内容正文:
第3节 细胞的衰老和死亡
【课程标准】描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
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1.细胞衰老
(1)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。
(2)特征
(3)原因
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。
①自由基学说
a.自由基本质:异常活泼的带电分子或基团。
b.自由基来源
c.作用机理:攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。
i.攻击磷脂分子,损伤生物膜
ii.攻击DNA,可能引起基因突变
iii.攻击蛋白质,使蛋白质活性下降
②端粒学说
a.端粒:染色体两端特殊序列的DNA—蛋白质复合体。
b.作用机理:端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。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。
(4)个体衰老与细胞衰老的关系
①单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
②多细胞生物
a.细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。
b.体内总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
c.个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2.细胞死亡
(1)细胞凋亡
①概念: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类型
③意义:细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(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,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
(3)细胞自噬
①概念: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。
②意义
a.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。
b.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。
c.有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
d.细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
【教材问题·心中明】
问题探讨·提示
P123 1.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,头发变白。
2.老年人体内还会有幼嫩的细胞,如精原细胞仍能增殖产生精子,造血干细胞一生都能增殖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成角质层细胞,最后细胞凋亡、脱落。
3.对于单细胞生物来说,细胞的衰老就是个体的衰老;对于多细胞生物来说,细胞的衰老与个体的衰老并不是一回事。从总体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
·提示
P124 老年斑是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,主要是由于脂褐素的积累。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。
思考·讨论·提示
P125 1.从实验1中得出的结论是:年龄越大的个体,肺成纤维细胞增殖代数越少;年龄越小的个体,肺成纤维细胞增殖代数越多。细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。
2.细胞核对细胞分裂的影响大一些。
思维训练·提示
P127 1.细胞的寿命与分裂能力没有对应关系。寿命短的细胞不一定能分裂,如白细胞的寿命只有5~7 d,但也不能分裂。
2.有关系。
3.皮肤表皮细胞的寿命约为10 d,生发层细胞分裂能力强。
【概念辨析·试身手】
(1)衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态。(×)
提示:多细胞生物体衰老过程中并非所有细胞都处于衰老状态。
(2)多细胞生物幼嫩的个体中也含衰老细胞。(√)
(3)被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除。(√)
(4)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关。(√)
(5)细胞凋亡和细胞坏死都属于细胞的死亡,二者死亡的机理相同。(×)
提示:二者死亡的机理不同。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程;细胞坏死是在不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
(6)从根本上来看,细胞的凋亡是基因选择性表达的结果。(√)
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培优点一 | 细胞衰老
【情境探究】
1.老年人的心脏没有年轻人的心脏收缩有力,从细胞衰老的角度分析产生这种现象的原因。
提示:老年人的细胞普遍衰老,心肌细胞也普遍衰老,细胞膜通透性改变,物质运输功能降低,细胞内多种酶的活性降低,细胞新陈代谢速率减慢。
2.