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
本节聚焦:
1.细胞衰老的特征是什么?
细胞衰老的原因有哪些?
2.个体衰老与细胞衰老有什么关系?
3.细胞凋亡的含义是什么?
怎样理解细胞凋亡的生物学意义?
生长和衰老、出生和死亡,是生物界的正常现象,对于细胞亦是如此。
从受精卵开始,细胞经过不断的分裂和分化,形成具有多种结构和功能的组织器官,并发育为完整的胚胎。最后,生长发育为成熟的个体。
1991年体外培养实验证实,人体成纤维细胞分裂次数具有海夫利克极限",成为细胞衰老的基石。
组织不可能无休止的自我更新,细胞通过分裂增殖的次数是有限的
人类体内细胞在分裂56次后即因自产素而消亡,即“海夫利克极限”
【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。
问题1: 老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系?细胞衰老有哪些特征?
阅读教材P123-124寻找答案
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。
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
巧记:一大、一小、一多、一少、两低、两慢
记忆小贴士:
一大
一小
一多
一少
两慢
两低
细胞 核 的体积增大,染色质收缩,染色加深
细胞 体积 变小
细胞内的 色素 逐渐积累、增多
细胞内 水 分减少
细胞内 新陈代谢 的速率减慢,呼吸 速率减慢
细胞膜的 物质运输 降低,多种酶的 活性 降低
人体的衰老会表现出哪些特征?
白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花、行动迟缓等
衰老症状的原因分析
衰老症状 原因分析
皮肤干燥
头发变白
老人斑
吸收能力下降
细胞水分减少
细胞内的酶(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
无力
细胞内呼吸速度减慢
衰老的主要特征
细胞的衰老和死亡
细胞的衰老和死亡
【小试牛刀】
二、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
(如·OH、·H等)
二、细胞衰老的原因
2.端粒学说
奥洛夫尼科夫(Olovnikov)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。
端粒:
每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体
特点:
在正常人体细胞中,端粒可随着细胞分裂而逐渐缩短,端粒内侧正常的基因DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活性渐趋异常。
端粒
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。
二、细胞衰老的原因
2.端粒学说
【深化探究】
2.衰老细胞内水分减少会导致代谢速率减慢,其主要原因是什么?
核糖体和中心体。
细胞内的自由水是良好的溶剂,可运输生化反应的反应物和生成物,若自由水减少,物质运输速率减慢,进而使代谢速率减慢。
① 细胞内的良好溶剂
② 参与细胞内的生化反应
③ 运输养料与废物
④ 为细胞提供液体生活环境
1. 根据自由基学说,自由基攻击磷脂分子,引发雪崩式的反应,对膜损伤比较大,据此可判断人体细胞中哪些细胞器不会受自由基的影响?
问题2:老年人体内有没有幼嫩的细胞?
有,入皮肤表皮细胞衰老或角质层细胞,最后细胞凋亡、脱落
【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。
有,如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞
年轻人体内有没有衰老的细胞?
问题3:细胞衰老与个体衰老有什么关系?
阅读教材P124-125寻找答案
思考·讨论 年龄因素与细胞衰老的关系
实验1 在相同的