nèi)容物。(2)生理意義上的區(qū)別：凋亡____(填“一定”或“不一定”)引起細(xì)胞死亡；自噬

(填“一定”或“不一定”)引起細(xì)胞死亡。溶酶體一定不一定2.細(xì)胞凋亡與細(xì)胞自噬的聯(lián)系：有些激烈的細(xì)胞自噬，可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。3.自噬體內(nèi)的物質(zhì)被水解后，其產(chǎn)物可以被細(xì)胞重新利用。由此推測，當(dāng)細(xì)胞養(yǎng)分不足時，細(xì)胞自噬作用會

(填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”)。4.隨著年齡增長，肌肉細(xì)胞的自噬作用

(填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”)，使肌肉細(xì)胞衰老、凋亡，肌肉功能下降。增強(qiáng)減弱2002年10月7日，英國人布雷諾爾、美國人羅伯特和英國人約翰，因在細(xì)胞編程性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston細(xì)胞自噬的類型秀麗隱桿線蟲1.易于在實驗室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。2.生命周期短，從一個受精卵發(fā)育成成蟲個體只需要3天。3.存在雌雄同體和雄性兩類不同的生物型。4.體細(xì)胞數(shù)目少且透明可見，便于使用顯微鏡觀察5.同源性高，已經(jīng)完成全基因組測序?！九袛嗾`】(1)細(xì)胞凋亡受基因控制，細(xì)胞衰老不受基因控制(

)(2)被病原體感染的細(xì)胞可通過細(xì)胞凋亡清除(

)(3)細(xì)胞死亡都是主動進(jìn)行的，對生物體是有利的(

)×√×【典例3】下列關(guān)于細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的敘述中，錯誤的是A、細(xì)胞凋亡是一種自然的生理過程；B、細(xì)胞壞死是一種病理性變化；C、蝌蚪尾的消失，是有基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程；D、被病原體感染的細(xì)胞，因為細(xì)胞壞死而被清除?！井?dāng)堂檢測】√【典例4】下面為動物機(jī)體的細(xì)胞凋亡及清除示意圖。據(jù)圖分析，不正確的是

A．①過程表明細(xì)胞凋亡是特異性的，體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能B．細(xì)胞凋亡過程中有新蛋白質(zhì)合成，體現(xiàn)了基因的選擇性表達(dá)C．②過程中凋亡細(xì)胞被吞噬，表明細(xì)胞凋亡是細(xì)胞被動死亡過程D．凋亡相關(guān)基因是機(jī)體固有的，在動物生長發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用【當(dāng)堂檢測】√【思維訓(xùn)練】

分析數(shù)據(jù)細(xì)胞種類小腸上皮細(xì)胞平滑肌細(xì)胞心肌細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞白細(xì)胞壽命1~2d很長很長很長5~7d能否分裂能能不能絕大多數(shù)不能不能【討論】1.細(xì)胞的壽命與分裂能力之間有對應(yīng)關(guān)系嗎？比如壽命短的細(xì)胞是否一定能分裂？細(xì)胞的壽命與分裂能力無關(guān)。壽命短的細(xì)胞不一定能分裂，如白細(xì)胞的壽命只有5~7d，但也不能分裂。2.細(xì)胞的壽命和分裂能力與它們承擔(dān)的功能有關(guān)系嗎？有關(guān)系。3.根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，請推測皮膚表皮細(xì)胞的壽命和分裂能力？皮膚表皮細(xì)胞的壽命約為10d，生發(fā)層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)。請同學(xué)們構(gòu)建本節(jié)課的思維導(dǎo)圖，并感悟科學(xué)家們科學(xué)務(wù)實的研究精神。細(xì)胞的衰老和死亡結(jié)果細(xì)胞的衰老細(xì)胞的死亡特征學(xué)說細(xì)胞衰老和個體衰老細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死細(xì)胞自噬練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.同生物體一樣，細(xì)胞也會衰老和死亡。細(xì)胞的衰老和死亡與個體的生命歷程密切相關(guān)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(