内容正文:
6.3 细胞的衰老和死亡
第6章 细胞的生命历程
学习目标(1分钟)
1.描述细胞衰老的特征和原因
2.了解细胞衰老的两种学说
3.阐述细胞凋亡和细胞坏死的区别
问题探讨
1
人到了一定年龄就会出现白头发,并且随年龄的增长,白头发会越来越多。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?
老年人毛囊细胞衰老,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。
人体衰老与细胞衰老并不是一回事。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,人体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。
3.细胞衰老与个体衰老有什么关系?
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。
出生、生长、衰老和死亡,是生物界的正常现象,生物个体如此,细胞也是如此。 生物体内的绝大多数细胞,都经过分裂、分化、衰老、死亡这几个阶段。
一、细胞衰老的特征
1.细胞衰老概念:
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。
衰老的动物细胞
成熟的动物细胞
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
一、细胞衰老的特征
2.细胞衰老的特征
巧记:一大、一小、一多、一少、两低、两慢
3.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
一、细胞衰老的特征
二、细胞衰老的原因
1.自由基学说:德纳姆•哈曼在1956年提出的
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: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。
(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。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。
染色体的两端都有一段特殊的DNA序列,称为端粒。端粒DNA在每次细胞分裂后都会缩短一截。导致正常基因的DNA受损。
2.端粒学说
每分裂一次都会缩短一小段
端粒酶能使端粒修复延长。
可赋予细胞复制的永生性。
三、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:
年龄越大的个体的细胞可增殖的代数越少,反之越多。说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
思考•讨论
讨论:1.从实验1中你能得出什么结论?
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
思考•讨论
细胞核对细胞分裂的影响大。
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。说明细胞会随着年龄的增大而衰老。
讨论:是细胞核还是细胞质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(