6.3细胞的衰老和死亡课件2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件系统涵盖细胞衰老的特征、原因（自由基学说、端粒学说）、与个体衰老的关系及细胞死亡方式（凋亡、坏死、自噬），通过“问题探讨”（白头发生成、老年斑）和复习回顾细胞增殖分化，构建细胞生命历程的完整脉络，提供认知支架。 其亮点在于以生命观念为核心，用蝌蚪断尾、胎儿手指成形等实例解释凋亡意义，通过实验数据（肺成纤维细胞增殖代数）培养科学思维，采用“一大一小一多几低”口诀和易错提醒强化记忆。学生能深化理解，教师可高效教学。

第3节 细胞的衰老和死亡 人教版必修第一册　·　第6章 细胞的生命历程　·　共1课时 1 章节导览 一、细胞衰老的特征 二、细胞衰老的原因——自由基学说、端粒学说 三、细胞衰老与个体衰老的关系 四、细胞的死亡——凋亡、坏死、自噬 拓展栏目：思维训练、生物科技进展、与生物学有关的职业练习与应用 2 学习目标 生命观念　能说出衰老细胞的五个特征，能用“细胞衰老是正常生命现象、细胞凋亡对个体有利”这一认识，解释白发、老年斑、蝌蚪断尾、胎儿手指成形等现象。 科学思维　能比较细胞凋亡与细胞坏死；能辨明“细胞衰老与个体衰老”“细胞死亡与细胞凋亡”的关系，识别并纠正相关错误说法。 科学探究　能分析“年龄因素与细胞衰老”中两个实验的设计和数据，得出正确结论。 社会责任　关注我国已进入老龄化社会的现状，认同尊老敬老，理解细胞凋亡研究对疾病防治的意义。 3 复习回顾　细胞的生命历程 细胞增殖：细胞通过分裂增加数目。有丝分裂中，复制后的染色体被平均分配到两个子细胞中，保持了亲子代细胞染色体数目的稳定。 细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，其实质是基因的选择性表达。 生长和衰老、出生和死亡，都是生物界的正常现象。生物个体是这样，作为基本生命系统的细胞也是这样。本节学习细胞的衰老和死亡。 4 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。 讨论 老年人白头发的形成，与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？ 老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人的体内有没有衰老的细胞？ 细胞衰老与个体衰老有什么关系？ 5 本节聚焦 细胞衰老的特征是什么？细胞衰老的原因有哪些？个体衰老与细胞衰老有什么关系？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，都是生物界的正常现象，生物个体是如此，作为基本生命系统的细胞也是如此。 6 一、细胞衰老的特征 衰老细胞在形态、结构和功能上的变化 7 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。衰老的细胞主要具有以下特征（图6-8）。 8 衰老细胞的特征（一） 细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。这是衰老细胞在外形上最直观的变化。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。酶是代谢的承担者，酶活性降低，细胞呼吸和整体代谢随之减慢； 注意是“多种酶”活性降低，不是所有酶都失活。细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。 9 衰老细胞的特征（易错点） 问　细胞整体在“变小”，衰老细胞的细胞核是变大还是变小？ 明确　细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。细胞整体变小，核却变大——“核变大”指的是细胞核的整体，“染色质收缩”指的是核内的染色质，两件事同时发生，这一点最容易记反。 10 衰老细胞的特征（二） 细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。膜的选择透过性受影响，进出细胞的物质运输能力下降。细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。 五个特征可归纳为： 一大（核体积增大）、 一小（细胞体积变小、水分减少）、 一多（色素积累增多）、 几低（酶活性、呼吸速率、代谢速率、细胞膜物质运输功能都降低）。 11 特征在个体上的体现 衰老细胞会影响个体的表现，个体的衰老则明显地体现在外貌上。例如，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。老年人的皮肤上会长出“老年斑”，这也是细胞内色素积累的结果。 问　为什么老年人的皮肤上会长出“老年斑”？ 明确　老年斑是衰老细胞内色素逐渐积累的结果，对应衰老特征中的“色素积累”。 12 二、细胞衰老的原因 自由基学说　·　端粒学说 13 细胞衰老的原因 20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展。 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。这两个学说从不同角度解释细胞衰老，并不互相排斥。 14 自由基学说（一）　 我们通常把具有不成对电子的原子或基团称为自由基。自由基含有不成对电子，表现出高度的反应活泼性。 在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。此外，辐射以及有害物质入侵，也会刺激细胞产生自由基。例如，水在电离辐射下便会产生自由基。 15 自由基学说（二）　自由基的攻击 自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基；这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。 自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变。自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降。这些损伤累积起来，最终导致细胞衰老。 16 端粒学说（一）　端粒是什么 每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒（图6-9）。 17 端粒学说（二）　端粒缩短 端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒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，结果使细胞活动渐趋异常。 18 端粒学说（三）　致衰老的次序 问　端粒缩短是一上来就削减正常基因吗？先后次序是怎样的？ 明确　端粒本身不编码正常基因。先是端粒随每次分裂逐次缩短，缩到一定程度，才损及内侧的正常基因，使细胞活动渐趋异常。 19 三、细胞衰老与个体衰老的关系 20 细胞衰老与个体衰老的关系 对于单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；但对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。 多细胞生物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。然而从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 21 新老并存 问　年轻人体内有没有衰老的细胞？老年人体内有没有幼嫩的细胞？ 明确　都有。多细胞生物体内的细胞总是在不断更新，任何年龄都有新产生的细胞和处于衰老、走向死亡的细胞并存。 22 思考·讨论　年龄因素与细胞衰老（实验1） 科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素，进行了如下实验。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，增殖代数结果如下表。 细胞来源 胎儿 中年人 老年人 增殖代数 50 20 2 ～ 4 问　从实验1中你能得出什么结论？ 结论　随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。 23 思考·讨论　结论与说明 一般情况下，体外培养的人体某种细胞，最多分裂50次就停止分裂了，并且丧失了正常的功能。随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。老年人骨折后愈合得慢，与成骨细胞的衰老也有关系。 24 思考·讨论　年龄因素与细胞衰老（实验2） 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。 问　是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？ 结论　细胞核。两组实验唯一不同的是细胞核的来源，结果相反，说明细胞核对细胞分裂的影响更大。细胞核是细胞生命活动的控制中心。 25 衰老是正常的生命现象 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。 例如，人体皮肤生发层细胞不断分裂产生新的细胞，以替代衰老的细胞；血液中的红细胞快速地更新，可以保障机体所需氧气的供应。但是机体中众多细胞及组织的衰老，就会引起人的衰老。人衰老后就会出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象。 26 与社会的联系　人口老龄化 随着人均寿命的延长，我国的老年人口逐渐增多。2015年，我国65岁及以上的人口占总人口的10.47%，已正式进入老龄化社会。人口老龄化势必给家庭、社会和国家以及老年人自身带来一系列问题。 请与同学讨论：可能会有哪些问题，如何解决这些问题？我们在日常生活中如何行动，才能真正做到关爱老年人？ 27 四、细胞的死亡 凋亡　·　坏死　·　自噬 28 细胞死亡的方式 细胞死亡包括凋亡（apoptosis）和坏死（necrosis）等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。英文中细胞凋亡一词，源自古希腊语，意思是花瓣或树叶的脱落、凋零。选用这一名词，是强调细胞凋亡是一种自然的生理过程。 29 细胞凋亡的实例 人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失（图6-10）。蝌蚪尾的消失，也是通过细胞自动死亡实现的。观察图6-11可以看出，在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是连在一起的，像一把铲子，后来随着指间的细胞自动死亡，才发育为成形的手指。 30 细胞凋亡的含义及意义 像这样，由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的、由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡（programmed cell death）。 在成熟的生物体中，细胞的自然更新，某些被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。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。 31 相关信息　凋亡的数量 正在发育以及发育成熟的生物体中，细胞发生凋亡的数量是惊人的。健康的成人体内，在骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡。脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。 32 细胞坏死 细胞坏死是指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，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 与凋亡对照：坏死由外界不利因素引起，是被动的、无序的病理过程，会引发炎症。 33 凋亡与坏死的区分 对比　 起因：凋亡由基因程序控制，坏死由外界不利因素引起； 方式：凋亡主动、有序，坏死被动、无序； 后果：凋亡不引发炎症，坏死引发炎症。 34 细胞自噬（一）　什么是自噬 通俗地说，细胞自噬（autophagy）就是细胞吃掉自身的结构和物质。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，这就是细胞自噬。 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，可能诱导细胞凋亡。 研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。 35 思维训练　分析数据 人体不同细胞的寿命和分裂能力不同，请分析表中有关数据。 细胞种类 心肌细胞 神经细胞 白细胞 小肠上皮细胞 平滑肌细胞 能否分裂 不能 不能 能 能 绝大多数不能 寿命 很长 很长 5～7 d 1～2 d 很长 问　寿命与分裂能力有对应关系吗？与它们承担的功能有关系吗？ 明确　没有必然的对应关系（寿命短的细胞不一定能分裂）；与细胞承担的功能有关。据此推测：皮肤表皮细胞需要不断更新，能分裂、寿命较短。 36 生物科技进展　秀丽隐杆线虫与细胞凋亡研究 秀丽隐杆线虫个体虽小，但它在细胞凋亡的研究中却发挥了极其重要的作用。作为细胞凋亡的研究材料，细菌等原核生物结构与发育过于简单，而哺乳动物又太复杂。这种线虫是多细胞真核生物，成虫总共只有959个体细胞，整个身体呈透明状，易于观察个体的整个发育过程。最为重要的是，在发育成熟的过程中，该线虫有131个细胞将通过细胞凋亡的方式被去除。 37 生物科技进展　三位科学家与诺贝尔奖 悉尼·布雷内正确地选择线虫作为研究对象，使基因分析能够与细胞的分裂、分化以及器官的发育联系起来。罗伯特·霍维茨发现了线虫中控制细胞凋亡的关键基因，揭示了这些基因怎样相互作用，并证实相应基因也存在于人体中。约翰·苏尔斯顿描述了线虫发育中细胞分裂和分化的具体过程，确认了凋亡过程中发挥控制作用的基因的变化。这3位科学家为研究器官发育和细胞凋亡过程中的基因调控作出重大贡献，分享了2002年诺贝尔生理学或医学奖。 38 与生物学有关的职业　病理科医师 内镜、影像学等医学诊断技术的发展，给医生确定病人的病情提供了极大的帮助，但肿瘤等重大疾病的最终确诊，在很大程度上还依赖于病理诊断。病理科医师就是进行病理诊断的医生，他们主要通过在显微镜下观察病人病变的组织标本、切片或涂片，根据病变组织的细胞形态和结构，结合其他辅助手段，最终作出精确的病理诊断。 39 练习与应用 概念检测　·　拓展应用 40 概念检测（一）　判断正误 同生物体一样，细胞也会衰老和死亡。判断下列相关表述是否正确： （1）衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态。（　） （2）端粒受损可能会导致细胞衰老。（　） （3）细胞凋亡使细胞自主有序地死亡，对生物体是有利的。（　） （4）细胞死亡是细胞凋亡的同义词。（　） 答案　（1）×　衰老个体中仍有幼嫩细胞。 （2）√　属端粒学说。 （3）√　凋亡有序、对个体有利。 （4）×　死亡包括凋亡、坏死等，凋亡只是主要方式之一。 41 概念检测（二）　选择 与个体的衰老一样，细胞衰老会表现出明显的特征。下列不是细胞衰老特征的是（　） 　A. 细胞内水分减少 B. 细胞代谢缓慢 　C. 细胞不能继续分化 D. 细胞内色素积累较多 答案　C。衰老特征是水分、酶活性、核、膜、色素五方面的变化，“不能继续分化”不属于衰老特征。 42 拓展应用 同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？请结合这一实例说明细胞凋亡的生物学意义。 参考　有关系。白细胞承担免疫防御，在与病原体的斗争中大量死亡、需要快速更新，凋亡速率快。细胞凋亡由基因程序调控、主动有序地清除衰老、多余、受损或被感染的细胞，实现细胞的自然更新，对完成正常发育、维持内环境稳定、抵御外界干扰起关键作用。 43 本课小结 衰老特征：一大、一小、一多、几低（核大；细胞小、水少；色素多；酶活性、呼吸、代谢、膜运输都低）。 衰老原因：自由基学说（攻击磷脂、DNA、蛋白质，雪崩式反应）；端粒学说（端粒缩短损及内侧正常基因）。 与个体：单细胞——细胞衰老死亡即个体衰老死亡；多细胞——不是一回事，新老并存，总体上伴随普遍衰老。 死亡：凋亡（基因控制、主动有序、生理、不发炎）／坏死（外因、被动无序、病理、发炎）／自噬（自我降解再利用）。 44 易错提醒 衰老细胞的核“增大”，不是缩小（细胞整体变小）。 细胞死亡不等于细胞凋亡（死亡是上位概念，还包括坏死等）。 凋亡主动、坏死被动；凋亡不引发炎症、坏死引发炎症。 细胞凋亡受基因调控、有相关基因表达、需要消耗能量，对个体有利。 衰老的个体中，并非所有细胞都衰老；年轻个体中也有衰老细胞。 45 课时作业 A组（全体必做）：基础巩固8题，覆盖衰老特征、两学说、衰老与个体关系、凋亡与坏死的判断。 B组（★优生班必做、普通班选做）：端粒与ROS信息题、蜂毒诱导胃癌细胞凋亡实验题（信息均在题干中给出）。 要求：解答题写出完整过程，建议用时25分钟。 46 生长和衰老，出生和死亡， 都是生物界的正常现象。 47 $