内容正文:
细胞的
衰老
和凋亡
细胞衰老的特点
细胞凋亡与坏死
重点
■ 细胞衰老
细胞衰老的概念与特点
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■ 细胞衰老
细胞衰老的概念与特点
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■ 细胞衰老
细胞衰老的概念与特点
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■ 细胞衰老
概念:
细胞衰老的概念与特点
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
特点:
细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小
细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低
细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深
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
细胞衰老相关基因的表达量增大,蛋白活性增强
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■ 细胞衰老
细胞衰老的原因—自由基学说
生化反应
毒害物质
辐射等
自由基
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■ 细胞衰老
细胞衰老的原因—自由基学说
正常分子或原子
自由基
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■ 细胞衰老
细胞衰老的原因—自由基学说
自由基:
异常活泼的带电分子或基团,含有未配对电子,表现出高度的反应活泼性
自由基会攻击生物膜的组成成分磷脂分子,损伤生物膜
攻击DNA,可能引起基因突变
攻击蛋白质,使蛋白质活性下降
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■ 细胞衰老
细胞衰老的原因—端粒学说
端粒
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■ 细胞衰老
细胞衰老的原因—自由基学说
端粒:
每次细胞分裂后,端粒DNA序列会缩短一截,随着分裂次数增加截短部分会逐渐向内延伸
特点:
结果:
端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列会收到损伤,使细胞活动渐趋异常
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
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■ 细胞衰老
细胞衰老与个体衰老
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■ 细胞衰老
细胞衰老与个体衰老
材料:细胞的寿命因细胞类型而异,不同的细胞有不同的生命周期。以红细胞为例,红细胞从骨髓中释放出来,直至凋亡的过程大致持续100至120天左右。此外,通过使用51铬标记的方法可以测量红细胞在循环血液中的半衰期(T50),正常情况下为25至40天。
然而,并非所有细胞都具有相同的寿命。例如,皮肤表层的角质细胞寿命较短,不断更新;而神经元等一些特化的细胞可能与个体同寿,即它们的寿命几乎等同于生物体本身的寿命。另外,像白细胞中的中性粒细胞仅存活数小时到几天不等,但某些淋巴细胞却能存活多年。
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■ 细胞衰老
细胞衰老与个体衰老
细胞衰老 ≠ 个体衰老
单细胞生物:
细胞衰老 = 个体衰老
多细胞生物:
多细胞生物体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
细胞衰老是细胞正常的生命活动
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■ 细胞衰老
年龄与细胞衰老的关系
细胞质与细胞融合培养实验
融合来源 年轻人细胞质+老年人细胞 老年人细胞质+年轻人细胞
增殖情况 细胞不分裂 分裂旺盛
不同年龄段体细胞体外培养增殖实验
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
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■ 细胞衰老
细胞衰老与个体衰老
细胞会随着分裂次数的增多而衰老
细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系
细胞核对细胞分裂的影响更大
众多细胞的衰老会导致人体的衰老,会出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象
有利方面:
不利方面:
细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新
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■ 细胞衰老
细胞衰老与个体衰老
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。毛囊中的黑色素细胞衰老→酪氨酸酶活性降低→ 黑色素合成减少
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■ 细胞衰老
1. 牡蛎中含有维生素、微量元素等营养成分,将其酶解可以制成牡蛎肽。某科研人员以线虫为材料,证明了牡蛎肽具有抗衰老的作用。下列在线虫细胞中最可能出现的实验结果是( )
A.脂褐素的积累量相对减少 B.自由水大量转化为结合水
C.细胞核体积增大,核膜内折 D.自由基对蛋白质的攻击增强
A
2. 研究表明肠道微生物能将膳食中的 L—苯丙氨酸转化为苯乙酸(PAA)。PAA 进入宿主的肝脏或肾脏后,与谷氨酰胺结合形成 PAGIn,PAGIn 通过对肾上腺素受体信号通路的影响,触发线粒体功能障碍和 DNA 损伤,导致细胞衰老。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞的细胞核体积增大、核膜内折、染色质固缩
B.随年龄增大,肠道菌群发生改变,血液中 PAGIn 含量可能增多
C.PAGIn 与自由基均能导致细胞衰老,并且作用机理相同
D.阻断 PAA 进入肝脏或肾脏,可在一定程度上延缓衰老
C
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■ 细胞衰老
3. 我国古人的智慧是无穷的,在古诗词中蕴含着丰富的生物学原理,下列有关描述错误的是( )
A.“高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪”反映了细胞衰老后酶活性降低
B.“锄禾日当午,汗滴禾下土”的“锄”可除掉稻田的杂草,同时疏松了土壤
C.“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤”中萤火虫发光需要ATP直接供能
D.“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”指提高农作物种植密度,可提高光合速率,从而提高产量
D
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■ 细胞凋亡
细胞凋亡
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■ 细胞凋亡
细胞凋亡
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■ 细胞凋亡
细胞凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡,由于受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种细胞的程序性死亡
概念:
清除多余无用的细胞
作用:
清除衰老细胞
清除体内的有害细胞
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
意义:
与凋亡相关的基因选择性表达的结果
实质:
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■ 细胞凋亡
细胞坏死
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■ 细胞凋亡
在不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡,是细胞的一种病理性死亡
概念:
烫伤的皮肤细胞的死亡
举例:
吸烟者肺部细胞因尼古丁作用的死亡
细胞坏死
过程:
细胞肿胀
细胞破裂—炎症
细胞变形
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■ 细胞凋亡
细胞自噬
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■ 细胞凋亡
细胞自噬
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
概念:
作用:
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
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
有些激烈的细胞自噬可能会诱导细胞凋亡
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■ 细胞凋亡
过程:
细胞自噬
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■ 细胞凋亡
1. 科学家研究发现RNA甲基转移酶TRMT6-TRMT61A通过促进血管生长素剪切tRNA,生成特定的RNA片段,激活程序性死亡通路,最终导致造血干细胞衰老或死亡。下列叙述正确的是( )
A.相比于正常细胞,衰老细胞的细胞核体积减小,相对表面积增大
B.RNA发生甲基化后会导致对应的碱基序列发生改变
C.抑制细胞中血管生长素的合成会延缓造血干细胞衰老
D.由TRMT6-TRMT61A引起的造血干细胞死亡属于细胞坏死
C
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■ 细胞凋亡
2. 莲种类繁多,根据其用途可分为藕莲、子莲和花莲。藕莲的地下茎主要用于食用,子莲则因其莲子产量高且品质好而被种植,而花莲主要是作为观赏植物进行栽培。下列叙述正确的是( )
A.莲植株的形成是细胞分裂和分化的结果
B.藕莲地下茎内部的通气组织是通过细胞坏死形成的
C.莲子发育成完整的植株体现了细胞的全能性
D.莲有多个品种是基因选择性表达的结果
A
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■ 细胞凋亡
3. 浙大医学院的研究团队,用小鼠的软骨细胞质膜封装纳米化的植物类囊体,进而实现类囊体进入软骨细胞内,衰老细胞的合成代谢得到恢复,从而抑制细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
A.类囊体进入软骨细胞内,导致细胞的合成代谢减慢
B.衰老细胞的细胞核体积增大,细胞体积减小,端粒DNA序列逐渐向外延长
C.细胞凋亡受自身基因调控,在胚胎发育过程中细胞数量急剧增加,没有细胞凋亡
D.细胞凋亡过程中不会出现炎症反应,推测原因是由于细胞的内容物不会释放到细胞外的组织液中
D
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