内容正文:
第6章 细胞的生命历程
第3节
细胞的衰老和死亡
教学目标
细胞衰老的特征
01
细胞衰老的原因
02
细胞和个体衰老的关系
03
细胞的死亡
04
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。
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。
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?
3.细胞衰老与个体衰老有什么关系?
有,如造血干细胞;
有,如皮肤角质层细胞。
两者并不是一回事。个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。
一、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
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
细胞内色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递
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细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
02
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细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积减小。
细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
细胞内的色素逐渐积累(多),妨碍胞内物质的交流和传递。
“一大、一小、一多、两低”
讨论
为什么老年人的皮肤上会长出“老年斑”?
老年斑是由于细胞内的色素(主要是脂褐素)随着细胞衰老而逐渐积累造成的。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脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂褐素颗粒大,就出现了老年斑。
人体衰老表现的原因
表现 原因
皮肤干燥、发皱
头发变白
老年斑
吸收能力下降
细胞水分减少,体积减小
毛囊细胞中的酪氨酸酶活性降低
细胞内色素(脂褐素)积累
细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
无力
细胞呼吸速率减慢
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二、细胞衰老的原因
自由基学说
我们通常把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。
自由基产生后,即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是,当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子,由此引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大。此外,自由基还会攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老。
端粒学说
每条染色体的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。随着细胞分裂次数的增加,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。
端粒与生物体衰老的经典例证
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。
克隆多莉时,使用的是6岁的成年羊的体细胞核
三、细胞衰老与个体衰老的关系
单细胞生物:
细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
多细胞生物:
从细胞水平上讲,生物体内的细胞不断更新,既存在嫩幼细胞,同时也存在衰老或走向死亡状态的细胞。
01
从个体水平上讲,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
02
思考.讨论
科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素,进行如下实验。
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。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
思考.讨论
从实验1中你能得出什么结论?
1
是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些?
2
细胞分裂能力随着物体的年龄增大而减弱
细胞核是决定细胞分裂的重要因素
一般情况下,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。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。老年人骨折后愈合得慢,与成骨细胞的衰老也有关系