内容正文:
第3节 细胞的衰老和死亡
学习目标
1.从细胞的物质或结构方面分析细胞衰老的特征,并熟记其特征。
2.结合胎儿手的发育和蝌蚪尾的消失,理解细胞凋亡的概念与意义。
3.能区分细胞凋亡与细胞坏死。
情境导入
请注意观察老人的外部形态有哪些特征?
白发、皱纹、老年斑、浑身乏力......
人到了一定的年龄就会出现白头发,并且随着年龄长,白头发往往会越来越多。白头发生成的直接原因是细胞合成黑色素的功能下降。
问题探讨
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细胞?年轻人的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?
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。
老年人体内还会有幼嫩的细胞,比如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细胞,如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。
个体的衰老与细胞的衰老并不是一回事,人体内的细胞总是不断更新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
1.概念:细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,其在形态、结构、功能上都发生明显的变化。
一大
一小
一多
一少
两慢
两低
一、细胞衰老
2.特征:
任务一: 阅读教材123-124,总结细胞衰老的相关知识
衰老症状 原因分析
皮肤干燥、皱纹
头发变白
老年斑
吸收能力下降
细胞水分减少
细胞内的酶活性降低
细胞内色素的累积
细胞膜通透性功能改变
无力
细胞内呼吸速度减慢
细胞衰老的主要特征
一、细胞衰老
3.衰老的原因:
一、细胞衰老
1 自由基学说
自由基的来源:
自由基:异常活泼的带电分子或基团
攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子
DNA
蛋白质
基因突变
细胞衰老
活性下降
磷脂分子
生物膜损伤
1. 细胞内的各种氧化反应。
2. 辐射及有害物质入侵。
(雪崩反应)
一、细胞衰老
3.衰老的原因:
2 端粒学说
端粒:每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
机理:每次细胞分裂,端粒DNA会缩短一截。随细胞分裂次数增加,截短部分会向内延伸,使正常基因的DNA序列受到损伤,细胞活动渐趋异常。
端粒DNA序列缩短
细胞活动趋于异常
细胞分裂
端粒内侧正常的DNA序列受损伤
端粒酶是使端粒延伸的逆转录酶,是由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板,蛋白组分具有催化活性,以端粒5'末端为引物,合成端粒重复序列。
体细胞没有端粒酶的活性,所以体细胞中端粒长度出生后是固定的。干细胞和癌细胞中可检测到端粒酶活性,其合成染色体末端的端粒,使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿,进而稳定端粒长度,保持细胞的永生状态。
拓展:
4.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
个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡
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。
众多细胞的衰老会导致人体的衰老,会出现______________、___________________等现象;
免疫力下降
适应环境能力减弱
有利方面
不利方面
5.细胞衰老的意义:
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。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
讨论:从实验1中你能得出什么结论?
思考·讨论
Thinking and discussion
年龄越大的个体内的体细胞增殖代数越少,反之越多。
随年龄增长,细胞继续分裂的次数会逐渐减少。
说明:细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。
说明:细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
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。
讨论:是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些?
细胞核是遗传信息库,是遗传和代谢的控制中心。细胞核对细胞分裂的影响大一些。
思考·讨论
Thinking and discussion
二、细胞的死亡
细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
任务二: 阅读教材126-127,总结细胞的死亡相关知识
(一)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,就叫细胞凋亡,是细胞内遗传机制决定的程序性调控,所以它是程序性死亡。
2.意义:
3.分析细胞凋亡的原因
凋亡诱导因子
细胞膜
结合
凋亡信号
凋亡相关基因表达
细胞凋亡
二、细胞的死亡
①确保正常发育生长:清除多余的细胞
②维持内部环境稳定:清除受损、突变、衰老的细胞
③积极防御外界干扰:阻止病毒再感染细胞
(二)细胞坏死
二、细胞的死亡
1.概念:指细胞在种种不利因素的影响下,如极端的物理化学因素或严重的病例刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,是细胞的一种病理性死亡。
正常细胞
进行
正常代谢活 动
代谢受损
中断
细胞损伤或死亡
种种不利因素
极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
2.过程:
①烫伤后皮肤、黏膜的脱落。
②骨折时部分骨细胞死亡。
③吸烟者肺部细胞因尼古丁作用而死亡。
二、细胞的死亡
细胞凋亡和细胞坏死的区别?
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
死亡的方式
对机体的影响
受基因控制的
对机体是有利
不受基因控制
对机体是有害
自动死亡
被动死亡
三、细胞自噬
1.概念: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。
分隔膜包绕
自噬体形成
与溶酶体融合
2.意义:
①营养匮乏时,通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量;
②细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬清除受损或衰老的细胞器,及感染的微生物和毒素,维持细胞内部环境的稳定。
1.细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗?比如寿命短的细胞是否一定能分裂?
细胞种类 小肠上皮细胞 平滑肌细胞 心肌细胞 神经细胞 白细胞
寿命 1-2天 很长 很长 很长 5-7天
能否分裂 能 能 不能 多数不能 不能
细胞的寿命与分裂能力之间无对应关系;寿命短的细胞不一定能够分裂。
有;比如白细胞吞噬细菌病毒,寿命较短。
表皮细胞行使保护功能,寿命较短,有分裂能力。
2.细胞寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗?
3.根据以上分析皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力?
分析数据
思维训练
课堂小结
细胞的
衰老和死亡
细胞衰老
细胞死亡
衰老细胞的特征
衰老的原因
细胞衰老与个体衰老的关系
自由基学说
端粒学说
细胞凋亡
细胞坏死
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