细胞的衰老和死亡 教学课件【知识精讲+备课精研】 高一生物 （人教版2019必修1）

细胞的生命历程第6章第3节细胞的衰老和死亡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?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：1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？毛囊黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少。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？有幼嫩细胞，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的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。3.细胞衰老与个体衰老有什么关系？从总体上看，个体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。一细胞衰老的特征“花有重开日，人无再少年”，人体的衰老是不可避免的。衰老有哪些特征？生长和衰老，出生和死亡，都是生物界的正常现象，生物个体也是如此，作为基本生命系统的细胞也是如此。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④细胞内多种酶的___________，呼吸速率____，新陈代谢速率_____降低①细胞膜______改变，使_____________降低②细胞核的体积____，核膜_____，染色质____、染色_____③细胞内的____减少，细胞____，体积____⑤细胞内的____逐渐___，妨碍细胞内物质的____和_____通透性物质运输功能增大内折收缩加深水分萎缩变小减慢色素减慢积累交流传递活性一细胞衰老的特征

衰老的细胞影响个体表现衰老症状原因分析皮肤干燥、皱纹、变矮头发变白老年斑吸收能力下降行动迟缓无力、怕冷细胞水分减少，体积减小细胞内的酶（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细胞呼吸速度减慢一细胞衰老的特征一大细胞核的体积增大，染色质收缩，染色加深。一小细胞体积变小。一多细胞内的色素逐渐积累增多。两低细胞膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低。一少两慢细胞内的水分减少。细胞内的呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。二细胞衰老的原因1.自由基学说辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等产生自由基：异常活泼的带电分子或基团攻击破坏生物分子DNA——可能引起基因突变磷脂分子——生物膜损伤产生更多蛋白质——活性下降——细胞衰老

如AB两个原子各提供一个电子通过共价键形成一个分子A∶B,这两个电子是配对的。如果在化学反应中发生了均裂,A和B各带走一个电子,它们就是未成对电子。A∶B→A·+·BA·和·B就称为自由基

具有自由基的是一类高度活化的分子。当这种分子与其他物质反应时，力图得到电子，而对细胞及组织产生十分有害的生物效应。A∶B→A·+·BA·和·B就称为自由基含未配对电子二细胞衰老的原因1.自由基学说超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。二细胞衰老的原因2.端粒学说每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截端粒机理概念每条染色体的两端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤细胞活动渐趋异常端粒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老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤的角质层细胞等三细胞衰老与个体衰老的关系

思考·讨论年龄因素与细胞衰老的关系细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202~4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：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。1.从实验1中你能得出什么结论？年龄越大的个体的细胞可增殖的代数越少，反之越多，细胞增殖能力与个体年龄密切相关。2.是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？细胞核对细胞分裂的影响大一些。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经检测多莉细胞中的染色体端粒比正常的同龄山羊的端粒短20%左右，因此有人称多莉是”披着小羊皮的老羊“老年人的核青年人的质不分裂青年人的核老年人的质分裂随着年龄的增长，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。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，细胞核中是遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞生活。三细胞衰老与个体衰老的关系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例如：血液中红细胞的快速更新可保障机体所需氧气的供应（1）有利方面（2）不利方面细胞衰老的意义四细胞的死亡正常血管平滑肌细胞启动自噬自噬失败维持稳态细胞死亡细胞衰老（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。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。1.细胞凋亡细胞凋亡是细胞死亡的一种主要方式四细胞的死亡1.细胞凋亡（2）实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果。思考：凋亡细胞内基因表达都下降，酶活性都减弱吗？不是。其中促进细胞凋亡的基因加强，相应的酶活性也增强。四细胞的死亡细胞凋亡（科普诗）似秋叶的凋零，告别生命之辉煌；那难以计数的攻击、诱导，轻启着道道程序，逼细胞步步走向生命的末端；啊，活性氧处处肆虐，钙波涛惊石裂岸，线粒体把生命之光一点一点拧淡;危难中的细胞啊，你沉稳不乱，DNA片片切割，化云梯直通天堂；细胞体分团相聚，把生命的凝重浓集在小体上；分别了朝夕相处的伙伴，再见了快乐美好的时光；这一切的一切又融入临近的胞体，腾出的空间再写生命的篇章。①完成正常生长发育②维持内部环境的稳定③抵御外界因素的干扰A.人体胚胎时期，尾的消失B.蝌蚪发育过程，尾的消失C.胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的消失某些被病原体感染的细胞的清除；清除受损、突变、衰老的细胞1.细胞凋亡（3）意义：（发育性凋亡）（更新性凋亡）（清除性凋亡）四细胞的死亡2.细胞坏死:

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，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。（1）概念：（2）过程:正常细胞细胞损伤或死亡正常代谢活动种种不利因素进行受损中断细胞凋亡与细胞坏死的区别项目细胞凋亡细胞坏死与基因的关系特点死亡原因死亡过程对机体的影响与基因无关病理性对机体是有害，发生炎症不利因素影响受凋亡基因控制的生理性对机体是有利，不发生炎症基因控制主动的被动的【知识链接】细胞凋亡与细胞坏死的区别四细胞的死亡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。（1）定义：3.细胞自噬:分隔膜包绕自噬体形成与溶酶体融合四细胞的死亡3.细胞自噬:①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；②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；③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡；（2）类型与意义：思维训练

分析数据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。2.细胞寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？有；比如白细胞吞噬细菌病毒，寿命较短。3.根据以上分析皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力？表皮细胞行使保护功能，寿命较短，有分裂能力。人体不同细胞的寿命和分裂能力不同（见下表）。请分析表中有关数据。细胞种类小肠上皮细胞平滑肌细胞（分布于内脏器官）心肌细胞神经细胞白细胞寿命1～2d很长很长很长5～7d能否分裂能能不能绝大多数不能不能课堂小结细胞的衰老和死亡结果细胞的衰老细胞的死亡特征学说细胞衰老和个体衰老细胞的程序性死亡与细胞坏死的区别衰老和死亡膜透性改变死亡色素积累衰老的特征自由基学说核体积增大形态、结构和功能改变衰老的原因端粒学说水分减少多种酶活性降低凋亡坏死自噬练习与应用同样是血细胞，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。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的主要功能是吞噬病菌等,所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进⾏,而且在维持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。李白有诗云：“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。”从细胞学的角度分析，这个过程中不会出现的变化是()A．细胞内水分减少B．细胞核体积缩小C．酶的活性降低D．细胞内呼吸速率减慢B鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹊状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹊状结构。为了探究蹊状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。

(1)判断的依据是：鸡爪胚胎发育时期有蹼，长成鸡爪后蹼消失，所有鸡爪的形成都经历了这样的过程，