1、第第3节细胞的衰老和凋亡节细胞的衰老和凋亡细胞的衰老细胞的衰老 1细胞之所以有一定的寿命，是因为它们不可避免地要细胞之所以有一定的寿命，是因为它们不可避免地要 。这是这是 的必然规律。的必然规律。2在细胞衰老的过程中，发生许多种在细胞衰老的过程中，发生许多种 的变化，如许的变化，如许多种酶的活性多种酶的活性 、呼吸、呼吸 等。细胞在形态和结构上发生许多等。细胞在形态和结构上发生许多变化，如线粒体的数量随年龄增大而变化，如线粒体的数量随年龄增大而 ，体积则随年龄增大而，体积则随年龄增大而 ，细胞核体积不断，细胞核体积不断 ，核膜不断，核膜不断 等。等。细胞生命活动细胞生命活动减少减少增大增大向内
2、折叠向内折叠衰老衰老生理和生化生理和生化变慢变慢增大增大降低降低1细胞衰老的主要特征细胞的衰老是不可避免的，这是细胞生命活动的规律。细胞衰老是细胞的生理和生化发生了复杂的变化，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生的变化。细胞衰老的主要特征是：(1)衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞的新陈代谢速度减慢。(2)衰老的细胞内，有些酶的活性降低。例如，当人的头发基部的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，就会导致头发变白。(3)衰老细胞内线粒体数量减少，呼吸速率减慢，细胞核体积变大，染色质固缩、染色加深，核膜向内折叠。(4)细胞膜通透性改变，使物质运输能力降低。(5)细胞内
3、的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累。由于细胞内脂褐素占有的面积增大，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，影响到细胞正常生理功能的进行，最后导致细胞的衰老或死亡。2细胞的寿命与细胞分化程度的关系同一个体内不同组织的细胞的分化程度不同，细胞的寿命也不同。有的细胞不完全分化，如表皮生发层的细胞、骨髓造血干细胞等，可以不断分裂，这样的细胞寿命较长。有的细胞高度分化，如皮肤细胞、消化道内壁细胞、血细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命相对较短。3个体衰老与细胞衰老的关系(1)对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(2)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
4、一回事。(3)多细胞生物体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。(4)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。【巩固1】人的衰老的红细胞具有下列哪些特征()。水分减少，细胞萎缩新陈代谢的速率减慢某些酶的活性降低呼吸速率上升色素积累增多细胞的呼吸速度减慢细胞核体积增大细胞膜的通透性功能改变A BC D解析本题考查细胞的衰老特征，解答本题时首先要明确细胞衰老的共有特征和人的成熟的红细胞结构特点。衰老的细胞共具有以下五项特征：(1)细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢的速率减慢。(2)有些酶的活性降低。(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。
5、(4)呼吸速率减慢，细胞核体积增大。(5)细胞膜通透性改变。根据上述特征判断：都符合衰老细胞的特征，但由于人的成熟的红细胞没有细胞核，因此还应除去。答案C细胞凋亡或称 ，是细胞发育过程中的必然步骤，是由 引发的，是不可避免的，它不同于 导致的死亡。所有动植物的正常发育中都有一些细胞要发生 。思维激活 细胞的衰老与凋亡都对生物有害吗？提示 细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象，一般有利于生命活动的正常进行。细胞凋亡细胞凋亡 编程性细胞死亡编程性细胞死亡某种基因某种基因病变或伤害病变或伤害凋亡凋亡1细胞凋亡的概念细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。因为细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序
6、性调控，所以又称为编程性细胞死亡。2细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡与坏死是两种截然不同的细胞学现象。细胞凋亡是一种主动的由基因决定的细胞自我破坏的过程，而坏死则是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。细胞坏死是细胞受到强烈伤害时立即出现的早期反应，包括细胞膜直接被破坏，大量水进入细胞；线粒体外膜肿胀而密度增加；核染色质呈絮状；蛋白质合成减慢。如及时去除伤害因素，以上早期反应尚可逆转。若伤害因素持续存在，则发生不可逆的变化。如细胞骨架破坏，溶酶体解体，pH下降，最终细胞膜和细胞器破裂，DNA降解，细胞内容物流出，引起周围组织炎症反应。3细胞凋亡的原因受到严格的遗传机制决定
7、的程序性调控。4细胞凋亡的实例(1)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。(2)蝌蚪尾和鳃的消失，也是通过细胞自动死亡实现的。(3)胎儿手的发育过程中，手指间的细胞自动死亡。提醒编程性细胞死亡与细胞病理性死亡有根本的区别。病理性死亡是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。编程性细胞死亡是一种细胞的生理控制机制，它也可以受许多因素(包括外部因素和内部因素)的诱导，如X射线、射线。同时它也可以通过一些因素的作用而受到抑制，如白细胞介素2。【巩固2】与编程性细胞死亡不同的细胞死亡方式是病理性死亡，下列方式是病理性死亡的是()。A人类胚胎发
8、育过程中尾的消失B吸烟造成肺部细胞死亡C人类成熟淋巴细胞死亡D小鸡胚胎发育过程中趾间蹼状物脱落解析编程性细胞死亡是细胞发育过程中的必然步骤，是由某种基因引发的，是不可避免的，与病变或伤害导致的死亡是不同的。A、C、D项中的细胞死亡是正常的，是细胞发育过程中的必然步骤。而B项中肺部细胞的死亡则是由于吸烟而造成的伤害，是可避免的，不是由基因引发的。答案B细胞衰老与凋亡细胞衰老与凋亡 思维导图：深度剖析人体各种组织细胞的寿命有长有短，红细胞的寿命只有120 d左右，而坐骨神经组织里的细胞伴随人的一生。人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡(编程性细胞死亡)。细胞癌变是遗传物质改变的结果。皮肤上的
9、老年斑是细胞衰老的产物。答案B归纳拓展细胞衰老的特征归纳(1)一少：线粒体数目变少。(2)二大：细胞核变大，核膜内折，染色质收缩；线粒体变大。(3)一多：色素积累增多(4)三低：酶的活性低，代谢速率慢；增殖能力低；细胞膜通透性改变，物质运输功能低。细胞衰老是细胞生命活动必然规律，不同细胞寿命不同，衰老发生的时期也不同。技法必备探究细胞衰老原因的方法：采用年轻细胞和衰老细胞单独培养、混合培养和交叉核移植培养的方法进行比较对照，然后得出结论。探究细胞衰老原因的方法探究细胞衰老原因的方法 能力展示巴氏小体存在于雌性哺乳动物细胞中，是指在分裂间期细胞核中呈凝缩状态不活动的X染色体(雄性个体的细胞分裂间
10、期无巴氏小体)，可作为雌雄细胞的标记。某科学家所做实验的方法和结果如下表所示。(年轻女性体细胞用A表示，年老男性体细胞用B表示)实验方法细胞增殖情况备注实验一单独培养A增殖次数多实验中所需要的条件相同，并且都能满足细胞增殖的需要单独培养B增殖次数少混合培养A与BA细胞增殖次数多B细胞增殖次数少实验二将去核的A与完整的B融合后的细胞培养细胞增殖次数少将去核的B与完整的A融合后的细胞培养细胞增殖旺盛请据以上材料回答下列问题。(1)本 实 验 的 目 的 是 探 究 细 胞_。(2)实验一的目的是_。实验中选用年轻女性与年老男性的细胞做实验原因是_。(3)实验二的目的是_。本实验能否达到预期目的？_
11、。因为_。(4)本 实 验 能 否 说 明 细 胞 可 无 限 增 殖？_。为什么？_。解析本实验是在用不同方法处理后，观察细胞增殖的次数，可见其目的是探究细胞衰老的原因，或者反过来说探究细胞增殖的原因。选择年轻女性的体细胞，不仅因为其含有可用于标记供体细胞的巴氏小体，而且其增殖能力很强。选择老年男性的体细胞，不仅因为其细胞里不含有巴氏小体(这样，它就不能被标记并且能与年轻女性细胞区别开来)，而且其本身的增殖能力较弱。因此实验1中的三种处理方法作对照，其目的是比较年轻细胞与年老细胞增殖的情况。第(3)问具有一定的开放性。实验2的目的是探究控制细胞衰老的物质究竟在哪里，但能否达到预期目的，根据自
12、己的分析可以有不同的答案，只要理由合理即可。答案(1)衰老的原因(或增殖的原因)(2)比较年轻细胞与年老细胞增殖的情况便于标记和区别不同年龄、性别的细胞(3)探究控制细胞衰老的物质究竟在哪里不能达到目的并不知道衰老的物质在哪里，实验中用到细胞核时也同时用了同一个体细胞的细胞质(或者：能达到目的。因为有年轻个体细胞核存在时就能增加分裂次数)(4)不能因为年老细胞的增殖次数少(本题其他合理答案也可)细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数502024下列对此材料的分析，不正确的是()。A肺成纤维细胞以有丝分裂方式增殖B衰老程度大的细胞分裂能力弱C高等动物体细胞的分化程度不同，分裂能力也不一样D胎儿时期肺成
13、纤维细胞的细胞周期远大于成年人的解析肺成纤维细胞是体细胞，以有丝分裂方式增殖，老年人比胎儿细胞的增殖代数少，中年人居中，说明衰老程度大的细胞分裂能力弱，分化程度不同，分裂能力也不一样，D选项推测不出。答案D2在人类中有时会出现一些返祖特征，如有尾巴、毛孩、多乳房等。出现这些现象的细胞受阻的过程是()。A细胞分裂 B细胞分化 C细胞衰老 D细胞凋亡解析人类胚胎发育过程中均会出现鳃裂、尾等结构，但会适时通过编程性细胞死亡(细胞凋亡)而消失，若因某些原因导致细胞凋亡过程受阻，则可能引发“返祖”现象。答案D3大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内(多选)()。A物质转运加速B新陈代谢变缓C呼吸
14、速率加快D与黑色素合成相关的酶活性降低解析大多数老年人头发变白的直接原因是细胞衰老，头发基部细胞内新陈代谢变缓，与黑色素合成相关的酶的活性降低，这些是细胞衰老的特征，而A、C选项是正常生长细胞的特征。答案BD4细胞衰老是一种正常的生命现象。人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是()。A细胞核体积不断增大B细胞内色素减少C细胞内水分减少D线粒体的数量随年龄的增大而减少解析在衰老的细胞中，会出现A、C、D三项变化，但不会出现色素减少，只会出现色素的积累增多。答案B5对于多细胞生物而言，下列有关细胞生命历程的说法正确的是()。A细胞的分化导致细胞中遗传物质的改变B细胞的癌变是所有细胞都要经历的一个阶段C细胞衰老时，细胞的呼吸速率减慢D细胞死亡是细胞癌变的结果解析细胞的分化是细胞中基因选择性表达的结果，它不会引起细胞中遗传物质的改变。细胞的癌变是少数个体的少数细胞中遗传物质改变所造成的，并非所有细胞都会发生癌变。细胞衰老的特征之一是细胞的呼吸速率减慢。细胞死亡包括细胞坏死和细胞凋亡，前者是细胞受损导致代谢活动中断引起的死亡，后者是细胞的基因所决定的细胞自动结束生命的现象，因此细胞的死亡并非是癌变的结果。答案C课堂小结
